一. 什么是Lambda gf;B&MM6
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 !9S!zRy@
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, y7b>>|C
,[| i^
2j^8{Agz
V#&S&dn
class filler /jc;
2
{ ){J ,Z*&
public : uq!d8{IMu
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 27JZwlzZ
} ; (^|vN;
0;5qo~1
utdus:B#0
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: 0d,&)
|@D%y&
0VgsV;
*%]&5
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); |'k7 ;UW
jjoyMg95
=,U~
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Cj)*JZVG
+o6"Z)
I&&[ ':
|3EKK:RE
二. 战前分析 uw&p)
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。 !M7727
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 Coe%R(x5
=6,w~|W
DoEN`K\U
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Cm6%wAzC
/* --------------------------------------------- */ $.Qq:(O:6
vector < int *> vp( 10 ); VPDd*32HC
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); G/Yqvu,2!
/* --------------------------------------------- */ #
i|pi'Ij
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); .gwT?O,
/* --------------------------------------------- */ CVgVyy^
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); OYIH**?
/* --------------------------------------------- */ H3|x
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); w2]]##J
/* --------------------------------------------- */ $0~_)$i:
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); ^,fMs:
u3vw[k
mm`yu$9gbP
@3Mp>u/
看了之后,我们可以思考一些问题: <QRRD*\
1._1, _2是什么? JW=P}h
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 g/z7_Aq/
2._1 = 1是在做什么? C1(0jUz
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 J+nUxF;EE
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 V%w]HIhq
x)2ZbIDB:"
MM/D5g
三. 动工 *46hw(L
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: U NescZ
U=KFbL1Q
ARJ} h
>~* w
template < typename T > X=X
class assignment dj:6c@n
{ ,a@jg&Mb]
T value; T oK'Pd
public : +Ft@S(IE
assignment( const T & v) : value(v) {} oAq<ag\qV
template < typename T2 > =8 Jq'-da
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } /HM0p
} ; /-C6I:
uU`Mq8)R
FP h1 }qS
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 wb (quu
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment kiR+ Dsl
aL0,=g%
<.c#l':
8s<t*
pI2
class holder QR{pph*zn-
{ `Ct fe8
public : ood,k{
template < typename T > 2mPU /
assignment < T > operator = ( const T & t) const ^yVKW5x
{ +FlO_=Bu
return assignment < T > (t); -x0u}I
} S5xum_Dq
} ; k|F TT
<sC.
]^DNzqu=@h
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: ~V!gHJ5M
<(dg^;
static holder _1; "midC(rTm
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ^q)s
l]__!X
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 222Mm/QN
而不用手动写一个函数对象。 bZzB\FB~
_(J/$D
)Vnqz
lI5
9/I|oh_
G
四. 问题分析 w4\g]\
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。 /4#A|;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。 z(_#C
s
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ;UDd4@3`S"
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 KMogwulG
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ?CUGJT
Tn 3<cO7v
五. 问题1:一致性 qK12:
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?| +*ZF52hy|
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 zDx*R3%
};s8xGW:k3
struct holder A1V^Gi@i
{ kF29~
// 0}iND$6@a
template < typename T > FJ(}@U}57
T & operator ()( const T & r) const tw%z!u[a
{ tg'2v/
return (T & )r; `78)|a*R.
} ^OnZ9?C{R
} ; UbSAyf
ftwn<B
这样的话assignment也必须相应改动: ,f?+QV\T.
