一. 什么是Lambda
QV|6"4\ 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
V)$!WPL@ 在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象,
dSDZMB sd F^dJ{<yX [4Q;(67 JVAyiNIH>M class filler
mWviWHK {
1?'4%>kp public :
/~LE1^1&U void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
i"Jy>' } ;
u>>|ZPe `YOYC fUw:jExz 这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决:
5U84*RY W;u.@I& rto?*^N? lm`*x=x for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
L>Y+}]~ M5bE5C @A[)\E1 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
}*x1e_m}H oW~W(h! Ca-"3aQkc &h:4TaD 二. 战前分析
{B$CqsvJ 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。
^G4YvS( 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
& SXw=;B tZ]gVgZg MlV(XG>' for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
,_V V;P /* --------------------------------------------- */
ZU 3Psj vector < int *> vp( 10 );
[ycX)iM transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
9p_?t'&>q /* --------------------------------------------- */
(cj9xROx sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
~,lt^@a /* --------------------------------------------- */
4\z@Evm int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
e-dkvPr /* --------------------------------------------- */
@.;+WQE for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
<Jgcj4D /* --------------------------------------------- */
:qm\FsO for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
GvVkb==" s^u Y :jTSOd[r Zc7;&cz 看了之后,我们可以思考一些问题:
5=o ^/Vkc 1._1, _2是什么?
< $zJi V 显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
\ eHOHHAGW 2._1 = 1是在做什么?
+tPBm{| 既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。
217G[YE- Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。
12 p`ZD= oc1BOW z *'((_NZ> 三. 动工
#-yCR 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
3 =enk0$ O3 sV) ytttF5- Xs2}n^#i template < typename T >
F`g(vD> class assignment
=MNp; {
&%OY"Y~bI! T value;
.UPh public :
G9:XEEN assignment( const T & v) : value(v) {}
bRvGetX template < typename T2 >
H<d~AurX)J T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
]dUG=dWO } ;
a=2.Y? Y4k2=w:D 6n]+(= 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
BqNsW
(+ 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
`'1g>Ebk0 01r%K@ xX\ P%2v( I}PI class holder
<r}wQ\F# {
X%yG{\6: public :
?i _ACKpw template < typename T >
8?Zhh. assignment < T > operator = ( const T & t) const
J?o {
GK$[ !{w; return assignment < T > (t);
v0DDim?cc }
Sf?;j{?G } ;
sh
:$J[ NWf=mrS8@$ p@jw)xI 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:
n3iiW\ &J3QO% static holder _1;
.OdtM
Xy Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
_,drOF|e W %*#rcdq for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
,iV%{*p] 而不用手动写一个函数对象。
nXT`7 _ $a3lR +p%3pnj:K ^L%_kL_7 四. 问题分析
6q^$}eOt 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。
{w2]
Is2F 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。
Rzd`MIHDp 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
qHk{5O3 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
i.E2a) 下面我们可以对这几个问题进行分析。
D
/QLp3+o QP\9#D~ 五. 问题1:一致性
3X gJZ
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?|
.I^4Fc}&4 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
`vBBJ@f4) LhL |ETrJ struct holder
%Y&48''" {
U<'N=#A
J //
^+yz}YFM template < typename T >
9"P+K.% T & operator ()( const T & r) const
PMAz[w,R~ {
'C5id7O& return (T & )r;
&'u|^d }
):K% } ;
GlJ[rD %RD\Sb4YV 这样的话assignment也必须相应改动:
\WiCI: %r|sb=(yT template < typename Left, typename Right >
_}5vO$kdO class assignment
=f~<*wQ {
NO~G4PUM0C Left l;
Bc8&-eZ, Right r;
j-9)Sijj{ public :
K$Bv4_|x assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
/5sn*, template < typename T2 >
y_9\07va< T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
A}lxJ5h0 } ;
Y#@D%
a 8 )+L|<6J XA 同时,holder的operator=也需要改动:
@V
' HX Z' i@;^=A template < typename T >
!
