一. 什么是Lambda
U1"t|KW8 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
R_1C+ 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,
gP`!MlY@ Q./lX: $@Ay0GEI" qA~D*= class filler
I+CQ,Zuf {
XeB>V.<y public :
A5`7o9 void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
<eh(~ } ;
!:n),sFv45 8;!Eqyt jo(Q`oxm!> 这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决:
!}PFi T^ GY",AL8f ( Lu.^ >C-_Zv<!T\ for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
F889JSZ% jF3!}*7, R^2Uh$kk{A 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
"{Be k< o5D" <-=> b"Mq7&cf #PrV)en 二. 战前分析
wr$}AX 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。
g_>ZE 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
-oZac 7>zKW? cV{ZDq for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
qbEj\
b[ /* --------------------------------------------- */
'iVo,m[yKU vector < int *> vp( 10 );
Me}TW!GC transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
#LN
I&5 /* --------------------------------------------- */
\i,cL)HM sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
rq1kj 8%2 /* --------------------------------------------- */
HEuM"2{DMM int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
*3/7wSV: /* --------------------------------------------- */
Hr+-ndH!Pq for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
@gqw]_W /* --------------------------------------------- */
`es($7}P_W for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
[[e |GQ p-pw*wH0 -/-6Td1JY> #8z,'~\ 看了之后,我们可以思考一些问题:
w}Upa(dU 1._1, _2是什么?
2&Byq 显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
4{DeF@@ 2._1 = 1是在做什么?
yo*iv+l 既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。
Z0=m:h Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。
L,
{rMLM% |%}s$*s =GQ^uVf1 三. 动工
IPO[J^#Me 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
fl"y@;;#h 9 <KtI7 O$Vm#|$sq gFT~\3jp= template < typename T >
x}.d`= class assignment
CJ?gjV6 {
5ZA%,pH>Jq T value;
PEBFN public :
q~J
oGTv assignment( const T & v) : value(v) {}
}iSakq' template < typename T2 >
S/-7Zo&w+ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
|)qK
g } ;
eh(Q^E;* ,0Zn hS)kq YC]YX H 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
~9?U_ahfVt 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
gOyY#]g grQnV' q olMO+-USP $a\Uv0:xRx class holder
<}
y p {
+^kxFQ(: public :
b|dCEmFt template < typename T >
O4/n!HOb assignment < T > operator = ( const T & t) const
.gN$N=7< {
EyPJvs return assignment < T > (t);
S7kT3zB }
+V9B } ;
L)lQ&z? DAnb.0 b!]0mXU 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:
kz0=GKic fcICFReyV static holder _1;
W3/ 7BW` Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
5)yOw|Bd "Py Wo for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
,iVPcza 而不用手动写一个函数对象。
]&:b<]K3 nnE_OK!}T h1XMx'}B (.1 rtj 四. 问题分析
5}eQaW48 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。
,k~j6Z 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。
um jhG6 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
"]m*816' 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
v'@b. R, 下面我们可以对这几个问题进行分析。
*sw-eyn( ^5]uBOv 五. 问题1:一致性
zq;DIWPIoJ 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?|
ISS\uj63M 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
Znta#G0 rer|k<k;]G struct holder
voV:H[RD9 {
-+}5ma //
T;!ukGoFP template < typename T >
&$c5~9p\B T & operator ()( const T & r) const
7':f_] {
nMGrG return (T & )r;
nG"n-$A?< }
0)AM-/" } ;
BF36V\ HK0::6n{ 这样的话assignment也必须相应改动:
's[BK/ t'R':+0Vf template < typename Left, typename Right >
t<sNc8x class assignment
Y}LLOj@L {
3Q"F(uE v^ Left l;
:p<kQ4
Right r;
X0WNpt&h public :
2QGMe} assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
