一. 什么是Lambda I}6DoLbV
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 \O8Y3|<
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, ?Zc/upd:$N
d~togTs1
pDLu +}@
c n\k`8
class filler f_Wkg)g
{ cq'}2pob
public : [HC8-N^.}
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} N/`TrWVF
} ; \;3B?8wbIl
;'2`M
hLDch5J5~
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: c+,7Zu!
CT$& zEIm
wGov|[X
dv1x78xG>
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); ?.rH;:9To
,7n;|1`
}}4sh5z
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 4yJ*85e]
@%I_&!d
>?\v@
zIAu3
二. 战前分析
EI?d(K
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。 X/-
W8
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 = )JVT$]w
yr/]xc$
Rye~w6
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); O<eWq]
/* --------------------------------------------- */ ~$?y1Yv
vector < int *> vp( 10 ); 4~MJ4:
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Zq\RNZ}
/* --------------------------------------------- */ 2$j
Ot}
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); 1sIy*z
/* --------------------------------------------- */ QK``tWLIg7
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); L5-T6CD
/* --------------------------------------------- */ $'J6#Vs
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); RTPq8S"
/* --------------------------------------------- */ Ef,7zKG
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); !]{1h
uFm(R/V
'XZI{q2i
A-Q{*{^#
看了之后,我们可以思考一些问题: .pB8=_e:
1._1, _2是什么? ${E[pT
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 0gwm gc/#
2._1 = 1是在做什么? ?d>P+).
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 ^\7 x5gO
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 2$SofG6D}
]RJb;
`Q1WVd29
三. 动工 q{9X.-]}
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: lgv-)5|O+H
Kc2OLz#
$ +GFOO
6h0U
template < typename T > 9rpg1 0/T
class assignment ABq {<2iYN
{ T/WmS?
T value; 7 BnenHD
public : <y\
Z#z
assignment( const T & v) : value(v) {} Y?&DEKFbD
template < typename T2 > AihL>a%
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } qmue!Fv#g
} ; R$T[%AGZ.
&k_wqV
; $ ?jR
c
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 oM18aR&
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment #iRyjD
U&]p!DV&;
+LI*!(T|lm
kYI(<oTY~
class holder zT4ulXN
{ 9znx1AsN
public : 8}pcanPg
template < typename T > ?5r2j3mqgv
assignment < T > operator = ( const T & t) const 9pl_V
WrQ
{ 4I:JaRT
d
return assignment < T > (t); O yH!V&w
} @F3-Ugm
} ; Qa7S'(
cyHak u+
WFeMr%Zqh>
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: ].<sAmL^
#<tWYE
static holder _1; jL7MmR#y5"
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 $!l2=^\3
eUKl
Co
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); rjpafGCp
而不用手动写一个函数对象。 ExOB P
]"7DV3_
u7Y'3x,`
Io4:$w
四. 问题分析 ?lET45'
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。 }x#P<d(
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。 wc+N
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 T956L'.+G
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 nnd-pf-
下面我们可以对这几个问题进行分析。 1{Alj27
Gs=a(0
0i?
五. 问题1:一致性 OJ_2z|f<
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?| @R OY}CZ{/
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ev: !,}]w
,~j$rs`Z
struct holder &TkbnDuYd~
{ uVuToMCp
// -o!,,XYj .
template < typename T > ap'kxOf"1
T & operator ()( const T & r) const L(1,W<kYg
{ kX ,FQG>
return (T & )r; &zh+:TRm
}
oRbYna?J
} ; MZP><Je&
j]?0}Z*
这样的话assignment也必须相应改动: PRk%C0`
^; V>}08
template < typename Left, typename Right > 4h_4jqf=pU
class assignment !NAX6m
{ 7f\^VG
Left l; MMA@J
Right r; ;\*Od?1
public : ,@>rubUz
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} HsgTHe
template < typename T2 > w)m0Z4*
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } k>0cTBY&
} ; 55\X\>
0C7
uQ%HLL-W/
同时,holder的operator=也需要改动: {!g.255+
V\M!]Nnxr
template < typename T > >ya-
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const ?n9$,-^v
{ J,=E5T}U^
return assignment < holder, T > ( * this , t); hTtp-e`
} W] ;6u
_g`0td>N
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。 dzv,)X
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ~"rwP=<}
e>zk3\D!
