一. 什么是Lambda }V09tK/M
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 =*t)@bn
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, pDW .Pav
LqW~QEU(
L,n'G%
od!TwGX
class filler bjbm"~
{ hD
sFsG
public : 233jT@Z
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} Xq9%{'9
} ; pX"f "
ZM0vB% M|
po!0j+ r3
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: ho 4~-xmN
[i\K#O +f
F@[l&`7
MK,#"Ty}zK
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); T=9+
7h0LR7
`N;JM3 ck
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ^C_ ;uz
o#CNr5/
Z+JPxe#7
9/`T]s"
二. 战前分析 *}Vg]3$4
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 .*i.Z
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 Dhv ^}m@
!np-Jmi
/U+0T>(HS
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); VM88#^
/* --------------------------------------------- */ DOyYy~Q
vector < int *> vp( 10 ); *i?#hTw
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 274F+X
/* --------------------------------------------- */ l*^c?lp)
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); /c6:B5G
/* --------------------------------------------- */ &( aw
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
L3pNna
/* --------------------------------------------- */ <>%2HRn<u
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); yp9vgUs
/* --------------------------------------------- */ @vs+)aRa
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); B _k+Oa2!
QZw`+KR
9bwG3jn4?
b"k1N9
看了之后,我们可以思考一些问题: x5jd2wSDx
1._1, _2是什么? :"{("!x
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 ;auT!a~a#
2._1 = 1是在做什么? lsq\CavbM
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。
)&Af[mS
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 ~+
[T{{
V(wm?Cc]
J;wDvt]]1
三. 动工 @` 5P^H7
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ;#)sV2F\&
#:[^T,YD0
t.X8c/,;g
!A":L0[7n
template < typename T > P.#@1_:gC
class assignment x<d2/[(}mT
{ U'*~Ju
T value; xaI)d/
public : y8%QS*
assignment( const T & v) : value(v) {} wjy<{I
template < typename T2 > }-/oL+j
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } BMi5F?Q'G
} ; ?
R!Pf: t
++\s0A(e
1EiSxf
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 =W[M=_0u
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
W>y>
1 EL#T&
fD3>g{
pgd9_'[5
class holder
{c}n."`
{ xcE2hK/+
public : <g$b M;6%
template < typename T > z"\<GmvB
assignment < T > operator = ( const T & t) const \ v2-}jU(
{
y?'Z'
return assignment < T > (t); HuLvMYF
} U+G8Hs/y
} ; kF-7OX0)
]?sw<D{
b
Bkg/p]
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: !ZS5}/ZU
Ug#EAV<m
static holder _1; &8HJ4Vj2
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 -&h<t/U
'$h0l-mQ
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); RPw1i*
而不用手动写一个函数对象。 oM!zeJNA
mXT{c=N)w
^tL]QE?|
NQx>u
四. 问题分析 @NYlVk2
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 F;ELsg
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 E?h'OR@_ L
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 DD'RSV5]
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 =>*9"k%m
下面我们可以对这几个问题进行分析。 *5mJA -[B+
H,(4a2zx
五. 问题1:一致性 H<Zs2DP`
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| chur(@Af
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 }F-,PSH
Ml
_|>bOI
struct holder NchEay;`
{ eC='[W<a.
