一. 什么是Lambda ;XUiV$
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 TmH'_t.*T~
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, @_:Jm
tH<
!%8|R]d
+?&|p0
pz
uR H1[
class filler @+iO0?f
{ v +$3Z5
public : 8D)I~0\
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 6 2YT)/i3
} ; q-k~L\Ys
rzk]{W
udld[f.
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: px7<;(I
4fuKpLA
7UV hyrl
Iz^lED
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); &a/F"?9jL
9hNHcl.
D
on8xk
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 U"0Ts!CABA
s\Zp/-Q
:)P Aj
D=!e6E<>@
二. 战前分析 jdEqa$CXG
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 _7k6hVQ
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 0Na/3cz|zg
3lW7auH4Y{
Q+r8qnL'
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); jf|5}5kSlf
/* --------------------------------------------- */ r/ G6O
vector < int *> vp( 10 ); qRX:eo
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); KcW]"K>p!
/* --------------------------------------------- */ r6x"D3
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); Gs0x;91
/* --------------------------------------------- */ 'IykIf
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); q|EE
em
/* --------------------------------------------- */ '9w.~@7
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); ophQdJM
/* --------------------------------------------- */ gPA),
NrN
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); rNl`w.
83|7#L
p1mY@[A
@ff83Bg
看了之后,我们可以思考一些问题: 6q8b>LG|
1._1, _2是什么? \_#Z~I{
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 'TdO6-X
2._1 = 1是在做什么? fNh0?/3)
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 _$f XK
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 Wu\szI"
j/h>G,>T=
z4UJo!{S
三. 动工 'u)zQAaw.
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ar!`8"
}ag
-J."5M
"j]85
QEb
^'y
template < typename T > J8>8@m6
class assignment HK/T`p#
{ ^Hplrwj}
T value; R{X@@t9@
public : u*:;O\6l
assignment( const T & v) : value(v) {} FVw4BUOmi
template < typename T2 > :v(fgS2\
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } =Ll:Ba Q
} ; ]a
,H!0i
;t_'87h$y
vnrP;T=^
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 );~JyoDo
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment gTby%6-\|
S.Z2gFE&tu
jH4'jB
jJ B+UF=
class holder =MP?aH
[
{ T*'?;u
public : %~$P.Zh
template < typename T > >3J?O96|f
assignment < T > operator = ( const T & t) const >w}5\4j
{ GmJ4AYEP
return assignment < T > (t); $!Pm*s
} }CoR$K
} ; ,Zs"r}G^
Z_tK3kQa@&
^kElb;d
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: YgFmJ.1
\]a@ NBv
static holder _1; bV~z}V&
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ;rK=
jz^Q
UF$JVb
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ZWVN(U
而不用手动写一个函数对象。 kg@Okz N%
a#_=c>h;
4)zHkN+
GIyb0XjTw
四. 问题分析 "B^c
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 {imz1g;
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 H fg2]N
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 HF\|mL
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 K< ;I*cAX
下面我们可以对这几个问题进行分析。 B_u1FWc
d8o<Q 9
五. 问题1:一致性 qMj'% 5/
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| Ew9\Y R}
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 <EHgPlQn
Pm
Zb!|
struct holder X,Q'Xe/
{ 1_aUU,|.