return l(rhs) = r; 4tTZkJc
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。 q' V{vFfY%
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 33KPo0g7
U)/Ul>dY
template < typename Tp > rDx],O _
class constant_t NdSxWrD`m
{ np\Q&
const Tp t; tEX~72v
public : sV'.Bomq
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} &?g!}Ky \
template < typename T > CG>2,pP,
const Tp & operator ()( const T & r) const &N7:k+E
{ <:{[Zvl'k
return t; ?a0}^:6
} +e]b,9.sR
} ; 8}#Lo9:,d
_}D?+x,C8
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 Dw ;vDK
下面就可以修改holder的operator=了 oplA'Jgnv
4p.{G%h
template < typename T > U}wq~fD
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const -Lf6]5$2'
{ iM/0Yp-v'>
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); Nt^&YE7d:
} >(6\ C
^%X\ }><
同时也要修改assignment的operator() 8(f0|@x^
(l P4D:X
template < typename T2 > YxkEAb!+
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } KP7RrgOan&
现在代码看起来就很一致了。 dDn4nwH
PRlo"kN
六. 问题2:链式操作 8v=47G
现在让我们来看看如何处理链式操作。 taEMr> /
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。 f>+}U;)EF
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。 wG?kcfu
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。 JiLrwPex[
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct @?=)}2=|?i
kJeOlO[
template < typename T > U1|4vd9
struct result_1 )* nbEZm@
{ '*ICGKoT
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; WblV`"~e
} ; FC(cXPX}
I64:-P[\
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: #:zPpMAl
D&m"~wI
template < typename T > LXF%~^^@d
struct ref j6HbJ#]
{ yaXa8v'oC
typedef T & reference; # +]! u%n
} ; t RyGxqiG
template < typename T > 6Vzc:8o>
struct ref < T &> $q$\GOQ 9
{
. _t,OX$
typedef T & reference; jTgh+j]AP
} ; ;<@O^_+
X$&Sw3c
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: _r|ytQ)
!skiD}zd1
template < typename T > BrcXn@tl
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const BXv)zE=j
{ 6ch[B`[h,
return l(t) = r(t); QIV~)`;
} $K5s)!
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 {=4:Tgw
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
q8bS@\i
`oWjq6
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 y]Tn#4 ,/
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: c@B%`6kF
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 (g:W|hS
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 <\~#\A=;
最后的布局是: B@v H1T
Add OjEA;;qq
/ \ @VS5Mg8
Divide 5 knzED~v@(
/ \ )-"L4TC)
_1 3 K$GXXE`
似乎一切都解决了?不。 J+gsmP-_
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。 :{uUc
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。 s(.-bjR
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: @N{Ht)1r
|+~2sbM
template < typename Right > q;PzB4#
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const |3@Pt>Ikl
Right & rt) const kj=2+)!E7
{ &LQab>{*K
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); TC#B^m`'p
} q.F1Jj
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 B"zg85
e
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。 [eP]8G\
W
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。 #7T ={mh
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。 J5IJy3d
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。 eSBf;lr=
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?#lhI
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: d$~b`
OBSJbDqT
template < class Action > GZX!iT
class picker : public Action ~(]DNXB8I`
{ ,ToEKId
public : qM !q,Q
picker( const Action & act) : Action(act) {} U7eQ-r
// all the operator overloaded *)D*iU&
} ; kP@OIhRe
8|Y^Jn\p5u
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 W3rvKqdw5
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: Cjk AQ(9
;<<IXXKU
template < typename Right > IfCqezd
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const kxwm08/|f
{ O^%ace1
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); /k"P4\P`+Q
} ^v|!(h\ZC
8E%*o
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > x,_Ucc.