// +7Qj%x\
template < typename T > Bgs,6:
T & operator ()( const T & r) const _]M:
{ F~l:WQAj
return (T & )r; 7#sb},J{
} VrKFpFd
} ; s;,ulME
]Z>zf]<
这样的话assignment也必须相应改动: g7r0U6Y
^}4ysw
template < typename Left, typename Right > i%otvDn1
class assignment Q oWjC
{ +ooQ-Gh
Left l; O7xBMqMf
Right r; wV"C ,*V
public : 98%6Z8AS6U
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} M(.]?+
template < typename T2 > &P(vm@*
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } v]m#+E
} ; g?9%_&/})A
J
Sms
\
同时,holder的operator=也需要改动: e:(~=9}Li
QW>(LG G=
template < typename T > F
<.} q|b
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const ]*\<k
{ 'p4b8:X
return assignment < holder, T > ( * this , t); o[>p
} C<hb{$@
(Ek=0;Cr
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。 ,CjJO -
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 vA#?\j2
5U.,iQ(d
return l(rhs) = r; >}B~~C;
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。 mG+hLRTXP
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ;/ao3Q
ybVdWOqv
template < typename Tp > Wg5i#6y8w
class constant_t d5tpw$A
{
g<PdiVp+
const Tp t; <=&7*8u0+
public : -I{J]L$S#
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 0%5x&vx'S
template < typename T > n`g:dz
const Tp & operator ()( const T & r) const Ia>>b #h
{ 2`w\<h
return t; -g)*v<Fb5
} # fl%~Y
} ; ~*uxKEH
cRC)99HP
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 1~ZKpvu
下面就可以修改holder的operator=了 Is !DiB
o*1t)HL <
template < typename T > QTjOLK$e$
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const @DYkWivLu
{ <jRs/?1R
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); o'nrLI(t
} 9 ulr6
Zx}.mt#}8
同时也要修改assignment的operator() @X6|[r&Z
@OPyT
template < typename T2 > g_w4}!|
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } iXDQ2&gE*
现在代码看起来就很一致了。 5-pz/%,
|d1%N'Ll
六. 问题2:链式操作 'zhw]L;'g
现在让我们来看看如何处理链式操作。 RU'DUf
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。 o$r]Z1
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。 g1`/xJz|
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。 }AfK=1yOa
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct s(I7}oRWsL
4r [Tpb
template < typename T > 6'6@VB
struct result_1 ;DKwv}
{ Y">;2Pt;
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; \HOOWaapN
} ; <P3r}|K
2JYt.HN
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: 2;`"B|-T
Tl3{)(ezx
template < typename T > $V)LGu2(m
struct ref 5!*5mtI
{ Mr(~
*
typedef T & reference; 8D:{05
} ; #={L!"3?e
template < typename T > ^"%SHs
struct ref < T &> SJ-g2aAT
{ $0Y&r]'
typedef T & reference; #7U,kTj9
} ; '.@R_sj
p\8cl/~
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 3Fn26Rij
G1~|$X@@
template < typename T > !DCJ2h%E[_
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const +2w54X%?M
{ zHB{I(q
return l(t) = r(t); ,\DB8v6l\A
} W&4`eB/4}
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。 #~.i\|VL
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 "=<lPi
)B*?se]LJ
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 +c\s%Gzrh
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ,/W<E
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 $YSD%/c
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 -H`G6oMOO
最后的布局是: #Y}Hh7.<
Add p^YE"2 -
/ \ _'H<zZo
Divide 5 {7eKv+30
/ \ %TG$5')0
_1 3 s80_e
似乎一切都解决了?不。 _T5~B"*
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 W'XMC"
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 &,."=G
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: ! qcu-d5b
@?Y^=0
template < typename Right > kFM'?L&
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const |7`Vw Z
Right & rt) const NTL#!
{ HxY,R^
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 4!k={Pd
} r$v?[x>+K
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 i8B%|[nm
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;<n [)@
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。 1~ SY
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。 )1fQhdO}x
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。 g=Qga09
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? BE"nyTQ
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: ]Hd0
Y%
8nnkv,wa
template < class Action > ^2kWD8c*
class picker : public Action }=;>T)QmMO
{ t^CT^z
public : (v4
picker( const Action & act) : Action(act) {} 5&X
// all the operator overloaded "ZyHt HAK
} ; 9)l_(*F
+cV!=gDT
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。 }qD.Ek
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: @6j*XF
z}Z`kq+C
template < typename Right > 4|$D.`Wu
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const `90v~OF
{ Xl/G|jB9
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); b<F 4_WF
} KV5lpN PC
T?\CAk>
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > j&Hn`G
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 H~ZSw7!M8
-ufmpq.
