一. 什么是Lambda
5xY{Q
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 S{YzHK
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, 2[E wN!IZ
<v"o+
!e$gp(4
5J5si<v25
class filler DE?v'7cmA
{ &W `xZyb3
public : UZZJtQt
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 9KSi-2?H
} ; _IH" SVub
g 7oY 1;
%H{p&ms
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: |HazM9=
^0VL](bD>
?KT{H(rU
E?m~DYnU
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); q76POytV|
cby#
i`,FXF)
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 "S#FI
MB plhVK8
T t;F-
7#8Gn=g
二. 战前分析 =x~I'|%3
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 b@:OlZ~%
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 eH&F gmU
^aFm6HS1
GW2\YU^{
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); yMs!6c*
/* --------------------------------------------- */ S0$^|/Sr
vector < int *> vp( 10 ); Sb.8d]DW
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); :t?B)
/* --------------------------------------------- */ }r}*=;Ea
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); ZWs
/* --------------------------------------------- */ =TB_|`5;j
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); &H(yLd[
/* --------------------------------------------- */ !^J;S%MB:K
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); ^E&PZA\,;
/* --------------------------------------------- */ \1EuHQ?
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); b*|~F
7Z-j'pq
Z%T Ajm
SnCwoxK
看了之后,我们可以思考一些问题: g40Hj Y
1._1, _2是什么? OATdmHW
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。 Uj@th
2._1 = 1是在做什么? _=v#"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。 +z
>)'#
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。 ?H{[u rLn
)0{`}7X
QV4|f[Ki%
三. 动工 @SQsEq+A?\
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: .hTqZvDa
Q=~"xB8
PK*Wu<<
\0$+*ejz
template < typename T > Q PH=`s
class assignment [g}Cve#i
{ _0H oJ
T value; UBvp32p
public : dj gk7
assignment( const T & v) : value(v) {} }nx)|J*p
template < typename T2 > !\4x{Wa]
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 16NHzAQ
} ; ?HEqv$n
\Lx=iKs<
CK* *RZ
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ~o}:!y
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment PK\Z Rl
n.%QWhUB
f}otIf
a[{$4JpK
class holder m*0YMS>Y |
{ 7vRtTP
public : =?sG~
template < typename T > /\J0)V
assignment < T > operator = ( const T & t) const @!ChPl
{ )ycI.[C
return assignment < T > (t); -H|
982=
} .qBc;u
} ; K7}.# *% ~
<'Q6\R}:vC
8NN+Z<
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: ]ua3I}_B6v
TykT(=
static holder _1; &AiAd6
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ]uXJjS f
(qn=BPI
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ~(kEGEF
而不用手动写一个函数对象。 /ViY:-8s
J,W<ha*
yi7.9/;a
q'D Ts9Bj
四. 问题分析 *A-_*A
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 U%3N=M
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 6v%yU3l
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 mxNd
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 x#{!hL
5G
下面我们可以对这几个问题进行分析。 5K vp%
/VR~E'Cy%
五. 问题1:一致性 hgU;7R,?ir
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?|
]jT}]9Q$
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 fQ+whGB
KsDS!O
struct holder U}92%W?
{ "t|)Kl
// dX(JV' 18A
template < typename T > Z|$#
T & operator ()( const T & r) const HoI6(t
{ *WE8J#]d
return (T & )r; &raqrY|V
} 3%vXB=>T!
} ; |Xt G9A>
xAmtm"
这样的话assignment也必须相应改动: X [Y0r
|}zWH=6
template < typename Left, typename Right > ay"jWL-
class assignment {C |R@S
{ v,4{:y]p
Left l; g`fG84
Right r; *s6x
public : dsTX?E<R
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} G
e;67
template < typename T2 > }'[>~&/"
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } bY_'B5$.^2
} ; C'R9Nn'
qqDg2,Yb
同时,holder的operator=也需要改动: )O'LE&kQ|
-()WTdIy
template < typename T > c~0kZA6
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const ~aC ?M&
{ zt.kNb
return assignment < holder, T > ( * this , t); OqtGKda
} ^*.[b
]545:)Q1
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。 (\\;A?