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 MA6%g} o
obolDha
template < typename T > struct picker_maker ScKfr
{ tb\pjLB][
typedef picker < constant_t < T > > result; 8!>pFVNJf
} ; AR3=G>hO,
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > L"/ato
{ e,UgTxZ
typedef picker < T > result; ^D[;JV
} ; i=QhXCM
iUB ni&B
下面总的结构就有了: U .(_n
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 BIyG[y?qO
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 o2jB~}VMl
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 hDMp^^$
至此链式操作完美实现。 =oDrN7`,B
"iGc'?/+
-h`0v
七. 问题3 .&.CbE8K[
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。 our5k
qJj5J;k
template < typename T1, typename T2 > fBOG#-a}
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const P'~3WL4MKs
{ s%|J(0
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); `BD`pa7.%
} gMn)<u >
jQ}|]pj+
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: sTyGi1
mIodD)?{
template < typename T1, typename T2 > ^%JWc 3jZ
struct result_2 tH(#nx8
{ q%9oGYjvQ
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; /WVMT]T6^,
} ; t%@pyK
rzLlM
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? miSC'!
这个差事就留给了holder自己。 B=`!
Yg.u8{H
+8I0.,'
template < int Order > }3lF;k(2g
class holder; 7yl'!uz)9
template <> 92Iv'(1ba
class holder < 1 > "O
"@HVF@
{ f}eVfAf
public : 5GkM7Zu!{j
template < typename T > Z5A<TC/:
struct result_1 w2[R&hJ
{ 74#@F{ w
typedef T & result; Lp=B? H
} ; DYK|"@
template < typename T1, typename T2 > ^XVa!s,d
struct result_2 (tN$G:+")F
{ UxtZBNn8
typedef T1 & result; m=V2xoMw6
} ; [y>.)BU
template < typename T > Cj9Tj'0@I+
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const XZGyh X7
{ BW 7[JD
return (T & )r; 'QU ?O[CH
} W9~datIh>
template < typename T1, typename T2 > 17d$gZ1O:
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ;@hP*7Lm
{ r1]^#&V;MC
return (T1 & )r1; lc7]=,qyF
} qa0Zgn5 q
} ; H l@rS
b}*hodzF
template <> 6:pN?|=6X
class holder < 2 > Y~!@
{ v%^H9aK_
public : }=FQKqtC
template < typename T > fHi+PEbR
struct result_1 PV2904
{ *TkABUL
typedef T & result; NQ!F`
} ; bX1ip2X
lk
template < typename T1, typename T2 > FC#Qtu~J
struct result_2 9h8G2J
o
{ /([aD~.
typedef T2 & result; x;Q2/YZ#
} ; uItKs u
template < typename T > hlZjk0ez
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const J4i0+u
{ /'&LM\
return (T & )r; /xzL!~g`6<
} RP9||PFS~~
template < typename T1, typename T2 > |IvX7%*]~
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const F/Xhm91^
{ &Is%I<'o
return (T2 & )r2; vI@8DWs
} we9AB_y
} ; JiR|+6"7
79DC]48M
rIb{=';
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> >。 :.,I4>b2
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: ghl9gFFj
首先 assignment::operator(int, int)被调用: .^23qCs
AdNsY/ Y(
return l(i, j) = r(i, j); @[Th{HTc.G
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) <PxEl4
QZfnoKz
return ( int & )i; h!
<8=V(
return ( int & )j; q'q{M-U<
最后执行i = j; 5cU8GgN`
可见,参数被正确的选择了。 g2I @j3
.(-3L9T}
Sy_M!`B
7vFqO;
sMx\WTyz
八. 中期总结 "`k[4C
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: YS*t7
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 oS4ag
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 va0
a4s1O
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor y~fy0P:T
__M}50^
+j,;g#d
Syk^7l
nL?B
Xqy{=:0
九. 简化 !`gg$9
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 `
T!O
)5
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ^RyrUb
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: ,x/j&S9!