template < typename T > struct picker_maker 4]B3C\
v
{ nUd\4;J#
typedef picker < constant_t < T > > result; lTB!yF.r|
} ; q~^:S~q
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > poe Xi\e!(
{ \9}5}X_x.
typedef picker < T > result; 0wkLM-lN
} ; Iv<9})2K
bY2Mw8e%
下面总的结构就有了: og\XLJ}_
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 vv0zUvmT
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 kW!:bh
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 pMB=iS<E
至此链式操作完美实现。 iCK$ o_`?
xI<dBg|]+
V1:3
七. 问题3 5HbTgNI
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。 'i(p@m<'
_Y|kX2l
S@
template < typename T1, typename T2 > 2wBU@T1
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 0l6iv[qu5w
{ =_dd4`G&<
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); H n!vTB
} Cv~hU%1T
cA%U
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: -(uBTO s
?03Zy3/
template < typename T1, typename T2 > iy82QNe
struct result_2 7h]R{ _
{ ]2%P``Yj
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; w)eQ'6Vu
} ; I|IlFu?O=
ZY!pw6R1>*
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? 'TrrOq4
这个差事就留给了holder自己。 otVyuh
Kg`x9._2
MJ9SsC1
template < int Order > G^ZkY
class holder; _*$B|%k
template <> aF{i
A\
class holder < 1 > (MoTG^MrBY
{ Hs}"A,V
public : eH!|MHe
template < typename T > E^Q@9C<!d
struct result_1 kq) +@p
{ JCcN>DtP
typedef T & result; Xt</ -`
} ; Zdv.PGn
template < typename T1, typename T2 > wF|0n t
struct result_2 *'UhlFed
{ :V&N\>Wo
typedef T1 & result;
F^ I\X
} ; 5x*5|8
template < typename T > 2Pbe~[
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const |ZvNH ~!
{ pwJ'3NbS
return (T & )r; ?8 SK\{9r6
} lhLnyg Uk
template < typename T1, typename T2 > iP<k1#k
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const nkCecwzr-
{ 6eOrs-ty
return (T1 & )r1; =?=)s
} OJ v}kwV
} ; ( MB`hk-d
:z
B}z^8-
template <> uz ]E_&2
class holder < 2 > 4rI:1yGt@
{ sCVI 2S!L
public : M,crz
template < typename T > 6!ZVd#OM%
struct result_1 'I&|1I^
{ =kd YN5R
typedef T & result; 1s Br.+p
} ; o[o:A|n
template < typename T1, typename T2 > M(qxq(#{U
struct result_2 ;4!=DFbU
{ Ee&hG[sx
typedef T2 & result; W@l+ciZ_
} ; :bwM]k*$
template < typename T > U);OR
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const N6h1|_o
{ [!G)$<
return (T & )r; Yrpxy.1=F5
} tG/1pW
template < typename T1, typename T2 > ,~- ?l7
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ]pWP?Ws
{ F<5nGx cC
return (T2 & )r2; ^OF5F8Tf/
} k_!+V`Ro#
} ; T j`y J!0
9UP:J0 `
L!g DFZr
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 Q!K`e )R
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: vXb:
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ]c}=5m/
4b4QbJ$
return l(i, j) = r(i, j); "IG+V:{ou
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) ;`kWpM;
hY+R'9
return ( int & )i; Y;,Hzmbs6w
return ( int & )j; |q_
!.
a
最后执行i = j; %w7m\nw@
可见,参数被正确的选择了。 }~Q5Y3]#~
(S oo<.9~
H?uukmZl
~GG?GB
m"4B!S&Fc(
八. 中期总结 f7J,&<<5w
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: cx^{/U?9}
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ,)h)5o(?