// ("+J*u*kq_
template < typename T > 8^8fUN4<=
T & operator ()( const T & r) const (H/2{##
{ J2ryYdo>
return (T & )r; ROv(O;.Ty
} +li<y`aw0
} ; vs`"BQYf
t\/i9CBn
这样的话assignment也必须相应改动: f2abee
{&bjjM
template < typename Left, typename Right > V2&O]bR
class assignment zK5/0zMZ
{ A5A4*.C
Left l; +;ILj<!Z7
Right r; C1V@\mRi
public : _(R1En1
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} p#yq 'kY
template < typename T2 > L93PDp4v
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } "Q>gQKgL
} ; LxcC5/@\~(
VD,p<u{r
同时,holder的operator=也需要改动: PGE|){
<
#2XX [d%
template < typename T > _~=qByD
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const !(-lY(x
{ gYtv`O
return assignment < holder, T > ( * this , t); *j9hjq0j
} Hw(_l,Xf
"k0b j>
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 =F B[<%
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 l[_y|W5
m#^ua^JV
return l(rhs) = r; f<$>?o&y
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 5vfzSJ
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: !sJ*0
;g:!WXd
template < typename Tp > Q"@x,8xW
class constant_t _yu d
{ sghQ!ux
const Tp t; 3\ !DsPgW
public : C'_^DPzj
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} V\!6K
template < typename T > 323zR*\m
const Tp & operator ()( const T & r) const cg]\R1Gm
{ n.323tNY
return t; " 0:&x
n8L
} ;aY.CgX
} ; MPtn$@
doERBg`Jh
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 MHm=X8eg
下面就可以修改holder的operator=了 x$6`k
~$bkWb*RJ
template < typename T > 0# )I:5
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const r}9a31i
{ /CE]7m,7~K
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); vq.~8c1
} ;?*`WB
lU}y%J@
同时也要修改assignment的operator() QO-R>
>R9_;
template < typename T2 > Zs(I]^w;d
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } 6rx%>\UkS
现在代码看起来就很一致了。 `2B,+ytW8
QXQ'QEG
六. 问题2:链式操作 e1EFZ,EcaO
现在让我们来看看如何处理链式操作。 kPt] [1jo
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 y,i ~w |4
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 5
aT>8@$Z^
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 o`]o(OP
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ZSBa+3;z
x=/`W^t2
template < typename T > l\?HeVk^
struct result_1 e13{G@
{ Zgw;AY.R>
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 7eM:YqT/#
} ; s y ]k
u(Y! _
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: 0L
^WTq
&yQilyU{V
template < typename T > pZYcCc>6&
struct ref &sbKN[x M
{ (eG9b pqr
typedef T & reference; t7t?xk!2
} ; ~)ZMGx
template < typename T > 'T
'&OA
struct ref < T &> iEA$`LhO\A
{ )YKnFSm
typedef T & reference; Xf4
} ; #dvH0LX?
o|tq&&! <
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: qHGwD20 ~
eplz5%<
template < typename T > 'V*ixK8R0
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const z vM=k-Ec
{ 015
;'V#we
return l(t) = r(t); dTE(+M-
Gr
} \o&\r)FX
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 c7E|GZ2Hc
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 z
?3G`
P
-O& X
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 W-pN
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: C\Y%FTS:
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 h~!KNF*XW
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 \z~wm&
最后的布局是: @1`!}.Tk
Add o~aK[
/ \ ZQ%4]=w
Divide 5 oCCTRLb02
/ \ #|ppW fZQ
_1 3 <l:c O$ m
似乎一切都解决了?不。 (O&R-5m
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 s>RtCw3,
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 ]uikE2nn
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: jHU5>Gt-}
ja<!_^h=At
template < typename Right > 5i<E AKL
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const p#]D-?CM)
Right & rt) const E`"<t:RzF
{ c}QWa"\2n
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); lBYc(cr
} hS( )OY
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 \V1geSoE
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 &D/@H1fBe
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 3ih3O
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 8zOoVO
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 &B3[:nS2
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? _#jR6g TY
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: Dc2U+U(J
o \#C#NiT
template < class Action > 75^U<Hz-3{
class picker : public Action 9{A[n}
{ [i9.#*
public : R#n!1~ (
picker( const Action & act) : Action(act) {} prdlV)LTpY
// all the operator overloaded l{2Y[&%
} ; RF#S=X6
T[?toqkD>z
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 P2j"L#%
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: 8Hdm(>
AjW5H*
template < typename Right > y<h~jz#hkq
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const hHu?%f*
{ }#b[@3/T
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); mmJ$+$JEk
} 4@Q`8N.
! U6 x_
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > =vpXYj
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 d'x'hp%
wa)E.(x
template < typename T > struct picker_maker (>LJv |wn
{ oZ/z{`
typedef picker < constant_t < T > > result; /^2&@P7
} ; lCX*Q{s22
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > 4P>4d +
{ 8B*XXFy\
typedef picker < T > result; k)a3j{{
} ; RqONVytx
?k}"g$JFn
下面总的结构就有了: [s}nv]
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 Uyuvmt>
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 (oUh:w.]Gw
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 |([|F|"
至此链式操作完美实现。 B5pWSS
8+?|4'\`
{SQ#n@Q&$
七. 问题3 d:_3V rRZ
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。
)~Pj3
]y**ZFA
template < typename T1, typename T2 > kwM1f=!-
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const a%IJ8t+mn
{ ]46-TuH
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ){sn!5=
} t=6[FK
KkCA*GS
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: T2%{pcdV/
fbjT"jSzw
template < typename T1, typename T2 > av!'UZP
struct result_2 ]9 ArT$
{ D2@J4;UW*W
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; O 8\wH
} ; )[Bl3+'
PlX6,3F
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? Wifr%&t{J
这个差事就留给了holder自己。 2H]~X9,z2
HTa]T'
fl4z'8P"(
template < int Order > iVQ)hsW/
class holder; 0o>l+c
template <> f\zu7,GU
class holder < 1 > Vt[Kr
{ $ lC*q
public : H;=JqD8`
template < typename T > p_Yx"nO7
struct result_1 oA;> z
{ |_H{B+.
typedef T & result; O^_$cq
} ; fPj*qi
template < typename T1, typename T2 > 9P)28\4
struct result_2 W,53|9b@
{ Wb;x
eG
typedef T1 & result; < 9 vS
} ; u~-,kF@
template < typename T > c[6=&
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Rr!oT?6J?