*KK[(o}^J- template < typename T2 >
/ Mod=/e T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
W|dpFh` } ;
MBB5wj r219M)D? 同时,holder的operator=也需要改动:
@P:R~m2 4.|-m.a template < typename T >
S
Pn8\2Cj assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
=4tO0 {
c^=R8y-N return assignment < holder, T > ( * this , t);
~uI**{ }
{'h_'Y`bOQ ;1W6"3t-Y 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。
$Z;B QJVH 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
zF5q=9 4$ \=!H 2M return l(rhs) = r;
5`{vE4A]q 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。
)O3jQ_q= 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
QjA&IZEC
-Z%F mv8 template < typename Tp >
u7;`4P:o@ class constant_t
99e*]')A% {
XFW5AP const Tp t;
4'SaEsA~ public :
FY]pv6@ constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
5YiZ-CQ> template < typename T >
[p ii const Tp & operator ()( const T & r) const
2sKG(^=Z {
.^i<xY return t;
:l+_ja&o }
z% V* K } ;
DVI7]+=nV }[ ].\G\G 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
!?nu? 下面就可以修改holder的operator=了
g96T*T :peqr!I+K template < typename T >
naz:A assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
^7u X$ {
Kax#OYLpg return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
K@HQrv< }
\a\= gn U98_M)-%& 同时也要修改assignment的operator()
->\N_|_ Ap%O~wA' template < typename T2 >
fk>l{W}e) T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
Dl%?OG< 现在代码看起来就很一致了。
9x=3W?K:, S'o ]=& 六. 问题2:链式操作
.Y1bY := 现在让我们来看看如何处理链式操作。
2FGx _Y 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。
$uCiXDKCq 事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。
XaW4C-D& 比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。
bGN
5 4{f 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
OX+hZ<y 6lsL^]7 template < typename T >
*>k!hq;j struct result_1
#vQ? {
iJ)0Y~ typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
&<Mt=(qY1 } ;
'[nmFCG%m* wcZbmJ: 那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为:
H"+wsM^@ exQ#<x* template < typename T >
&]< 3~6n struct ref
O)uOUB {
EJLQ&oH[ typedef T & reference;
vU!8`x) } ;
Cxm6TO`-; template < typename T >
WL l_'2h struct ref < T &>
^av6HFQ {
Vclr2]eV4O typedef T & reference;
0z`/Hn } ;
HzvlF0f mV?&%>*(f 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
5Z{_m;I. \jyjQ,v) template < typename T >
+8AvTSgX% typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
b`CWp;6Y {
FLZS K:3B] return l(t) = r(t);
o G_C?(7> }
t`5j4bdG 可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。
@2
=z}S3O 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
CISO<z0 s+,&|;Q 有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么
#cU^U#;= r _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
#?Mj$ZB _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
VFj(M
j`}G +5 调用divide的对象返回一个add对象。
k_aW 最后的布局是:
PKf:O Add
?n]FNjd / \
5HKW"=5Cf Divide 5
rk|@B{CA; / \
xWE8Wm _1 3
dMvp&M\\' 似乎一切都解决了?不。
U
O<:.6" 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。
%=Tr^{i 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。
zO~9zlik 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:
#NN ewzC<* Qi9-z' template < typename Right >
U)D[]BVg assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
/ty?<24ko Right & rt) const
p&N#_dmlH {
vl:J40Kfn return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
A\QJLWBv^$ }
GABQUmtH 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
PaO-J&< 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。
qlsQ|/'D 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。
O1P=#l iYX 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。
qOy=O
[+9 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。
L}%dCe 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?