yJ0Am> assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
s",Ea* {
{YiMd
oMhg return assignment < holder, T > ( * this , t);
2/+~h(Cc }
JL,Y9G*]s Z Qlk 5 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。
.'`aX
7{\ 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
XHA|v^ Gor9&aJ1 return l(rhs) = r;
TyV~2pcN 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。
xuUEJ
a& 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
'ayb` WD%(RC"Q template < typename Tp >
-1dD~S$ class constant_t
vEfj3+e {
;?{^LiD+F const Tp t;
!Q"L)%)'A public :
)M<+?R$]; constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
F`4W5~` template < typename T >
U nDCC_ud const Tp & operator ()( const T & r) const
:WRD<D_4 {
J299mgB return t;
IN/$b^Um }
(EcP'F*;;y } ;
_=0Ja
S>M. 4P#jMox 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
qoZi1,i' 下面就可以修改holder的operator=了
2Rw<0.i| B!mHO*g template < typename T >
At@0G\^ assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
*m]Y6 {
+7%?p"gEY\ return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
5
Y&`Z J }
N?m)u,6-l f&$Bjq 同时也要修改assignment的operator()
W^09tx/I (^W}uDPCB template < typename T2 >
J,,VKA& T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
XcNL\fl1 现在代码看起来就很一致了。
zx<t{e7 K3vZ42n 六. 问题2:链式操作
dm/3{\ 4 现在让我们来看看如何处理链式操作。
@"s<0T^H 其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。
k% \;$u=% 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。
&FmTT8"l 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。
^nZ=B>Yn2 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
3]1 !g6 [>`.,k template < typename T >
,W+=N"`a' struct result_1
#qVvh3#g {
a4uy}@9z typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
+8ib928E } ;
W\j'8^kI9 qy?$t:*pp 那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为:
ps:"0^7 4w|t|? template < typename T >
6v{&, q struct ref
PJ:!O?KVq {
b,:^\HKC typedef T & reference;
ta.Lq8/ } ;
[3=Y 9P: template < typename T >
i9 CQ~ struct ref < T &>
(ID%U {
<- sr& typedef T & reference;
D|U bh ] } ;
>4bw4
Z1 /Q9Cvj)" 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
:BR_%$ ]Ls T template < typename T >
Gfx!.[Y
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
z z]~IxQ {
;R&W#Q7>3 return l(t) = r(t);
_GY2|x2c }
D4"<suU|. 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。
yU(}1ZID 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
1
39T*0C C<C^7-5 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
Ax|'uvVAPT _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
lNc0znY _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
f3,LX]zKA +5 调用divide的对象返回一个add对象。
4T52vM 最后的布局是:
w9u|E46 Add
@fA|y / \
B]hRYU Divide 5
V4u4{wU] / \
V!*1F1 _1 3
oFyB-vpYQV 似乎一切都解决了?不。
ekfa"X_ 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。
KBi(Ns#+ 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。
$EIKi'!8 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:
nT4Ryld dj5|t~& template < typename Right >
LdOqV'&r assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
H!FaI(YZl Right & rt) const
RwK6u-u#9 {
t?^!OJ:L return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
eo;MFd%; }
D0
q42+5 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
lZkJ<*z# 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。
Qa2p34Z/ 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。
/J"fbBXwY 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。
a`9pHH:7Q 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。
~tL:r=
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?
*\+oe+ 3 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:
9;n*u9< S,|ZCl>+ template < class Action >
Bk~lM' class picker : public Action
L|D9+u L {
( ,mV6U% public :
&&jQ4@m}j picker( const Action & act) : Action(act) {}
1DU
l<&4 // all the operator overloaded
rT-.'aQ2t } ;
A3HNMz "`S?q G 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。
y%
!.:7Y 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:
[".94(qs ze
LIOw template < typename Right >
Pec40g:#F picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
RV]QVA*i {
HdY#cVxy return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
R:'&>.AUw }
UH7?JF-D fQ.S ,lMe Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
AU}|o0Ur 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。
^G5 fs'd DqI "B template < typename T > struct picker_maker
Cnc=GTRi {
~rq:I<5 typedef picker < constant_t < T > > result;
^?q(fK% } ;
'F*OlZ!BWy template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
F}F{/
{
xrlyph5mE typedef picker < T > result;
!K= $Q Uq } ;
X=Y(,ZR(& wsR\qq 下面总的结构就有了:
bz,"TG[ functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。
K0@bh/i/^ picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。
64y9.PY picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
MCXt,`}[ 至此链式操作完美实现。
6/'X$}X <)J@7@!P >$3 =yw% 七. 问题3
\O~WMN 如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。
uTl"4;&j P;X0L{u0H template < typename T1, typename T2 >
%rl<%%T#.M ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
J!Rqm!)q {
`USze0"t0: return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
Q/HEWk }
*uxKI:rB: \f]w'qiW5 很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2:
]g%HU%R-m rc`I l{~k template < typename T1, typename T2 >
od !s5f! struct result_2
Xz/aytp~A {
ePSD#kY5 typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
A~s6~ } ;
0N6 X;M{zh B>"-8#B[4 显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢?