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 )p8I@E
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor M^6$
MMx
dig~J\
<tbZj=*O/o
t)N;'v &
ug*D52?
B8m_'!;;
九. 简化 F
Z!J
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。 Bf]$X>d
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ->E=&X
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: PJgp+u<
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 M=y0PCD
+-*/&|^等 t`G)b&3_O
2. 返回引用。 Pxhz@":[
=,各种复合赋值等 ;/LD)$_
3. 返回固定类型。 a<m-V&4x
各种逻辑/比较操作符(返回bool) lKKERO5+
4. 原样返回。 DjHp+TyT
operator, R$m`Z+/@
5. 返回解引用的类型。 pCU*@c!
operator*(单目) nl1-kB)$e|
6. 返回地址。 5j^NV&/_
operator&(单目) UG2w 1xqHw
7. 下表访问返回类型。 z`$J_Cj Y
operator[] #S5`Pd!I
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 K`k'}(vj
operator<<和operator>> #cKqnk
|(% u}V?
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 eThy+
例如针对第一条,我们实现一个policy类: uDuF#3
+"
Llz['"m
template < typename Left > Z=+03
struct value_return q'S
=Eav8
{ Z1,gtl ?
template < typename T > |M5-5)
struct result_1 WZFH@I28
{ 9dKul,c
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; >a>fb|r
} ; ?IYY'fS"
|3eGz%Sd
template < typename T1, typename T2 > TbhH&kG)1
struct result_2 t})$lM
{ (f1M'w/OD
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; O`W%Tr
} ; g-)mav
} ; IazkdJX~
E{Vo'!LY
eD;6okdP
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait %mI~
=^za
XZph%j0o
下面我们来剥离functor中的operator() \54}T4R
首先operator里面的代码全是下面的形式: ?nFO:N<
"pvZ,l>8f
return l(t) op r(t) hWEnn=BW
return l(t1, t2) op r(t1, t2) eaZQ2
return op l(t) "Pc$\zJm;
return op l(t1, t2) L-h$Z0]_F
return l(t) op
,=%nw]:
return l(t1, t2) op <'m6^]:
return l(t)[r(t)] $\\lx_)
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 4zc<GL3[
\,xFg w4
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: pR$6,Vi
单目: return f(l(t), r(t)); grcbH
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ?&c:q3_-Z
双目: return f(l(t)); :pC;`iQ
return f(l(t1, t2)); 8L{u}|{
下面就是f的实现,以operator/为例 ;+_8&wbqW
M'5'O;kn
struct meta_divide %5B%KCCN
{ 2VgP
template < typename T1, typename T2 > SBf FZw)
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) FxU'LN<;HY
{ {BV4h%P]:
return t1 / t2; 6Z! y
} n9UKcN-
} ; ]|Z b\{
X[hM8G
这个工作可以让宏来做: SgM.B
_j ;3-m
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ +"!aM?o
template < typename T1, typename T2 > \ &7 [[h+Lb
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ;=;JfNnbm
以后可以直接用 :.C)7( 8S
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) m(h/:JZ\
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 L1:}bH\y
(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。。。) +Hi{/{k0N
{<~s&EPd
:az!H"4W/
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 0L
7@2|a0
,at-ci\'
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > L5TNsLx (
class unary_op : public Rettype O]4W|WI3
{ Q=MCMe
Left l; JO]`LF]
public : *%z<P~}
unary_op( const Left & l) : l(l) {} j(UX
6lR
upZYv~Sa
template < typename T > W[@"H1bVH
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const |ORmS&7
{ U3(L.8(sA
return FuncType::execute(l(t)); e=YO.HT
} `*|LI
mJ7`.