f{eMh47 NC
template < typename Left, typename Right > U
*']7-
class assignment k86j&
.m_
{ 55#s/`gd)^
Left l; B~t[Gy
Right r; -"MB(`
public : T?V!%AqY:
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} v[I,N$:
template < typename T2 > s2ixiv=
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } c&a.<e3mL
} ; b?{ \t;
< k?jt
同时,holder的operator=也需要改动: f15f)P
EsKOzl[c:
template < typename T > Hklgf
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const Q%
LQP!Kg
{ UUaC@Rs2
return assignment < holder, T > ( * this , t); ud,=O Xq
} 1^_V8dm)
yV/A%y-P
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。 # 8fq6z|JZ
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 [/IN820t
yEB1gYJB
return l(rhs) = r; MclW!CmJ
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。 rwSmdJ~
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: hk.Zn.6A'
|;k@Zlvc
template < typename Tp > .P5OUK
class constant_t T?Y/0znB*
{ 95%QF;h
const Tp t; }{(J*T
public : &D*22R4{CX
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} %1^E;n
template < typename T > ;;? Zd
const Tp & operator ()( const T & r) const T5b*Ia
{ /Dk`vn2 eN
return t; 1<TB{}b
Z
} /<-@8CC<
} ; Qq*Ks
5
C.Ty\@U
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 m6
@,J?X
下面就可以修改holder的operator=了 z6>Rv9f
J.^%VnrFO9
template < typename T > _m2p>(N|
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const @^UnrKSd
{ l11+sqg
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); $>=?'wr
} 1}Mdo&:t
fA{t\
同时也要修改assignment的operator() .tH[A[/1 a
Tj
v)jD
template < typename T2 > ]mSkjKw
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } t],5{UF
现在代码看起来就很一致了。 Z/~7N9?m(
cH>3|B*y
六. 问题2:链式操作 YR/%0^M'0
现在让我们来看看如何处理链式操作。 T>qI,BEY
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 +o[-ED
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 Bq4^nDK
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 g886RhCe
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct {RPZq2Tpc
ZxvBo4>tH
template < typename T > Kdr7JQYzuz
struct result_1 ! uX0G4
{ .Qz412
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; \6WVs>z
} ; g
r[M-U
;2%8tV$V
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: I5mtr
W&`{3L
template < typename T > m(o^9R_=^9
struct ref NGq@x%T
{ lz>>{
typedef T & reference; )E>nr
Z
} ; <yxy ;o
template < typename T > K 0Gm ?(
struct ref < T &> 6Ud6F t6
{ [ 30ta<-
typedef T & reference; l`k""f69W
} ; pas^FT~
|O4LR,{G.w
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: %&Q9WMo
U+2U#v=<
template < typename T > tTcff9ee
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const n1J;)VyR
{
q-|j
=
return l(t) = r(t); =s5g9n+7
} <7R+p;y
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。 yh:Wg$qx
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 !)-)*T
g;mX {p_@
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 A8oTcX_
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: f<;w1sM\
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 -lqsFaW
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 {;-wXzv`
最后的布局是: 8o%g2 P9.
Add rGIf/=G^r
/ \ $z48~nu@j
Divide 5 TkyP_*
/ \ XS oHh-
_1 3 Kd;Iu\4hv
似乎一切都解决了?不。 Iy8fN"I9D
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 N.D7
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 ^<OcbOn;O
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: .4O~a
"HwSW4a]
template < typename Right > qayM0i>>
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const 7I4<Dj
Right & rt) const ##r9/`A
{ W:hg*0z-*
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); XT` 2Z=
} rJ=r_v
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 +L
U.QI'
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 -Wm'@4bH
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 ]TX"BH"2
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 3)0z( 30
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 gUWW}*\ U
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? E -+t[W
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: T:=ST3#m
=;A>1g$
template < class Action > oo-O>M#5
class picker : public Action ?ytY8`PC
{ a>8&B
public : U!O"f
picker( const Action & act) : Action(act) {} K'\Jnn
// all the operator overloaded R>T9 H0
} ; |A, <m#C
[MXyOE
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。 ?DgeKA"A
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: J?"v;.K|hU
DI0Wk^ m
template < typename Right > V~MyX&`
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const gN;
E}AQt
{ tUT:vK`
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Plj >+XRO
} )<(3 .M
}U ue}VOA
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > D%~"]WnZ\Q
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。 sv)4e)1
vlC$0P
template < typename T > struct picker_maker I3;03X<2
{ ;pt.)5
typedef picker < constant_t < T > > result; hV}C.- 6h
} ; lS{ ^*(a
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > .2V?G]u
{ ?h)T\z
typedef picker < T > result; WP5Vev9*+
} ; X:m m<4
oer3DD(
下面总的结构就有了: I(uM`g
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。 4w#:?Y
_\[
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。 =wznkqyhi
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 !CUM*<iV
至此链式操作完美实现。
xV"~?vD
8lFYk`|g
s1bb2R
七. 问题3 uaqV)H
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。 _0o65?F
}poLHS/
template < typename T1, typename T2 > 1v inO!
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const GG
%*d]
{ ^G14Z5.