r$LU$F 这个差事就留给了holder自己。
O
"Aeg| xi.QHKBZaH i1HO>X:ea template < int Order >
J|z ' <W class holder;
I'<sJs*p template <>
#
?u
bvSdU class holder < 1 >
#TgP:t]p {
{D]I[7f8Ev public :
E*v+@rv template < typename T >
nXh<+7 struct result_1
dVJ9cJ9^ {
6iEA._y typedef T & result;
k6;pi=sYNW } ;
tg ~7^(s template < typename T1, typename T2 >
4LJOT_ struct result_2
tK\$LZ {
X(]J\?n' typedef T1 & result;
`K2vG`c } ;
^w*vux|F template < typename T >
2\Yv;J+; typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
XpT})AV {
L[:M[,?=` return (T & )r;
,nw5 M.D_ }
`_{,4oi template < typename T1, typename T2 >
7#g<fh typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
gdqED}v {
L\t!)X-4 return (T1 & )r1;
9H%ixBnM }
><)fK5x } ;
*MN("<A_ ,^T0!k$ template <>
H|cxy?iJ class holder < 2 >
(8GA;:G7G {
_b[Pk;8}j; public :
*x. gPG template < typename T >
?zK>[L struct result_1
;:Y/"5h {
mZ#IP typedef T & result;
CyJZip } ;
j<vU[J+gx~ template < typename T1, typename T2 >
/5:qS\Zl struct result_2
H4e2#]*i7 {
x=44ITe1n[ typedef T2 & result;
Z^yn S } ;
leJ3-w{ 2 template < typename T >
`$r?^|T typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
\Xg`@JrTM {
l37l| xp~ return (T & )r;
`pAp[]SfQd }
MY*>)us\ template < typename T1, typename T2 >
9
roth typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
p F*~)e {
xKLcd+hCZ return (T2 & )r2;
2td|8vDA }
GlgORy=> } ;
&T/q0bwd <\9Ijuq}k
Ta\8>\6 新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
vQTQS[R=z 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
9Bvn>+_K 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
p9 ,\ {Is {9|$%4kRl return l(i, j) = r(i, j);
y7IbE 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
I1 R\Ts@ yZ~eLWz return ( int & )i;
[FV=@NI return ( int & )j;
s?;<F 最后执行i = j;
&~JfDe9IS 可见,参数被正确的选择了。
UFIAgNKl sHPwW5j/o' N"
Jtg@w W
"\tkh2 6[3Ioh 八. 中期总结
6v2RS 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:
Jyz$&jqyr' 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
K0DXOVT\ 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
>]XaUQ- 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
Ibv_D$cT j
zmSFK g* lgjoF_D pW3)Y5/D :af;yu $YGIN7_Gg 九. 简化
jQ_|z@OV 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。
%X9:R'~ sP 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
),y!<\oQ 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:
jY#(A23 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
X.T\=dm%v +-*/&|^等
=4M.QA@lI! 2. 返回引用。
v1"g!%U6 =,各种复合赋值等
THbtu*El 3. 返回固定类型。
'[=yfh 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
B
)1<`nJA 4. 原样返回。
`3sy>GU? operator,
=N@)CB7a 5. 返回解引用的类型。
@cS1w'= operator*(单目)
Ot2zhR ) 6. 返回地址。
1W}nYU operator&(单目)
'!yS72{$2 7. 下表访问返回类型。
WK_y1(v> operator[]
/50g3?X, 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
,3J`ftCV operator<<和operator>>
:uIi
? V$-~%7@>;9 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。
68J 9T^84 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
oXQ<9t1( iBtjd`V* template < typename Left >
dxkRk#mf: struct value_return
XYK1-m}2 {
2 <6`TA*m template < typename T >
c+Q.?vJ struct result_1
:!+}XT7)/ {
(/"K+$8' typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
4[LLnF-- } ;
T]Tdx.B zldfRo\wl template < typename T1, typename T2 >
eC+"mhB struct result_2
jIx8k8 {
O2`oe4."vd typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
I+Ncmg )> } ;
Z#OhYm+y } ;
F}6DB* BrlzN='j} S1 EEASr!} 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
~|y^\U@ PJxak3 下面我们来剥离functor中的operator()
=9qGEkd3 首先operator里面的代码全是下面的形式:
"EcX_> E ;BPN return l(t) op r(t)
:jt;EzCLg% return l(t1, t2) op r(t1, t2)
93W return op l(t)
'%zN return op l(t1, t2)
zb>f;[ return l(t) op
v`#j return l(t1, t2) op
^CZCZ,v return l(t)[r(t)]
<*s"e)XeqF return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
u* t,i` Jv_.itc 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:
jOUK]>ox: 单目: return f(l(t), r(t));
g>2aIun_Q return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
mu6039qy 双目: return f(l(t));