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 D4%J!L<P
Y ^^4n$
return l(rhs) = r; 4m*)("H
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。 Dka,v
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: C-M_:kQ[U
+p 6Ty2rz
template < typename Tp > xHgC':l(0
class constant_t %QP[/5vQ
{ *_D/_Rp7
const Tp t; hHJiGVJ=V
public : TzL|{9
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 0O3O^
0
template < typename T > Q-x>yau"
const Tp & operator ()( const T & r) const D
e&,^"%
{ AVT% AS
return t; ^'QO!{7f
} U]hqRL
} ; 9f~qD&~
fPeS;
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 _8G
w Mj
下面就可以修改holder的operator=了 bBIh}aDN
G'|ql5Zw
template < typename T > {Y~>&B5
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const W3:j Z:
{ aoy Be|H~=
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); CR4O#f8\
} Av x`
0%%1:W-
同时也要修改assignment的operator() Jn+ -G4h$
?Q:SVxzUd
template < typename T2 > mTe3%( LD
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } "ESc^28
现在代码看起来就很一致了。 )KZMRAT-
8D.c."q
六. 问题2:链式操作 ]B>76?2W
现在让我们来看看如何处理链式操作。 A f'&, 1=q
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。 ~5
6&!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。 )>@S8v,(
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。 ]_C"A
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ns~]a:1yh
?%3dgQB'
template < typename T > ; Z:[LJd
struct result_1 YsmRY=3
{ fcq8aW/z_
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; `v-[&
} ; ~'M<S=W
21TR_0g&<
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: 8AR8u!;8
(xgw';g
template < typename T > ]>M\|,wh
struct ref E&9<JS
{ nDnJ}`k
typedef T & reference; luP;P&
} ; .\_):j*
template < typename T > >pu4 G+M
struct ref < T &> /3s&??{tv
{ T0 K!Msz
typedef T & reference; [8T{=+k
} ; Y`~B> J
]I|(/+}M
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 8 a]'G)(ts
sVx}(J
template < typename T > "_/ih1z]
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const HH*y$
{ 97liSd
return l(t) = r(t); dWz?`B{'
} `W86]ut[
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。 :
UeK0
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 s)Y1%#
Vh~hfj"
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 Snk+ZQ-
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: Vn5T Jw
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 7y$\|WG?!r
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 0?54 8yH
最后的布局是: <vcU5
.K.
Add xn*$Ty+
/ \ y#Dh)~|k
Divide 5 biHacm
/ \ G*IP?c>=
_1 3 prZ
,4\
似乎一切都解决了?不。 mx^Ga=:
?
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_{tS\
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。 !(lcUdBd
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: Zv!`R($
zRna=h!
template < typename Right > d+,!>.<3
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const |Gic79b
Right & rt) const X['9;1Xr
{ f<8Hvumw
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); +W4}&S
} OZ\6qMH3e
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ",,# q
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。 Mj;V.Y
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。 H,} &=SCk
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。 -,bnj^L
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。 uw \@~ ,d
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? d?7?tL2
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: `XxnQng
&_L%wV|[
template < class Action > l~E~! MR
class picker : public Action Ef] Hpjvp
{ 3en9TB
public : mG
S4W;
picker( const Action & act) : Action(act) {} z>W:+W"o
// all the operator overloaded %>FtA)
} ; IV,4BQ$
G(t:s5:
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。 x3ZF6)@
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: c|/HX%Y
<UGaIb
template < typename Right > N|DfE{,
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const Gd!-fqNa'x
{ ?Ek)" l
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); M!,H0(@G
} D|q~n)TW5
`n$Ak5f
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > Z1 Nep!