s B
20/F 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:
edvFQ#,d 7J*N_8?2 template < class Action >
?+2b(2&MXE class picker : public Action
PmX2[7 {
sL^yB public :
<
<Y}~N picker( const Action & act) : Action(act) {}
+K~NV?c // all the operator overloaded
^,8R,S\}$ } ;
Bh]!WMAw. 'Ot,H_pE 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。
a|_p,_ 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:
/)>S<X V[;M&=," template < typename Right >
y\c"b-lQX picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
,Zf
9RM {
o[\HOe~; return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
p9qKLJ*.C }
1(#;&:$`i v;EQ, NL Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
9X}I> 使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。
G"dS+,Q J
CGC template < typename T > struct picker_maker
Y&.UIosWb {
{b)~V3rsY typedef picker < constant_t < T > > result;
)2e#HBnH } ;
qu|i;WZE template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
,h]o> {
'UU\4M typedef picker < T > result;
e}yX_Z'P< } ;
Vw{*P2v) g);^NAA 下面总的结构就有了:
hJ;$A*Y 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。
B 0ee?VC 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。
Wp0
Dq( picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
}8K4-[\ 至此链式操作完美实现。
YT#3n ]lO h&Cz[ /+]s.V. 七. 问题3
s
+s" MI 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。
C.Uju`3 pB:$lS template < typename T1, typename T2 >
b~m2tC=AW ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
) c2_b {
UUe#{6Jx_ return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
eU@Cr7@,| }
S>Yj@L IM@tN L 很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2:
H}}$V7]^),
!YL..fb template < typename T1, typename T2 >
XOP"Px@ struct result_2
/ ~%KVe {
`>C<}xO typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
2x]>l?
5b } ;
`fNpY#QsN xw5d|20b 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?
A7_4.VH 这个差事就留给了holder自己。
9A'Y4Kg<C ?%tMohL C4$:mJ>y template < int Order >
Sl2iz? class holder;
1T&Rc4$Sn7 template <>
jKIxdY:U class holder < 1 >
b}^S.;vNj {
LpbsYl public :
y&~w2{a template < typename T >
Vv.r8IGYm struct result_1
* |.0Myjo {
gmKGy@] typedef T & result;
=WbOwI)u } ;
nQX+pkJ template < typename T1, typename T2 >
(IqZ@->nw struct result_2
(& "su3z {
hXIro typedef T1 & result;
H9XvO } ;
|077Sf| template < typename T >
3rW|kkn typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
6 gL=u-2 {
Rk<@?(l!6x return (T & )r;
E51dV:l }
+d}E&=p_ template < typename T1, typename T2 >
kl!wVLE typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
O|IG_RL] {
BF*kb2"GZ6 return (T1 & )r1;
$
i)bq6 }
^ 2GHe<Y } ;
2,2Z`X t.8 GT&p template <>
2"P99$" class holder < 2 >
6k{2 +P {
,_aM`%q?Fj public :
<P[T!gST template < typename T >
bK"SKV struct result_1
i$G;f^Z!Y
{
(
9!k# typedef T & result;
H`bSYjgM! } ;
u@'0Vk0zGH template < typename T1, typename T2 >
:NHH
Dl struct result_2
l:0s2 {
[v7^i_d typedef T2 & result;
$E<Esf$ } ;
,[S+T.Cu template < typename T >
~LJY6A@y typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
:P,sxDlG) {
s4Sd>D7 return (T & )r;
KH)D08 }
oVA?J%EK template < typename T1, typename T2 >
N7'OPTKt& typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
Ds#/ {
FMNm,O] return (T2 & )r2;
[${
QzO }
MObt,[^W } ;
Nk=JBIsKv ]V %.I_ D0k
8^ 新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
e0@6Pd 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
n55Pv3}C 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
v(*C%.M) 9CA^B2u return l(i, j) = r(i, j);
f.aSKQD 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
q{s(.Uq$& I}e3zf> return ( int & )i;
i|w8.}0 return ( int & )j;
Wcb7
;~K 最后执行i = j;
yKYUsp 可见,参数被正确的选择了。
Qy<[7 gmIqT
f /27JevE {Q+gZcu Hsih[f 八. 中期总结
ZX ?yL>4 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:
}kw/W#)J 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
4h5g'!9-g 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
b'VV'+| 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
7g
R@$(1Z 4&8Gr0C P\8@g U!uk FX9F"42@ ^~{$wVGa +!QJTn"3 九. 简化
NCxqh < 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。
T\Uek-( 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
)jq?lw'& 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:
0ye!R
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
KD/V aN +-*/&|^等
pF
^#}L 2. 返回引用。
#cj6{%c4 =,各种复合赋值等
fc/ &X 3. 返回固定类型。
$P1O>x>LIL 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
N`)$[&NG] 4. 原样返回。
b-3*Nl _% operator,
TKk-;Y=N 5. 返回解引用的类型。
qwIa?!8o operator*(单目)
4iW'kuK 6. 返回地址。
D:Q
21Ch operator&(单目)
IbcZ@'RSw 7. 下表访问返回类型。
>^Se'SE] operator[]
f;}EhG' 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
`ptj?6N- operator<<和operator>>
n@ w^V sAg Kg=) 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。
PrudhUI^ 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
kId
n6 Wx, A
AHt218 template < typename Left >
piU/& struct value_return
c/_+o;Bc {
M$0u1~K template < typename T >
-s 6![eV struct result_1
aR\\<due {
%0? M?Jf typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
e</$ s } ;
,gL9?Wz 1?