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 "'Q:%_;
+-*/&|^等 ]x|sTKv2
2. 返回引用。 @."R9s
=,各种复合赋值等 /%)J+K)
3. 返回固定类型。 rZEu@63
各种逻辑/比较操作符(返回bool) xM:dFS
4. 原样返回。 .1@5*xQ5O
operator, KR*/ye G!E
5. 返回解引用的类型。 e/6oC~#]
operator*(单目) 3-05y!vbcE
6. 返回地址。 +vP1DXtj(
operator&(单目) w%ForDB>P
7. 下表访问返回类型。 epnDvz\
operator[] O
tr@jgw
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ]q j%6tz
operator<<和operator>> L2$%h1
E=y#~W
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。 7>nA;F
8_
例如针对第一条,我们实现一个policy类: !q X7
"elh~K
template < typename Left > vv u((b
struct value_return {9)f~EbM!
{ &Wba2fD
template < typename T > D|xSO~M5
struct result_1 pnD#RvmW2e
{ .f}I$ "2
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; EQ28pAZ
} ; bke 1 F
'
iG;6e~p
template < typename T1, typename T2 > x~W&a*WNT
struct result_2 2eNm2;
{ 7G/"!ePW6`
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; pO^
6p%
} ; (<ejJPWT
} ; vq{:=:5'P
R1nctA:
8wBns)wy @
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait vn8Ez6<27
qRUz;M4
下面我们来剥离functor中的operator() yoH6g?!O
首先operator里面的代码全是下面的形式: 4avM:h
j_}e%,}
return l(t) op r(t) eRGip2^cq+
return l(t1, t2) op r(t1, t2) cX*^PSM
return op l(t) 7
MfpZgC
return op l(t1, t2) u$0>K,f
return l(t) op 8S0)_L#S
return l(t1, t2) op w4OVfTlN
return l(t)[r(t)] K46\Rm_:B;
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] g$<@!
np~oF
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: {f!m m3'2v
单目: return f(l(t), r(t)); MG~^>
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); o5)U3U1|
双目: return f(l(t)); A`@we
return f(l(t1, t2)); f.,-KIiF
下面就是f的实现,以operator/为例 9+L!
A
Q/< $ (Y
struct meta_divide ?D.]c;PR
{ 3}H94H)]a
template < typename T1, typename T2 > !u^(<.xJ
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) k8h$#@^
{ ? 0%lB=qQ
return t1 / t2; O6`@'N>6P
} *P_TG"^{W
} ; -X |G
43/|[
这个工作可以让宏来做: f[.]JC+,
UZ<!(g.
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ _uRgKoiy
template < typename T1, typename T2 > \ W4Eo1 E
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 'Ct+0X:D
以后可以直接用 k\EMO\je
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) jtZ@`io
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 40Du*5M
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) ?-(E$ll
T-27E$0
@]A4{
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 {&/q\UQ
4b 4nFRnH
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > D3I;5m`_
class unary_op : public Rettype <uA|nYpp
{ 7OT}V}iP
Left l; d/;oNC+
public : }ulFW]A^7
unary_op( const Left & l) : l(l) {} A}$A~g5Ap
8Uc#>Ae'_
template < typename T > 5H<r I?
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const N^)L@6
{ _$1W:!f4
return FuncType::execute(l(t)); ><$hFrR!
} f~E'0f_
M'*
Y
template < typename T1, typename T2 > &
K7+V
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const qwnC{
{ 9#1lxT4%
return FuncType::execute(l(t1, t2)); cP(/+
/9
} BM:je(*p
} ; o\2#o5#
Fm*O&6W\@A
s7=]!7QGS!
同样还可以申明一个binary_op +lE 9*Gs_$
yaeX-'(Fv[
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > k{9s>l~'
class binary_op : public Rettype 5HmX-+XpK
{ Xmtq~}K>
Left l; c/pT2/y
Right r; lqu1H&
public : &C?]n.A
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 5?QR
@
j'I
template < typename T > ji">} -
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const h(>4%hF
{ ^f>+5G
return FuncType::execute(l(t), r(t)); Y0U:i.)