!dU9sB2 return f(l(t1, t2));
s?QVX~S" 下面就是f的实现,以operator/为例
K0w<[CO o! aLZ3#X struct meta_divide
IDy_L;'`* {
uh]"(h(> template < typename T1, typename T2 >
z%(Fo2)^ static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
y[:
~CL {
~I{EE[F>qL return t1 / t2;
!M }
QBy{|sQ` } ;
r55qmPhg ?Bo?JMV 这个工作可以让宏来做:
`NBbTQtgO 9ky7r;? #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
J,f/fPaf7 template < typename T1, typename T2 > \
1EVfowIl static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
H2_/,n 以后可以直接用
"\e:h|
.G DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
=M7TCE 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
3sH\1)Zz (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。。。)
|xn#\epy@ 'T\dkSJv;V {P-xCmZ~Wt 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
{m[s<A( 93j{.0]X template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
JIzY,%`\ class unary_op : public Rettype
|,b2b2v? {
3y99O
$EAc Left l;
"!O1j
r; public :
)zU: unary_op( const Left & l) : l(l) {}
089 k.WG -."kq.m* template < typename T >
?WQNIX4 typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
x?#I4RJH; {
*i^`Dw^~y return FuncType::execute(l(t));
F/>*Ifs }
H+ lX-, hq=,Z1J template < typename T1, typename T2 >
yub{8 f;v typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
l<(cd, {
OsQkA2= return FuncType::execute(l(t1, t2));
3X;{vO\a1 }
K/txD20
O| } ;
ks*Y9D*= <:&de8bT yEq#Dr 同样还可以申明一个binary_op
OR:[J5M) [:iv4>ZZ template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
B/G-Yh$E class binary_op : public Rettype
Tk*w3c"$ {
w&Y{1r F> Left l;
W^Y#pn Right r;
qj!eLA-aD public :
*RWm47 binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
)0k']g5
%v+=;jw template < typename T >
DVlJ*A typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
w\Mnu}<e$ {
ye%iDdf return FuncType::execute(l(t), r(t));
"7,FXTaer }
im]g(#GnKh <P_ea/5:| template < typename T1, typename T2 >
)}MHx`KT2 typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
V5mlJml2( {
$bvJTuw return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
hIYTe }
S QY"OBo<e } ;
xyA-P& N bc I']WgB- t\4[``t 很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
rY0u|8.5Q 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
kL>d"w DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
2-'Opu 那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
JWv{=_2w 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
FS"eM"z 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
1u|V`J)0 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
QAPu<rdJP 这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan)
c~=B0K- 下面是修改过的unary_op
C3'rtY. 445o DkG template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
+Qxu$# class unary_op
\.uc06 {
G8Z 4J7^ Left l;
uC3:7 N|g;W public :
5kypMHJm p d[ncL unary_op( const Left & l) : l(l) {}
zSEs? ;%C'FV e] template < typename T >
AK!hK>u` struct result_1
4mjgt<` {
Z?P~z07 typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
Ny- [9S-< } ;
O,2~"~kF WE6a' template < typename T1, typename T2 >
U9y|>P\)T struct result_2
|'O[7uT {
}R[#?ty;] typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
`:m!~ } ;
[#Lc]$ l>gI&1)% template < typename T1, typename T2 >
s=6}%%q6 typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
b-U
eIjX {
IQ<MyB( return OpClass::execute(lt(t1, t2));
"xmP6=1 }
.d;Iht,[ =<r8fXWZ template < typename T >
im} ?rY typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
PNF?;*`-{7 {
\!vN return OpClass::execute(lt(t));
{rfF'@[ }
\<Sv3xy&O tM-^<V& } ;
7(M(7}EKA 7!,YNy% }G o$
\Bk 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
'{I_\~* 好啦,现在才真正完美了。
D(p\0V 现在在picker里面就可以这么添加了:
T _b^ Tc` NN0$}ac p template < typename Right >
JO=[YoTr picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
iovfo2!hD {
"mL++>ZSQ return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
iwz }
nJ4@I7Sk; 有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。
QB.J,o*XD4 CT0l!J~5m~ O#wpbrJ >hBxY]< \ X[#zCM 十. bind