FrJ6V template < typename T1, typename T2 >
s7oT G! struct result_2
+7t6k7]c {
"5eNLqt^q typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
Q}S_%I}u: } ;
qF 9NQ; } ;
k</%YKk s?ko?qN( $T :un.TM 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
g;ZxvR)ZJk |+`c3*PV 下面我们来剥离functor中的operator()
ID.n1i3 首先operator里面的代码全是下面的形式:
.S(,o. ~+Z{Q25R return l(t) op r(t)
1heS*Fwn' return l(t1, t2) op r(t1, t2)
lg047K return op l(t)
lV.F,3 return op l(t1, t2)
ho>k$s? return l(t) op
QdLYCR4f return l(t1, t2) op
VXR]"W= return l(t)[r(t)]
*xp\4;B
return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
}E`dZW*!! G;f/Tch 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:
' oFxR003 单目: return f(l(t), r(t));
8ssJ<LP return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
c\% r38 双目: return f(l(t));
"zIFxDR# return f(l(t1, t2));
?BhMjsy. 下面就是f的实现,以operator/为例
P>9aI/d9 h^j?01*Et struct meta_divide
1^i Pji/ {
`# sTmC) template < typename T1, typename T2 >
F4Y@
B static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
%T7nO %p {
5s{ABJ\@V return t1 / t2;
0euuT@_$ }
5MzFUv0) } ;
6%Be36< V21njRS 这个工作可以让宏来做:
YDGS}~m~Q ={hX}"*D #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
t<n"-Tqu template < typename T1, typename T2 > \
%r4q8- static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
$ "Bh]- 以后可以直接用
pHoEa7: DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
4nAa`(62 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
7} jWBK (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。。。)
!ZU2{ c$wsH25KH8 ~^+0 下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体
W
d0NT@ \P1=5rP template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
WoxwEi1~0 class unary_op : public Rettype
0j C3fT!n {
M`6y@< Left l;
h5yzwj:C? public :
:UJ a&$) unary_op( const Left & l) : l(l) {}
wCk~CkC? P]z[v)} template < typename T >
f@co<iA typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
%p
X6QRt? {
gNG r!3*)w return FuncType::execute(l(t));
g R
nOd }
t#!yrQ..'G sZ?mP;Q template < typename T1, typename T2 >
@,XSs typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
2 1PFR:lP7 {
![f ![l return FuncType::execute(l(t1, t2));
/t-fjB{=G }
+{]xtQB=,{ } ;
H~ u[3LQz 6=N`wi :rP#I#,7w
同样还可以申明一个binary_op
.CSS}4 ?bw4~ template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
KR"M/# class binary_op : public Rettype
~ H6r.:] {
_4 cvX Left l;
<_(/X,kBK Right r;
c)0amM public :
$wYFEz binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
4`Ic&c/ sKyPosnP template < typename T >
2Hum!p:1 typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
^}f -!nf[ {
B^%1Rpcn return FuncType::execute(l(t), r(t));
-+t]15 }
*%vwM7 `>o?CIdp template < typename T1, typename T2 >
Dz./w typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
^uJU}v: {
lgpW@g return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
_bD/D!| }
~afg)[( } ;
q$G,KRy/ jgS%1/& M,}|tsL 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
. @Ut?G 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
pWu LfX DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
34!dYr% 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。
w-@6|o,S 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
sE{ pzPq! 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。。。
kM`l 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
Z/rTVAs@r 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)
#yI.nzA* 下面是修改过的unary_op
s_.]4bl.8 a?YCn! template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
V<HU6w class unary_op
5PcJZi^.l {
,
*qCf@$I Left l;
+\Q?w?DE| m*X[ Jtr public :
'B0{U4?