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 u ON(LavB
r,;ca6>5H
template < typename T > struct picker_maker (fpz",[
{ )'kpO> _G
typedef picker < constant_t < T > > result; *$=i1w
} ; LwB1~fF
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > mGE!,!s}
{ cK'g2S
typedef picker < T > result; !Ubm 586!
} ; E !!,JnU
`/sNX<mp
下面总的结构就有了: &D3]O9a0;
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。 &3SS.&g4W
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。 IHTimT?
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 p{Q6g>?[
至此链式操作完美实现。 ?;,;
h~>1-T8
}StzhV{GS
七. 问题3 akvi^]x
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。 -+E.I*st
^xHKoOTj[
template < typename T1, typename T2 > Xc-["y64
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const YF{MXK}
{ .\caRb[
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); "VZ1LVI
} y`RzcXblIZ
dgP eH8_
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: ;g0s1nz
bqbG+g
template < typename T1, typename T2 > ]q"&V\b
struct result_2 hF$`=hE,F~
{ 1h@qcom9K_
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; @JGmOwZ
} ; Ql{#dcRx
r<0E[~
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? ^
9+
Qxv
这个差事就留给了holder自己。 v*.R<-X:
)=f}vHg$
O?OAXPK2
template < int Order > 7$<pdayd
class holder; hJM&rM7
template <> L62'Amml
class holder < 1 > KSs1EmB
{ rf0Z5.
public : <)ZQRE@
template < typename T > |5vcT,A
struct result_1 <ww D*t
{ c+l1l0BA
typedef T & result; ZuGSR GX'
} ; qe.QF."y
template < typename T1, typename T2 > e_b,{l#
struct result_2 Ii+3yE@c
{ w Q[|D2;
typedef T1 & result; "5N4
of
8
} ; y11^q*}
template < typename T > I<2`wL=
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ?J2{6,}O*.
{ Xy(QK2|
return (T & )r; O: :FB.k
} J#`7!
template < typename T1, typename T2 > Vq3 NjN!+5
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const <.)=CK
{ c';~bYZ
return (T1 & )r1; d~8U1}dP
} =>'8<"M5z
} ; `sm Cfh}j6
]\yB,
template <> THwM',6
class holder < 2 > ]KuM's
{ PzPNvV/o
public : 437Wy+Q|e
template < typename T > + nR("Il
struct result_1 Kyh6QA^
{ ]-t)wGr
typedef T & result; \udB4O
} ; P8c_GEna
template < typename T1, typename T2 > Y@ v][Q
struct result_2 0'd@8]|H
{ Vs5 &X+k
typedef T2 & result; [6TI_U~
} ; 3X(^`lAf)
template < typename T > ZSNbf|ldiE
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Vu(NP\Wm
{ 6 :4GI
return (T & )r; | +;ZC y
} DG;u_6;JR
template < typename T1, typename T2 > :kHk'.V1(
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const lH3.q4D
5
{ -=lm`X<:
return (T2 & )r2; /6rjGc
} XI`_PQco
} ; a >fA-@
.45wwouZkc
Z kw-a
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 c&T5C,]
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: DAq
H
首先 assignment::operator(int, int)被调用: W,~*pyLdO
W^elzN(
return l(i, j) = r(i, j); 1tXc7NA<
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) d*+}_EV)Y3
"dCIg{j
return ( int & )i; b!g)/%C
return ( int & )j; 9-n]_AF`0
最后执行i = j; t'F$/mx.
可见,参数被正确的选择了。 >IQ&*Bb
#xmiUN,|
^(&2
|6NvByc,
:vi %7
八. 中期总结 ]/!*^;cY(
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: Q+f|.0r
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 !}c D e12
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 @16y%]Q-E#
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor Jha*BaD~N
U+VJiz<!