{ ^]_5oFRIj
return (T & )r; DEFh&n
} /+p]VHP\
template < typename T1, typename T2 > m|%L[h1
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ,Qw\w,
{ SBbPO5^](
return (T1 & )r1; RPh8n4&("
} p?#%G`dm
} ; z^YL$
,xzSFs>2
template <> @Q%g#N
class holder < 2 > s7(I
{ /BaXWrd+
public : {<k}U;uiO
template < typename T > p&O-]o8
struct result_1 [? 1m6u;
{ .>;}GsN&
typedef T & result; fN-y8
} ; XVRtfo
template < typename T1, typename T2 > V1
:aR3*!
struct result_2 1f/8XxTB
{ KD*q|?Z
typedef T2 & result; H"n@=DMLm
} ; 'a6:3*
template < typename T > $1ZFkw
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const *qN(_
{ uA1DTr?z
return (T & )r; @0qDhv s
} by{ *R
template < typename T1, typename T2 > ~|!f6=
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const mz<wYV*
{ =I6u*$9<
return (T2 & )r2; ywl7bU-f
} g0&Rl
} ; a=%QckR*
n~e#Y<IP\1
:{tj5P!S
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 g218%i
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: BGSqfr1F
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 5"cYZvGkJ
>_m4
idq1
return l(i, j) = r(i, j); RO9oO7S
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) SaA9)s
LqOjVQxz
return ( int & )i; rjJ-ZRs\
return ( int & )j; v."0igMO
最后执行i = j;
KJ]ejb$
可见,参数被正确的选择了。 DP-euz
*K}j>A
I8]q~Q<-P
P-*=e8z{
J@4,@+X
八. 中期总结 HbUadPr
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: $S(q;Y
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ]L?DV3N
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 (!iGQj(m
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor rQ!X
p#T^o]+
"v9i;Ba>+
YJ[Jo3M@j0
c~=yD:$
FhyA_U%/nF
九. 简化 5(}Qg9%
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 A!\-e*+W=
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 GSh~j-C'
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: 4 -dV%DgC
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 {k#RWDespy
+-*/&|^等 C $r]]MSj
2. 返回引用。 G'\x9%
=,各种复合赋值等 ?t{ 2y1
3. 返回固定类型。 kpU-//lk+
各种逻辑/比较操作符(返回bool) :+nECk
4. 原样返回。 z/IZ ;K_e
operator, "VfV;)]|w
5. 返回解引用的类型。 EgY yvS)
operator*(单目) J
BN_Upat
6. 返回地址。 oD=6D9c?
operator&(单目) (XDK&]U
7. 下表访问返回类型。 IxxA8[^V
operator[] @N'0:0Nb_
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 {q}#
Sq
operator<<和operator>> ji(Y?vhQt
ly)b=ph&
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 "~uo4n~H
例如针对第一条,我们实现一个policy类: G^ 2a<?Di
wV,l }Xb-
template < typename Left > a!!>}e>Cj*
struct value_return B2uLfi$q
{ '+Gy)@c
template < typename T > #P''+$5,
struct result_1 |k-IY]6
{ :d5fU:
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; N+[ |"v
} ; OlV'#D
6}>:sr
template < typename T1, typename T2 > -1>$3-ur~
struct result_2 vMQvq9T}
{ > 10pk
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; .vbUv3NI
} ; p7YfOUo
k
} ; S/XkxGZ2
Gw;[maM!%`
Q6r!=yOEY
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait OGjeE4
)ZI9n7
下面我们来剥离functor中的operator() r,` 5 9
首先operator里面的代码全是下面的形式: tl uyx
'[6o(~*
return l(t) op r(t) \>>^eZ
return l(t1, t2) op r(t1, t2) _#nP->0)
return op l(t) I9 R\)3"
return op l(t1, t2) w ?+v+k\
return l(t) op %j[DG_
return l(t1, t2) op LT5rLdn
return l(t)[r(t)] Yom,{;Bv
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] MDo4{7
#1v>3H(
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: N]k(8K
单目: return f(l(t), r(t)); ^uy2qO4Yw
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); qU1^ K
双目: return f(l(t)); &Vtgh3I
return f(l(t1, t2)); \"r*wae
下面就是f的实现,以operator/为例 y+C.2 ca
8w[nY.#T
struct meta_divide _Q:739&
{ N9M''H*VS
template < typename T1, typename T2 > --~m{qmy
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ly{Q>MBM
{ 0F\e*{gc
return t1 / t2; x*9CK8o=
} dX58nJ4u
} ; '|\et aD
R`RLq1WA
这个工作可以让宏来做: {c3u!}mW
YJ&K0%R
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ bYKyR}e
template < typename T1, typename T2 > \ f.o,VVYi
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 7sQw&yUL)
以后可以直接用 B~0L'8WzW
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 4+V+SD
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 %>cl0W3x
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) B~/LAD_