|w}xl'>q unary_op( const Left & l) : l(l) {}
_tr<}PnZ U}SXJH&&E template < typename T >
a(]`F(L struct result_1
- y9>;6 {
n}xhW'3hU= typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
?OdJqw0,G } ;
>u%]6_[ PCn Q_A-Q template < typename T1, typename T2 >
PM":Vd/ struct result_2
)6~1 ^tD {
d3^OEwe typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
rw)kAe31 } ;
~el3I=KC} P'MY[&|mM' template < typename T1, typename T2 >
``ekR6[ 8c typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
VDB;%U*D {
oPc\<$ return OpClass::execute(lt(t1, t2));
4(l?uU$ }
htY=w}> C6_@\&OA template < typename T >
S]sk7 typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
%7`f{|. {
!QmzrX}h return OpClass::execute(lt(t));
qW 1V85FG }
G,= yc@uq :ug4g6;#H0 } ;
fx8EB8A7K7 QCPID: >s3gqSDR 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
fQ+VT|jzx 好啦,现在才真正完美了。
G1 o70 现在在picker里面就可以这么添加了:
^7]"kg DA fQ>4MKLw=d template < typename Right >
]aCk_*U picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
l!E7AKk8 {
+MK6zf return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
c^8o~K>w84 }
+*oS((0s 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。
1p`+ SvvUkQ#1w TgU**JN) 6B$q,"%S@ JFL>nH0mk. 十. bind
Wl^R8w#Z$ 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。
m"c :"I6 先来分析一下一段例子
~{>?*Gd&T t"j|nz{m B@Nt`ky0* int foo( int x, int y) { return x - y;}
h?\2_s bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
&p<(_|Af bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
BcA31% 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。
+5v}q.:+ 我们来写个简单的。
#$vRJ#S}U 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
&@"]+33 对于函数对象类的版本:
6) \dBOz mxwdugr` template < typename Func >
"HM{b?N struct functor_trait
OEr:xK2T {
Q4s&E\} typedef typename Func::result_type result_type;
O gmO&cE } ;
8|twV35 对于无参数函数的版本:
NkxCs tNs~M4TVVH template < typename Ret >
PU9`<3z5 struct functor_trait < Ret ( * )() >
<I;*[;AK {
U3vEdw<lV typedef Ret result_type;
YEjY8]t } ;
5=?i;P 对于单参数函数的版本:
AV&yoag1 jn9 ShF template < typename Ret, typename V1 >
~c{:DM struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
u}9fj {
SN+S6 typedef Ret result_type;
Jeqxspn
T } ;
%>Xr5<$:& 对于双参数函数的版本:
-U2mfW sPNfbCOz template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
(g :p5Rl struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
M/V(5IoP( {
e1
*__' typedef Ret result_type;
,$r2gr!_G } ;
X_; *`,<T 等等。。。
B'>*[!A 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
bm&87 A,~Hlw template < typename Func >
c)C 5KaiPG struct func_return
IN^9uL]B {
4lc)& template < typename T >
KGZ?b2N?Va struct result_1
_J?SIm {
zW{ 6Eg typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
;'RFo?u K } ;
}wt%1v-10U a j|5 # template < typename T1, typename T2 >
o}8{Bh^ struct result_2
t\j!K2 {
d+z[\i typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
urY`^lX~ } ;
o%(bQV-T } ;
&yH#s
8^8 nR5bs;gk" ]>:^d%n,} 最后一个单参数binder就很容易写出来了
;np_%?is ]S8LY.Az5 template < typename Func, typename aPicker >
||TtNH class binder_1
4 9w=kzo {
YaFcz$GE_ Func fn;
-oBI+v& aPicker pk;
AfWl6a?T8: public :
rFag@Z"[" #!!AbuhzK{ template < typename T >
K, (65>86; struct result_1
4E"d / {
='/Z;3jt]x typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
3\!F\tqD \ } ;
oo'w-\2]p #-x@"+z template < typename T1, typename T2 >
KvFR8s struct result_2
V> a*3D {
5]"BRn1* typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
XK 3]AYH } ;
<A~GW
'HB ZL91m`r binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
,zgNE*{Y"4 uIP
iM8( template < typename T >
:zL 393( typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
hjY0w {
x72G^`Wv return fn(pk(t));
?M&4pO&Y }
nlfPg-78B+ template < typename T1, typename T2 >
~"mj;5Id typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
NM L|"R; {
DA <ynBQ return fn(pk(t1, t2));
n85r^W }
RebTg1vGu } ;
Z*bC#s? me. /o(!? 2,AaP*, 一目了然不是么?