template < typename T1, typename T2 > Y+}OClS
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
alWx=+d
{ HFpjNR
return FuncType::execute(l(t1, t2)); bEEJV F0
} b0rt.XB
} ; {^2({A#&
".Tf<F
{[H4G,QK
同样还可以申明一个binary_op Xd90n>4S
:XNK-A W
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > uKaf{=*
class binary_op : public Rettype 6kgCS{MZ
{ w}]3jc84
Left l; kG_&-b
Right r; Qu,)wfp~
public : ^F;Z%5P=
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} tF{{cd
hVTyv"
template < typename T > ;+aDjO2(
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const z+5u/t
{ (2hk <
return FuncType::execute(l(t), r(t)); /It.>1~2@
} n0
fF,?gm
64IeCAMVo
template < typename T1, typename T2 > @k#z&@b
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const x);?jxd
{ OsHkAI
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ^ mQ;CMV
} ~7eUt^SD;
} ; >Gw%r1)
J~nJpUyP*
: .UX[!^
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 reD[j,i&t.
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 &~D.")Dz
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) k~W;TCJs
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。 o
i,g
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! $bM#\2'
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。。。 yF [@W<
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 %te'J G<
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) {H"=PYR
下面是修改过的unary_op ,vHX>)M|
&].1[&M]
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > XEe+&VQmY
class unary_op e[|p0 ,Q
{ =*U%j
Left l; V< 9em7
FB^dp}
public : uDMUy"8&!
n"Z,-./m
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 1v8:,!C
Y/Gswcz
template < typename T > LTlC}3c28f
struct result_1 P^d.,
{ V~%WKQ
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; "}y3@ M^
} ; $=6kh+n@
@'G ( k;
template < typename T1, typename T2 > 5{x[EXE'
struct result_2 c# 4ZDjvm6
{ *U[Q =w
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; C#u)$Ds
} ; 4OESsN$O
1:~m)"?I_^
template < typename T1, typename T2 > 5eZg+ O
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Z+pvdu
{ ZkVvL4yIK
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); e]y=]}A3{
} oXZ@*
?PU(<A+
template < typename T > `^4>^
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const }5c'ui!3H
{ CSg5i&A=
return OpClass::execute(lt(t)); bD^ob.c.A
} C
Wl95g
:!*;0~#
} ; 0kr& c;~
W*WH .1&
otnY{r*
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug /3:IE%o
好啦,现在才真正完美了。 LW8{a&
现在在picker里面就可以这么添加了: wQ/@+$>
fw~%^*
template < typename Right > 4!b'%)
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const ?ia[KLt"
{ 9g,L1 W*
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); b}{9
:n/SC
} p 7E{es|J
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。 ,i((;/O6
U JRT4>G
kQiW 5
L\'qAfR Z
B
qiq
十. bind G&@RLht
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。 eOnl
sx/
先来分析一下一段例子 xg%]\#
yDBgSO{d
MM)/B>c Qt
int foo( int x, int y) { return x - y;} 4Fc1'
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 'C4Ll2
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 HC, 0"W
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。 U=1`. Ove
我们来写个简单的。 zpQ/E
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: qk{UO
<
对于函数对象类的版本: H;8]GE2n
#a>!U'1|
template < typename Func >
NGD2z.
struct functor_trait V<I${i$]0
{ lcJumV=%>
typedef typename Func::result_type result_type; T#;*I#A:
} ; X{5 DPhB,
对于无参数函数的版本: hl~F1"q)
3 AF]en
template < typename Ret > iSW73P;)
struct functor_trait < Ret ( * )() > 5'[X&r%#
{ k EDZqUD
typedef Ret result_type; ^\9G{}VY
} ; <^Nj~+G'
对于单参数函数的版本: 1:Gd{z
s3%8W==rBW
template < typename Ret, typename V1 > $?Mz[X
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > u1Yp5jp^K
{ W {/z-&
typedef Ret result_type; f__WnW5h
} ; kO>{<$
对于双参数函数的版本: :QSW^x
;;H:$lx
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 4}FfHgpQ
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > k.Nu(j"z
{ }&hgedx
typedef Ret result_type; wLSYzz
} ; -+Dvyr
等等。。。 + # >%bq x
然后我们就可以仿照value_return写一个policy JNl+UH:.