_V9 O,"DDc
Cyb-}l
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 H8ws6}C
C XQPbt[5
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 4@wH4H8
class unary_op : public Rettype F=29"1 ._
{ *hT1_
Left l; u7e g:0Y
public : e*Gm()Vu,
unary_op( const Left & l) : l(l) {} e$E~@{[1)
)m-l&UK
template < typename T > @[qGoai
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const z_dorDF8`>
{ s{- `y`JP
return FuncType::execute(l(t)); aN.t) DG}J
} {ZS-]|Kx
$Yr'`(Cbc
template < typename T1, typename T2 > XcS8{
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const PC_#kz
{ ? 9.V@+i
return FuncType::execute(l(t1, t2)); p<|I!n&9
} a:oZ5PX=
} ; z|Hc=AU8y
FA.h?yfr
;
)Vro
同样还可以申明一个binary_op %0PdN@I
CWVCYm@!kz
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > _u`NIpXSP
class binary_op : public Rettype s_=/p5\
{ Ufz& 2
Left l; LiyEF&_u
Right r; h SZ0 }/
public : :%dIX}F
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 0x}8}
!9!kb
template < typename T > -}lcMZY
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const /`3^?zlu"
{ '8NKrI
return FuncType::execute(l(t), r(t)); 1@nGD<,.
} %`%xD>![
_jw A_
template < typename T1, typename T2 > kF9T 9
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ,KlTitJl\+
{ |5wuYG
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 1Ftl1uf
} JD^&d~n_
} ; M-!eL<
y(K?mtQ
!@ml^&hP
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 a2dlz@)J
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 SWjOJjn
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 3U&QonCV
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 PMJe6*(x/
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! kO:iA0KUX
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 YC:>)
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 7@MGs2
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) ;SzOa7
下面是修改过的unary_op n%w36_
&(fB+VNrOH
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > .,:700n+^
class unary_op &z-f,`yG
{ }b+tD3+
Left l; {4Q4aL(
TqNEU<S/t
public : yA%(!v5UT
EO'[AU% ~
unary_op( const Left & l) : l(l) {} vgzNT4o
krTH<- P
template < typename T > bA-=au?o5
struct result_1 '#SacJ\L7
{ Q{Gi**<
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; #,O<E@E
} ; |X9YVZC
K1Tq7/N
template < typename T1, typename T2 > A6'G%of
struct result_2 Urhh)i
{ =5E G}@
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; jNN$/ZWm
} ; "Hmo`E B0
/xjHzva^ w
template < typename T1, typename T2 > w$H=GF?"
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ,TD@s$2x
{ #F5O>9hA
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ^5biD9>M
} o/9(+AA>
Hw34wQX
template < typename T >
Tx35~Z`0
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const \xk`o5/{
{ dL<okw
return OpClass::execute(lt(t)); >9D=PnHnD
} ZD1UMB0$4
g2 uc+p
} ; x%ZjGDF m
"sz)~Q'W5
dL>0"UN}-
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug b0]y$*{j
好啦,现在才真正完美了。 H~+D2A
现在在picker里面就可以这么添加了: !`vm7FN"u
>Qc0g(w
template < typename Right > n{pS+u z
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const !3K6ew>Sf
{ OqDLb
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); x+(h#+F
} Z>Nr"7k
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 $%VFk 53I
JoA^9AYhR
pi? q<p%
8^ ;[c
)`Tny]M
十. bind .:c^G[CQ^9
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 7|3Z+#|T
先来分析一下一段例子 _s!(9
in -/
8ON$M=Ze$
int foo( int x, int y) { return x - y;} Oh<[8S7]C
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 RNuOwZ1m
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 ;Gxp'y
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 H$Fz{[[u
我们来写个简单的。 IuTZ2~
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: cS,(HLO91
对于函数对象类的版本: zT0rvz1),M
+o)S.a+7
template < typename Func > .@.,D% 7<
struct functor_trait ?<,9X06dP
{ z>NRvx0
typedef typename Func::result_type result_type; b&p*IyJR
} ; ?s(%3_h
对于无参数函数的版本: 'OSZ'F3PV
|UM':Ec
template < typename Ret > 3*64)Ol7t]
struct functor_trait < Ret ( * )() > 0R<@*
{ G@h6>O
typedef Ret result_type; ]i\D*,FfU
} ; t/HMJ
对于单参数函数的版本: Uf{cUY,j_
]7v-qd
template < typename Ret, typename V1 > _h7!