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ($Q|9>5,
} [&pMU)
1EWskmp
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: #xh
M&X
cb }OjM F
template < typename T1, typename T2 > j[4l'8Ek
struct result_2 xg;vQKS6
{ ; sAe#b
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; V3<#_:;
} ; Y^b}~t
LcTTfb+<
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? h{:
]'/@~
这个差事就留给了holder自己。 Y-+JDrK
Z5eM
DfX~}km
template < int Order > 5a|{ytP
class holder; S5\KI+;PW
template <> f h:wmc'
class holder < 1 > #xw3a<z ?u
{ K=>j+a5$
public : pP%9MSCi
template < typename T > <07]w$m/
struct result_1 Mtc -
{ vi]cl=S
typedef T & result; 63QF1*gPH
} ; vr4{|5M
template < typename T1, typename T2 > CYYo+5x
struct result_2 O-ppR7edh
{ QBd4ok:R
typedef T1 & result; YB.@zL0.(
} ; _k#!^AJ}x
template < typename T > K"zRj L+
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const gF:|j(
{ qq"0X! w
return (T & )r; =1\mLI}@
} ?8FJMFv;4%
template < typename T1, typename T2 > fo~>y
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ~Rw][Ys
{ k\Y*tY#2
return (T1 & )r1; HLPY%VeD
} K^IB1U$
} ; erOj(ce
a,h]DkD
template <> +zK?1llt
class holder < 2 > EY0,Q {
{ 84coi
public : e?pQuF~
template < typename T > t/@t_6m}*
struct result_1 i,rX.K}X
{ +&G]\WX<
typedef T & result; X6=o vm
} ; LTuT"}dT[
template < typename T1, typename T2 > %CQv&d2
struct result_2 {s{+MbD
{ vy-q<6T}:p
typedef T2 & result; & jm1
} ; mV+9*or
template < typename T > lUdk^7:M
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const v8zO Y#?
{ ^%0^DN
return (T & )r; VO~%O.>
} *y', eB
template < typename T1, typename T2 > $,0EV9+af
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const $xis4/2
{ E=91k.
return (T2 & )r2; \Nk578+AA
} 3R)|DGql=1
} ; )4N1EuD6
]|u7P{Z"R
X^rFRk
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 mY]o_\`
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: cPkP/3I]h
首先 assignment::operator(int, int)被调用: S VypR LVB
5}a.<
return l(i, j) = r(i, j); K+~1z>&
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) RKp9[^/?
ihekON":
return ( int & )i; +U4';[LG1C
return ( int & )j; \-sW>LIA
最后执行i = j; v`S ;.iD
可见,参数被正确的选择了。 O$N;a9g
;.^!
7j
DXQ]b)y+N
c}s#!|E0v
dH'02[;
八. 中期总结
yYrFk^
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(/^_Y
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 [("2=Uz;
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 .m.Ga|;
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor O8Z+g{
D5:|CMQ
H?,Dv>.#*
14A(ZWwq9
?f6SKC
F6}YM|
九. 简化 cP\ZeG#<
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。 !tb!%8{~
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 |oSqy
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: g yegdky3
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ryqu2>(
+-*/&|^等 qJ2Z5
2. 返回引用。 X_!km-{
=,各种复合赋值等 M+%qVwp
3. 返回固定类型。 x U"g~hT
各种逻辑/比较操作符(返回bool) Pz\ByD
4. 原样返回。 4iZg2"[D
operator, CugZ!>;^
5. 返回解引用的类型。 ?9>wG7cps7
operator*(单目) I8c:U2D
6. 返回地址。 `\'V]9wS
operator&(单目) PHJHW#sv
7. 下表访问返回类型。 C6Cr+TScH
operator[] Ikw.L
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 d[ _@l
operator<<和operator>> 0g HV(L?
YV} "#
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。 sLFZ61rT
例如针对第一条,我们实现一个policy类: M8$eMS1
H@9QEj!Y
template < typename Left > u,{R,hTDS
struct value_return 4S4gK
{ pjQyN|KS
template < typename T > ><xmw=
struct result_1 qz2`%8}F)
{ k~3\0man
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; <4<y
} ; $G{j[iLY
y%x:~.
template < typename T1, typename T2 > r;"D>IM\
struct result_2 n-{ d7haOa
{ x+ER 3wDD@
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ;$e)r3r`LV
} ; mSvSdKKKlI
} ; KN"u PW
\)6bLB!
wLb:FB2
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 4jGN:*kZ
t0r0{:
下面我们来剥离functor中的operator() _l1"X ^Aa
首先operator里面的代码全是下面的形式: g-B{K "z
g^x=y
return l(t) op r(t) ^2{ 6W6=
return l(t1, t2) op r(t1, t2) (h@!_qi9:
return op l(t) /y|ZAN
return op l(t1, t2) 7U?#Xi5
return l(t) op A{M7
return l(t1, t2) op iOSt=-p
return l(t)[r(t)] o`!#io
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] R
eb.x_
Q1ayd$W@<
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: <mj/P|P@
单目: return f(l(t), r(t)); lpS v
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 6VuyKt
双目: return f(l(t)); ,>za|y<n
return f(l(t1, t2)); vLBuE
下面就是f的实现,以operator/为例 OU}eTc(FeC
DVMdRfA
struct meta_divide _0FMwC#DY
{ e6mm;@F>
template < typename T1, typename T2 > /GM!3%'=
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) {2mF\A#.