} p=eSHs{>A
M,6m*
template < typename T1, typename T2 > W|~Ehg
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const U{HJNftdpm
{ sHKT]^7
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ca-|G'q
} ?(hdV?8)P
} ; yay{lP}b"
RzNv|
7ej"q
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 LR}b^QU7
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ~`T3 i
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) \U,.!'+
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。 GYCc)Guc
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! eFbr1IV
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。。。 g3j@o/Y
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 :tNH Cx
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) v2dC na\
下面是修改过的unary_op jiz"`,-},O
8{@#N:SY
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > iYBs )
class unary_op r\a9<nZ{
{ wn5CaP(]8
Left l; ->:G+<
2{g~6U.
public : YG<?|AS/
~-JkuRJ\
unary_op( const Left & l) : l(l) {} +.5 /4?
|no '^
template < typename T > *cJ GrLC
struct result_1 9aYCU/3
{ H 2\KI(
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; d+Pfi)+(I
} ; KZJ;O7'`
aw {?UvL&
template < typename T1, typename T2 > ]uj6-0q){W
struct result_2 <SbW
QbN
{ $D\SueZ
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; G5?Dt-;I
} ; wSnY;Z9W_
@~xNax&^
template < typename T1, typename T2 > 4)i/B99k
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const (?D47^F &
{ b$H{|[
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 1]m]b4]
} M+9G^o)u
o%5^dX&[
template < typename T > 2t*@P"e!
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const "\U$aaF
{ o"J}@nF
return OpClass::execute(lt(t)); \XhzaM
} wSBDJvI
v4DF
#O
} ; ZWxq<&Cg
rhsSV3iM
TnCN2#BO
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug l+Uy
好啦,现在才真正完美了。 :6./yj(
现在在picker里面就可以这么添加了: d7qHUx'=z
X~G!{TT_x6
template < typename Right > &%$r3ePwc
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const 2mWW0txil
{ `)/G5 fB
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); /T!S)FD\/v
} |#Z:v1]"
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。 '/J}T -,Z
a$l
+K])&}Dw
)E'iC
g,@0 ;uVq
十. bind +x\b- '
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 *am.NH\
先来分析一下一段例子 F$N"&<[c
S9U,so?
]4ya$%A
int foo( int x, int y) { return x - y;} )#N)w5DU
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 " +'E
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 RU|{'zC\v
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 i"p)%q~ z
我们来写个简单的。 TLU^ad#9E
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: _p"nR
对于函数对象类的版本: h S/oOeG<Y
6Xu8~%i
template < typename Func > b7^VWX%
struct functor_trait Y.$'<1
{ FY|.eY_7 {
typedef typename Func::result_type result_type; y'(l]F1]
} ; PF+v[h;,
对于无参数函数的版本: "qYPi
l\vtz5L
template < typename Ret > Py3Xvudv
struct functor_trait < Ret ( * )() > A]id*RtY
{ *tC]Z&5
typedef Ret result_type; ]L@VpHEj
} ; -^`]tF`M
对于单参数函数的版本: ] cdKd )
o$8v8="p
template < typename Ret, typename V1 > :UGc6
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > &'uFy0d,
{ Pwn"!pk
typedef Ret result_type; 5*l~7R
} ; (,#Rj$W
对于双参数函数的版本: /f@VRME
nw){}g
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > BWamF{\d1a
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > O]o `!c
{ hqd}L~o:
typedef Ret result_type; `j{q$Y=AG
} ; uO%G,b
等等。。。 \$n?J(N
然后我们就可以仿照value_return写一个policy YKk?BQ"
;cgc\xm>
template < typename Func > @0S3`[/U
struct func_return S\RjP*H*
{ 8.3888
template < typename T > lS&$86Jo(
struct result_1 -]\cUQ0
{ :_E
q(r
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; x2(!r3a
} ; .>NhC"
Yj99[
c#]
template < typename T1, typename T2 > z;yb;),
struct result_2 !r]elX
{ (=cR;\s<
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; +`O8cHx
} ; :oh(M|;/2
} ; zA4m !l*eM
BQq,,i8H
bU9B2'%E
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ;gfY_MXnF
JDrh-6Zgj
template < typename Func, typename aPicker > #-?pY"N,
class binder_1 )xYv$6=
{ m22M[L(q
Func fn; WDc2Qt
aPicker pk; *&]x-p1m
public : bI/d(Q%#<
H7bdL 8/
template < typename T > {-;lcO D
struct result_1 C50&SrnBU1
{ lL_M=td8W
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; GInU7y904
} ; W&