<@`K^g;W
~6#mVP5sU)
s;h`n$
S*}GW-)oA
九. 简化 =3,<(F5Y[
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。 cY} jPDH
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 t>]W+Lx#
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: K/(LF}
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 07^.Z[(pCt
+-*/&|^等 M(8xwo-W
2. 返回引用。 4`~OxL
=,各种复合赋值等 ,dba:D=l
3. 返回固定类型。 `*CoVx~fk
各种逻辑/比较操作符(返回bool) /,7#%D
4. 原样返回。 *Iw19o-I
operator, j 1'H|4
5. 返回解引用的类型。 NHZMH!=4:n
operator*(单目) crd|r."
6. 返回地址。 yYOV:3!"
operator&(单目) yzpa\[^
7. 下表访问返回类型。 3>(~5
operator[] WL%T nux
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 BCExhp
operator<<和operator>> )FB<gCh7X
:x q^T
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。 ~i^,Z&X:
例如针对第一条,我们实现一个policy类: pnz@;+f
DvEII'-h
template < typename Left > Wm8BhO
struct value_return WV}pE~
{ k'$7RjCu
template < typename T > lItr*,A]
struct result_1 |RpZr!3V
{ qyyLU@hd
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; M]\"]H?
} ; oQyMs> g
tSDp>0yZ3
template < typename T1, typename T2 > E3Z>R=s
struct result_2 -NG9?sI\U
{ =L$RY2S"
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; "z.!h(Eq
} ; y^p%/p%
} ; 17Q*
<iCs
j@Us7Q)A(
nkk GJV!
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait suj}A
GmGq69]J*
下面我们来剥离functor中的operator() n;b9f|&z
首先operator里面的代码全是下面的形式: fZd~},X
:+DAzjwO<
return l(t) op r(t) >fR#U"KPAB
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 0@f7`D
return op l(t) ,Ur~DXY
return op l(t1, t2) {iq{<;)U?U
return l(t) op HSl$ U0
return l(t1, t2) op ]*S_fme
return l(t)[r(t)] uuhvd h=
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 9.goO|~B~
4ri)%dl1
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: 9]8M {L
单目: return f(l(t), r(t)); N~arxe(K
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ,KibP_<%&P
双目: return f(l(t)); \b88=^
return f(l(t1, t2)); 8&f"")m
下面就是f的实现,以operator/为例 4d'tK^X
Q;$/&Y*
struct meta_divide ZoC?9=k
{ ;Wr,VU]
template < typename T1, typename T2 > Vo2frWF$
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) UE\@7
{ ]*;+ U6/?
return t1 / t2; "=!QSb
} {&(bKQ
} ; ]O&A:Us
Ip0@Q}^
这个工作可以让宏来做: 'E8dkVlI
OEGAwP?F
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ oB Bdk@
template < typename T1, typename T2 > \ 5p{tt;9[
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; s: q15"
以后可以直接用 $t</{]iX
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) B
9]sSx
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 !r!Mq~X<=
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) 7!N5uR
g9"_ BG
1y8:tri>N
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 7#|NQ=yd
Sdt2D
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > &FvNz
class unary_op : public Rettype s9:2aLZ{
{ Y.*lO
Left l; Q}Vho.N@=
public : !%M-w0vC9
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 1aMBCh<}JN
|QgXSe7
template < typename T > ;%z0iZmg
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 0Rk'sEX,
{ 5BCaE)J
return FuncType::execute(l(t)); 'Jl.fN
} s3kEux^
u]MF
r2
template < typename T1, typename T2 > G7/LY TT)
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Z/RUrYeb
{ Tx_(^K
return FuncType::execute(l(t1, t2)); Iq}h}Wd
} |~CnELF)
} ; a@r K%Iff
hA\8&pI;
Q#r 0DWo\
同样还可以申明一个binary_op /eMZTh*1P
qiF~I0_0
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > %Z5k8
class binary_op : public Rettype ?RzT0HRd
{ X9gC2iSs]
Left l; Z "=(uwM
Right r; dO//
public : yEqmB4^-
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} yaR;
V=*J9~K
template < typename T > }Voh5*$E`
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const <d5vVn
{ I!<v$
return FuncType::execute(l(t), r(t)); Qy/bzO
} #f~a\}$I
9G8QzIac