{ -84%6p2-
return t1 / t2; ngmC~l*,
} d:>'c=y
} ; uK`gveY
>d &0a:
这个工作可以让宏来做: D_[NzCv<-
oylQCbT
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ V6'u\Ch|
template < typename T1, typename T2 > \ h::(b ,|f7
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; z^jmf_
以后可以直接用 ~d1=_p:~T
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ')~V=F
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 mpCu,l+lo
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) *OdmKVw6G
%<+uJ'pj
]z8/S!?
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 b9"t%R9/Q
);_ /0:
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > oU @!R
class unary_op : public Rettype 2+DK:T[
{ <|.]$QSi
Left l; EJMd[hMhe
public : r<Z .J/a
unary_op( const Left & l) : l(l) {} CTKw2`5u
'q_ Z
dw%
template < typename T > kX`m(
N$
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Z 4i5,f
{ FG+pR8aA$
return FuncType::execute(l(t)); db8vm4
} ^Y;,cLXJ
1gcWw, /
template < typename T1, typename T2 > 6-tIe_5
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const zPybPE8
{ j~V$q/7S
return FuncType::execute(l(t1, t2)); l2YClK
} @mv
G=:k
} ; kksffzG
Ejr'Yzl3_
/kK!xe
同样还可以申明一个binary_op q~5zv4NX
bZ:+q1
D
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > *PV7s
class binary_op : public Rettype (V&d:tW
{ 9}a$0H
h
Left l; K(PSGlI f
Right r; ]!P8 {xmb@
public : S]|sKY
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} rc<Ix
d4ld-y
template < typename T > tKcC{
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const }CMGK{
{ ZzTkEz >
return FuncType::execute(l(t), r(t)); zh0T3U0D
} >o{JG(Rn
4e .19H9
template < typename T1, typename T2 > E`(=n(Qu
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const KS$"Re$
{ _yR_u+5
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ;|oft-y
} oqysfLJ
} ; q+oc^FD?@
8!!h6dQgI
,dK)I1"C
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 C96*,.j~'
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 0A~UuH0.
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 3(|,:"9g
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。 Ab/JCZNn
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 3h>L0
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。。。 %,z;W-#gnY
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 4%8den,|
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) ?E+f<jol
下面是修改过的unary_op i^iu#WC
4k3pm&
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > $oM>?h_=
class unary_op |ka/5o
{ 1W\wIj.
Left l; ok:L]8UN3
B0)|sH
public : f.^|2T I1g
73.+0x
unary_op( const Left & l) : l(l) {} Cd=$XJ-b
7}~w9jK"F
template < typename T > [
't.x=
struct result_1 6)?u8K5%r
{ 7%? bl
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; FvPWS!H
} ; +swT MR
pg7~%E4
template < typename T1, typename T2 >
JrLh=0i9
struct result_2 z#PaQp5F
{ ru 9@|FgAE
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; .81Y/Gad_
} ; Zr2T^p5u
\<`oW>
template < typename T1, typename T2 > 0&I*)Zt9x
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Ly^bP>2i
{ )D/,QWk
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); %Gyn.9\
} l=l$9H,
5fiWo^s}
template < typename T > %bF157X5An
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ercXw7{
{ ,<#Rk'y$
return OpClass::execute(lt(t)); ys`oHSf
} 3T0-RP*
f R@Cg
sw
} ; %CvVu)tc
*w _ o8!3-
f sh9-iY8e
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 lkJxb~S
好啦,现在才真正完美了。 ,K\7y2/
现在在picker里面就可以这么添加了: %]0?vw:;j
`|Di?4+6%
template < typename Right > #|Lsi`]+
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const *'A*!=5(
{ W]7<PL*u
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); i \/'w]
} 1_f+!
ns#
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。 NNqvjM-
}}]Lf 3;
_Y&.Nw
Lhux~,EH
OOXSJE1
十. bind 2P8wvNDG
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。 w5PscEc
先来分析一下一段例子 %(khE-SW
fw,,cu`YA
g&F$hm
int foo( int x, int y) { return x - y;} nM.g8d K
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 [Z:P{yr
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 inO;Uwlv
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 u1y>7,Z6W
我们来写个简单的。 8/tB?j
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: *aM7d>nG5
对于函数对象类的版本: Zv9JkY=+@
0%L:jq{5
template < typename Func > @M<qz\
[
struct functor_trait =6:9y}~
{ Ym\<@[3+!