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > +Tde#T&[
{ BBnbXhxZ
typedef Ret result_type; * 4GJ<
} ; qX`?4"4
对于双参数函数的版本: 4p&qH igG
}u5;YNmXxF
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > {FraM,w:
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > Yul-.X
{ @DfjeS)u^
typedef Ret result_type; S0 M-$
} ; iSo+6gu
等等。。。 n NZq`M
然后我们就可以仿照value_return写一个policy $zbm!._~DA
j/wG0~<kz
template < typename Func > \dCoY0Z ;
struct func_return <6U{I '
{ $@+\_f'bU>
template < typename T > 7*d}6\
%
struct result_1 4VSIE"8e
{ %Vrl"4^}t
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; lh3%2Dq$
} ; ^%|{>Mz;c
c, \TL
]
template < typename T1, typename T2 > V:)k@W?P
struct result_2 lQ!ukl)
{ )!hDF9O
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; d4/snvq
} ; yC4JYF]JN
} ; 3>yb$ZU"-
)-#%
Yn[y9;I{
最后一个单参数binder就很容易写出来了 8263
A!H6$-W|p
template < typename Func, typename aPicker > KWCA9.w4q
class binder_1 i0Qg[%{9#
{ I<z
/Y?
Func fn; v-Ggf0RF
aPicker pk; -#j-Zo+<
public : =G;whd}]
1\{0z3P
template < typename T > 'wvZnb
struct result_1 1wuLw Ad
{ 1C^6'9o
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 'CjcOI
s
} ; j\f;zb?F
jY$Bns&.w
template < typename T1, typename T2 > 2!cP[Ck
struct result_2 i ;y<gm"
{ [zn`vT
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ueZ `+g~gg
} ; 7&/iuP$.
7=u\D
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} .1.n{4z>:
0vQ@n7
template < typename T > \gki!!HQ
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const P )_g t
{ 3X89mIDr
return fn(pk(t)); &Ph@uZ\
} B-|:l7
template < typename T1, typename T2 > 0Q_AF`"
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ;:vbOG#aSN
{ ^O6P Zm5J}
return fn(pk(t1, t2)); $d{{><
} ;VeC(^-eh6
} ; ,xuqQ;JX
uXxyw7\W
^F5[2<O/!
一目了然不是么? aRdk^|}
最后实现bind )}9Ef"v|
^,
q\S
L9Z:>i?
template < typename Func, typename aPicker > L qMH]W
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ]MfT5#(6h
{ G?&0Z++
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); jAfUz7@
} tmDI2Z%7
NjMbQM4
2个以上参数的bind可以同理实现。 }=?kf3k
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 `22F@JYN
)/HSt%>
十一. phoenix &`0y<0z
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Z 3m5D K
L10Vq}W"
for_each(v.begin(), v.end(), *eH[~4
( -i:Zi}f
do_ ha1 J^e
[ R}8!~Ma`|
cout << _1 << " , " `LVItP(GUM
] &Zs h-|N
.while_( -- _1), {vx{Hwyv
cout << var( " \n " ) CSRcTxH
) z,87;4-
); }N#jA yp!
E[/<AY^@!z
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: UaiDo"i
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor A 7'dD$9
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 J)oa:Q
那么我们就照着这个思路来实现吧: '=G 4R{
)3=oS1p
xqmP/1=NO
template < typename Cond, typename Actor > 3cBuqQ
class do_while AH;0=<n
{ rOm)s'
Cond cd; 7h<B:~(K
Actor act; b&"=W9(V
public : z|=l^u6uS
template < typename T > >7!4o9)c
struct result_1 B%6>2S=E
{ 1?]Gl+}
typedef int result_type; pR4{}=g,
} ; Yn+/yz5k_
HB\<nK
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} k`62&"T
yyPkjUy[
template < typename T > 57Y(_h:
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const :iD([V
{ y)t< r
do *^bqpW2$q
{ R;.zS^LL
act(t); sEt5!&