template < typename T1, typename T2 > EH "g`r
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const M>J ADt_]
{ o%QQ7S3P
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); HgBg,1
} -pGt;
} ; *(MvNN*
*_wef/==
dGteYt_F
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 )|a9Z~#x
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 9c7}-Go
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) udZ: OU<
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。 hw'2q9J|
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! S7q&|nI
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。。。 "qm> z@K
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 mfN@tMp
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) rWs5s!l,
下面是修改过的unary_op KJ)&(Yx
N]<gHGj}
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > GDB>!ukg
class unary_op h*9o_
{ .>'Z9.Xnk
Left l; 9h(hx7]
dJ^`9W
public : G0Eq}MyF
Yc V~S#b
unary_op( const Left & l) : l(l) {} h^*{chm]
k0IU~y%
template < typename T > ] zY
struct result_1 WO9/rF_
{ Wu&Di8GhP
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; M<srJ8|'
} ; dR+$7N$
kZ9pgdI
template < typename T1, typename T2 > ,s76]$%4
struct result_2 Q8q_w2s,
{ _D4}[`
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; S%fBt?-Cm
} ; z.^
)r
k-e@G'
template < typename T1, typename T2 > T_Y }1n|7[
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const {@$3bQ
{ dSZ#,Ea"
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 5w1[KO#K|
} X8x>oV;8
~\G3l,4
template < typename T > sD3|Qj;
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 8!SiTOzR?
{ __iyBaX
return OpClass::execute(lt(t)); pb
Ie)nK
} o?FUVK
@GtZK
} ; (d#Z-w-
vNSf:5H$
TMCA?r%Y\
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 >2
qP
好啦,现在才真正完美了。 RWo B7{G
现在在picker里面就可以这么添加了: !S-U8KI|
[ d7]&i}*|
template < typename Right > 1[`<JCFClc
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const c7IR06E
{ hob$eWgr
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); *^Y0}?]qT
} 3raA^d3!?
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 ^b %8_?2m
gu[dw3L
"J{zfWr
a4RFn\4?
b1]_e'jj
十. bind n;`L5
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 5z ^UQq
先来分析一下一段例子 9%14k
~{G:,|`
]Hy PJ
int foo( int x, int y) { return x - y;} <,4(3 >js
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 veg!mY2&
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 /$,=>
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。 Z<<gz[$+p
我们来写个简单的。 1T,PC?vr{
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: by[i"!RCu
对于函数对象类的版本: i%4k5[f.:
-z$2pXT ^
template < typename Func > ?(8%SPRk
struct functor_trait y?#J`o-
O
{ B!ibE<7,
typedef typename Func::result_type result_type; g+)\/n|
} ; lkg*AAR?'
对于无参数函数的版本: Z[S+L"0
hyfnIb@~}
template < typename Ret > PZRn6Tc
struct functor_trait < Ret ( * )() > .{a2z*o
{ *;E+9^:V
typedef Ret result_type; {b0&qV
} ; 'A!/pUML
对于单参数函数的版本: F(~_L.
/&as)
template < typename Ret, typename V1 > */y]!<\v!k
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > fbTw6Fde$
{ dHF$T33It
typedef Ret result_type; 3,L3C9V'
} ; qK
vr*xlC
对于双参数函数的版本: _JTxm>
uo'31V0
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > S5u#g`I]
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > poYAiq_3T
{ `{lAhZ5
typedef Ret result_type; Guw|00w,Q$
} ; ,]_(-tyN|
等等。。。 v#]v,C-*
然后我们就可以仿照value_return写一个policy KI@
xf"5<PTW</
template < typename Func > E+ 3yN\X(
struct func_return *8.@aX3
{ ]_: TrH
template < typename T > kefv=n*]l
struct result_1 I#E(r>KW*
{ Vy^yV|`v
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 2, "q_d'V
} ; ,,gLrVk
vF6*c
template < typename T1, typename T2 > vd7N&c9
struct result_2 0$L0fhw.