&fj?hYAj
template < typename Func > `3n*4Lz
struct func_return dz9-+C{m
{ [63;8l}
template < typename T > ml2z
struct result_1 Ol0|)0
{ Q^Z}Y~.
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; .AW*7Pp`f
} ; .e+UgCwi
_x{x#d;L3
template < typename T1, typename T2 > Q~{@3<yEI
struct result_2 O+J;Hp;\_
{ Ee&$9 )t
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; *xC '
} ; ;~;St>?\R\
} ; pwC/&bu
ijYLf.R<
[DEw:%
最后一个单参数binder就很容易写出来了 Q1[s{,
!m2k0|9
template < typename Func, typename aPicker > 'b,D;'v
class binder_1 !Esiq<Yh
{ h`j gF
Func fn; o7seGw<$X
aPicker pk; <k5~z(
public : uSjMqfK
uNg.y$>CX
template < typename T > cf'Z#NfQ
struct result_1 e>)5j1
{ U s5JnP 5
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; N!,l4!M\N
} ; t79MBgZ
Akf9nT
template < typename T1, typename T2 > GAlO<Mu
struct result_2 IWgC6)n@n
{ XN;eehB?aE
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; oJ+$&P(
} ; c`QsKwa
'c D"ZVm1
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ffVYlNQ7L
*1n:
template < typename T > L\[jafb_`
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 5EUkp6Y
{ ;}qCIyuO]
return fn(pk(t)); {cA )jW\'
} OUPpz_y
template < typename T1, typename T2 > HPQ ,tlp6j
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Yt^+31/%
{ ceCshxTU
return fn(pk(t1, t2)); hl+Yr)0\
} z6qC6Ck|
} ; 67eo~~nUtg
I"1\R8
R
S}/CzQ
一目了然不是么? Ft}tIP7
最后实现bind N\?iU8w=
?8 F7BS4oQ
~gc)Ww0(Q
template < typename Func, typename aPicker > 1jyWP#M#
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) "n:9JqPb
{ x1~`Z}LX0
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); gyK"#-/_d
} F\e'z
LtQy(F%8/
2个以上参数的bind可以同理实现。 ]Vsze4>Z[
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。 N%a[Y
<3bh-)
十一. phoenix weOMYJO;8
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: U
uysG\
f`%k@\
for_each(v.begin(), v.end(), KK+Mxoj,
( $
]HI YYs
do_ X%dOkHarB
[ !m;VWGl*
cout << _1 << " , " x>@UqUJV
] }?JO[Q +
.while_( -- _1), b6lL8KOu
cout << var( " \n " ) #FcYJH
) pkoHi'}} $
); 4aRYz\yT=
(F)zj<{f
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: mf3 G$=[
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 #k6;~
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 qfu;X-$4
那么我们就照着这个思路来实现吧: QWoEo
8+gn
Wy
O ?4V($
template < typename Cond, typename Actor > m0 P5a%D
class do_while ,LW0{(&z
{ MS b{ve_
Cond cd; Gd"*mLd
Actor act; %vksN$^
public : +$-a:zx`l
template < typename T > yE7pCgXt
struct result_1 i8{jMe!Sa
{ >M!>Hl/
typedef int result_type; FD*y[A
?
} ; (|x-> a
SbZk{lWcq
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} K5KN}sRs"
Y/+ D4^L
template < typename T > *w _j;
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 23=;v@
{ TKE)NIa
do }PXWRv.gW
{ 3EFk] X
act(t); \DHCf4,
} kO.rgW82
while (cd(t)); x6,RW],FGR
return 0 ; uYl ?Q
} +)Ty^;+[1
} ; z}&