typedef typename Func::result_type result_type; !\1)?&y9j
} ; jR[c3EA
;
对于无参数函数的版本: &a=rJvnIO&
8+gp"!E
template < typename Ret > (T pnJq
struct functor_trait < Ret ( * )() > w8Z#]kRv
{ `3VI9GmQ
typedef Ret result_type; >}~[ew
} ; 1irSI,j%z
对于单参数函数的版本: >5kz#|@P
F5cNF5
template < typename Ret, typename V1 > H^S<bZ
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > :P2!& W
{ <^5$))r
typedef Ret result_type; NI,>$@{
} ; p\;8?x
对于双参数函数的版本: %RtL4"M2j
zo"L9&Hzo
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > gvWgw7z
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > /LWk>[Z;
{ ;-py h(
typedef Ret result_type;
hO.b?>3NL
} ; Fy E#@ R
等等。。。 xsRkO9x
然后我们就可以仿照value_return写一个policy Lm`-q(!7w
rBQ<5.
template < typename Func > U@yhFj_y
struct func_return ~%h
)G#N
{ |?^qsnB
template < typename T > Ieq_XF]U
struct result_1 }ixCbuD
{ z{1A x
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; UTu~"uCR
} ; OwNM`xSa|\
ySiZ@i4
template < typename T1, typename T2 > S{e3aqT#N
struct result_2 xL.m<XDL
{ )ADI[+KW
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ;Krs*3
s
} ; ?b(wZ-/
} ; .,qh,m\Fo
iVeH\a
yZp/P %y
最后一个单参数binder就很容易写出来了 |gxPuAXa)
tF/Ni*\^rV
template < typename Func, typename aPicker > # =y)Wuo=
class binder_1 ESoC7d&.K{
{ U%@C<o
"
Func fn; q+8de_"]
aPicker pk; ~Y~M}4
public : #0h}{y
E
a)r["*bTx
template < typename T > )XSHKPTQ1
struct result_1 T&6>Eb0{
{ .Y7Kd+)s)L
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; SOsz=bVx
} ; (m!kg
=?y0fLTc
template < typename T1, typename T2 > }L|B@fW
struct result_2 G+2fmVB*X
{ 85dC6wI4K
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Q
-$)
H;,
} ; ^vSSG5 :
pV8tn!
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} -"'+#9{h
o58c!44
template < typename T > (m Yi
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const /=za
m3kd
{ K0v S
return fn(pk(t)); YhRy
C*b
} [ t8]'RI%
template < typename T1, typename T2 > J{a9pr6
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Q{=r9&&
{ 38X{>*
return fn(pk(t1, t2)); =w!9:I&a0
} SnUR?k1
} ; eF7I5k4
7y30TU
5/U{b5
一目了然不是么? [8Z#HjhQ
最后实现bind SFwY%2np)!
|%XcI3@*
}JQy&V%
template < typename Func, typename aPicker > b[:m[^
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 7p!f+\kM
{ C`qV+pV
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); JURu>-i
} l9j=;h
s"$K2k;J
2个以上参数的bind可以同理实现。 8"d??3ZXJ
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 kQ&Q_FSO
Z 369<
十一. phoenix G"(aoy,
co
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: g#6R(
FaWc:GsfB
for_each(v.begin(), v.end(), #>G:6'r
( /!>OWh*~
do_ 4IY|<
[ ]3 GO_tL
cout << _1 << " , " Oop6o$k
] wmR~e
.while_( -- _1), ^ @=4HtA
cout << var( " \n " ) lqrI*@>Tz
) ,1CmB@
); b$nev[`{6
SQ+r'g
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: 1VG]|6f
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor dS Tyx#o
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ~9k E.
那么我们就照着这个思路来实现吧: ^ ~1QA
s%vy^x29
qW4\t
template < typename Cond, typename Actor > >Sw?F&
class do_while oy[ px9Wx
{ }z9v*C
Cond cd; &ZFHWI(P
Actor act; 6pC1C.
public : Vz-q7*o$S
template < typename T > csJ)Pt?d
struct result_1 ~W4SFp
{ e9Gu`$K
typedef int result_type; ?+Vi
!eS
} ; H13\8Te{
J2oh#TGp
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} <0~1
[x=(:soEqC
template < typename T > LN$T.r+
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 6'uCwAQU
{ X$Q.A^9
do Vep41\g^
{ a\,V>}e
act(t); NZ8X@|N
} W)o*$cu
while (cd(t)); >PQ?|Uk
return 0 ; &K