{ F:o#
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; I,4-
} ; ,o@~OTja*
} ; -F+P;S
O0wCb
?t0zsq
最后一个单参数binder就很容易写出来了 tG2OVRx8u
' q<EZ{
template < typename Func, typename aPicker > \btR^;_\A
class binder_1 #>m,
Cm
{ ;[KriW
Func fn; Jhsv2,8
{
aPicker pk; q
X%vRf0
public :
n~)HfY
rH&r6Xv[
template < typename T > %:w% o$
struct result_1 "4ozlWx
{ s w.AfRQP
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; EhIV(q9x
} ; 0YpiHoM
Yl&tkSw46
template < typename T1, typename T2 > FfxX)p1t
struct result_2 SQt|(r)
{ GtM(
Y
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 7}'A)C>J;
} ; o d}EM_
vf'cx:m
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} OVUs]uK
{nQ)4.e6
template < typename T > ?#*
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Le`/
{ ?VZ11?u
return fn(pk(t)); k)5_1 y
} _iGU|$a
template < typename T1, typename T2 > h-La'}>?
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const fEj9R@u+h
{ g>!:U6K
return fn(pk(t1, t2)); lbB.*oQ
} ^5;vx
} ; Cv>yAt.3
3_L1Wm
%[Zqr;~l
一目了然不是么? ^)OZ`u8
最后实现bind r}oURy,5
4FIV
3"'# |6O9
template < typename Func, typename aPicker > MjQ[^%lfL
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) QOT)x4!)
{ Ns.3s7&
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); (}{_]X|e
} ;V(H7
ZM
){+[$@9
2个以上参数的bind可以同理实现。 a
IpPL8a
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。 KbwTj*k[
m%oGzx+
十一. phoenix 2#AeN6\@
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 7`blGzP_
}iua]
4|
for_each(v.begin(), v.end(), 9u?)vR[@e
( NV}RRs
do_ =de<WoKnu2
[ +z:CZ(fb
cout << _1 << " , " b|sc'eP#?
] O->_/_
.while_( -- _1), (ve+,H6w\
cout << var( " \n " ) ]~ !XiCqu
) *?_qE
); cc|CC
Zl
*.m{jgi1X
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: r"{Is?yKe
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 6kt]`H`cfJ
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ,4H;P/xsb
那么我们就照着这个思路来实现吧: i1qS ns
Jo{zy
~~C6)N~1
template < typename Cond, typename Actor > 0).fBBNG
class do_while T!l
mO? Q
{ [3j$ 4rP
Cond cd; L w>-7)
Actor act; F8{ldzh
public : M`0(!Q}
template < typename T > ]urK$
struct result_1 2#z=zd
{ ";PG%_(
typedef int result_type; N9i}p^F<_
} ; 5%<TF.;-J
7$(_j<o`
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 'FShNY5
|x &Z~y
template < typename T > XVQL.A7
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const O.*jR`l
{ {
EA2
do O6y @G
.+
{ ~TYbP
act(t); C
_8j:Z&
} i{gDW+N
while (cd(t)); 7w "sJ
return 0 ; R{*_1cyW
} p{NPcT%&
} ; ^DBD63N"
L~*u4
!xkj30O(G
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). EVR! @6@
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 r2RBrZ@1
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 n}19?K]g
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 I+0c8T(:
下面就是产生这个functor的类: 3PfiQ|/b
eh$G.-2N
XjX 2[*l
template < typename Actor > +x(YG(5\w
class do_while_actor aSRjFL^
{ gf+o1\5t@
Actor act; F?7u~b|@{
public : Q"A_bdg5
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} :I2H&,JT
uu}'i\Q
template < typename Cond > 8{oZi]ob
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; F4Rr26M
} ; );=Q] >
sNL+F
4 GUA&