D3?N<9g 最后实现bind
vj3isI4lU *C_[jk@6 ?:}Pa<D&K template < typename Func, typename aPicker >
SMq9j,k picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
qc0 B<,x7 {
atnQC return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
('WY5Yps }
,+-? Zv 2 oeNzHp_ 2个以上参数的bind可以同理实现。
#\b ;2> 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。
agY5Dg7 [-VGArD[k, 十一. phoenix
"|4jPza Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
gB+
G'I UvD-C?u' for_each(v.begin(), v.end(),
lwsbm D (
aY j%w do_
XM!M%.0WS [
=h\E<dw cout << _1 << " , "
"]<}Hy ]
]31$KBC .while_( -- _1),
F50JJZ cout << var( " \n " )
eUs-5
L )
)VY10R)$ );
5+y`P$K@ "A7<XN< 是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:
0ny{)Sd6um 首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor
V Cf|`V~ G operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
0#`)Prop6 那么我们就照着这个思路来实现吧:
YKq0f=Ij FQ## 397 7:kCb[ji" template < typename Cond, typename Actor >
;Vo mFp L class do_while
=, TS MV {
`e*61k5 Cond cd;
b Fn(w:1Q Actor act;
PSEWL6=]N public :
?360SQ< template < typename T >
w -dI<s struct result_1
sS'{QIRC' {
++k J\N{ typedef int result_type;
]-EN/V } ;
_Y7:!-n} x:C@)CAr do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
82.HH5Z{ gUb
"3g0 template < typename T >
C M^r|4K typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
>Qk97we'9 {
ER2V*,n@ do
7V/Zr {
I}ndRDz[ act(t);
.pKN4 }
AgCs;k&IG while (cd(t));
}JGq 1 return 0 ;
%Y 2G }
0/*X=5 } ;
q06@SD$
4%>+Wh[ 43F^J%G 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
:P"9;$FY 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
:1NYpsd.i 其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。
;3
dM@>5[ 因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。
?M]u$Te/. 下面就是产生这个functor的类:
X$ PS(_M ;Lqm#]C _]_L F[ template < typename Actor >
'Dq"e$JM< class do_while_actor
O E]~@eU {
CL )%p"[x Actor act;
_UaPwJ public :
r.Lx%LZ\^ do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
sHF%=Vu '1lx{UzD template < typename Cond >
) _#T c picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
|/t K-c6J } ;
JQr36U ]ci RiMkT( Qv74?B@ 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
| 4%v"U 最后,是那个do_
z(r"JNO@ ]svw
CPu C zM)M_L class do_while_invoker
I>!|3ElT {
vo.EM1x public :
hOV_Oqe4? template < typename Actor >
1k`|[l^
do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
rA2qV {
7%X+O8 return do_while_actor < Actor > (act);
fA;x{0CAMX }
m9uUDq#GJ } do_;
tPA"lBS ! HN^w'I'bp 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
$*wu~ 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
FmR\`yY_, 最后来说说怎么处理break和continue
lej^gxj/2 显然break的语义超出了我们的能力范围,然而却是有一个东西很适合模拟其行为,那就是异常。
Wl?<c
uw00 具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]