H&r,FmI@ 既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。
m)V/L]4 先来分析一下一段例子
D=:04V}2+ ,+`61J3W #;n+YM">: int foo( int x, int y) { return x - y;}
M"%Q&o/I bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
~~/xRs bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
i)#:qAtP* 可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。
Rqwzh@} 我们来写个简单的。
WI]o cF 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
dKl^jsd 对于函数对象类的版本:
,-x!$VqS =rdY
@ template < typename Func >
7t,t` struct functor_trait
G-9iowS/A {
"V{yi!D{< typedef typename Func::result_type result_type;
n wI!O } ;
v]__%_ 对于无参数函数的版本:
q+B&orp .0R v(Y template < typename Ret >
Y+K|1r struct functor_trait < Ret ( * )() >
%OgS^_tu {
cyxuK*x< typedef Ret result_type;
.9O$G2'oh } ;
FKe, qTqa 对于单参数函数的版本:
~ %B<
EGl^!.' template < typename Ret, typename V1 >
s,a}?W struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
,lCgQ0}< {
?5kHa_^ typedef Ret result_type;
RpLE
02U } ;
e8'wG{3A 对于双参数函数的版本:
\.mI h*ZC*eV> template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
pRSOYTebP struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
&@ JvnO: {
_G1gtu] typedef Ret result_type;
XD"_Iq! } ;
xC
C:BO`pw 等等。。。
yoAfc 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
%X9r_Hx 1>L(ul(qGF template < typename Func >
"vtCTl~t struct func_return
6"dD2WV/ {
?`J[[", template < typename T >
%4HRW;IU struct result_1
[@4rjGwB {
1
hg}(Hix typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
[5Lz/ix= } ;
BL&LeSa -.{g}R% template < typename T1, typename T2 >
k%^lF?_0I struct result_2
O#Wh
TDF" {
Fv<`AU typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
]r_;dY a } ;
]vuwkn+) } ;
7=(Hy\Q5xH Ks}Xgc\ LY-2sa#B$- 最后一个单参数binder就很容易写出来了
n@ G[ {/pm<k= template < typename Func, typename aPicker >
;NRF=d> class binder_1
*{+G=d {
`O'`eY1f Func fn;
4V~?. aPicker pk;
"?mJqA public :
2U-3Q]/I} 4 {9B9={ template < typename T >
awz;z?~ struct result_1
%Z*sU/^ {
bu51$s?B typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
V\6]n2 } ;
t]Xw{)T 2<}NB?f`N template < typename T1, typename T2 >
n9s iX struct result_2
$ [yFsA6 {
FN[{s typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
yeHDa+} } ;
VWO9=A*Y| E}ZJ)V7 binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
A2|Ud_ )Y)pmjZaG template < typename T >
i E CrI3s typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
D1&A,2wO {
<\;#jF%V return fn(pk(t));
KgR<E }
8n>9;D5n template < typename T1, typename T2 >
im @h -A]0 typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
rl0< Ls {
8.[SU return fn(pk(t1, t2));
'e6WDC1Am( }
GQ
|Mr{.; } ;
t#2(j1 P
3'O/! x.q+uU$^ 一目了然不是么?
)&!&AlLn 最后实现bind
:kGU,>BN nR`ov1RH ;amXY@RmH template < typename Func, typename aPicker >
w}=5ElB picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
&iV,W4 {
o^
XtU5SVq return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
[]D@Q+1 }
2p"WTd p/h
Rk<K6 2个以上参数的bind可以同理实现。
5L!y-3 另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。
{D=@n4JO f;b[w 十一. phoenix
,N0#!<}4 Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
/i77 #f+$Ddg* for_each(v.begin(), v.end(),
f&
CBU (
[KxF'm z9 do_
C9t4#" [
S9#)A-> cout << _1 << " , "
h2D>;k ]
%VnbmoO .while_( -- _1),
>FkWH7 cout << var( " \n " )
/3{b%0Aa )
0L/n ?bf );
CvD"sHVq% q|),`.eh\ 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:
Q@HopiC 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
eow'K
821A operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
)vSRHE 那么我们就照着这个思路来实现吧:
5D'\b}*lJ} [W7CXZDd d m`E!R_ template < typename Cond, typename Actor >
9th,VnD0 class do_while
r
>nG@A {
gN"7be&J Cond cd;
.p(T^ m2A* Actor act;
J Px~VnE%% public :
yYfsy?3 template < typename T >
hyFyP\u] struct result_1
z5YWt*nm {
-jiG7OL typedef int result_type;
%QP0 } ;
2=^m9% n<u
$=H do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
X)% A6M qXwPDq/ template < typename T >
&mx)~J^m typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
Dg?:/=,=9r {
v'3J.?N do
.yEBOMNZ {
7yh/BZ1 act(t);
aSnFKB }
[;J>bi;3N while (cd(t));
@
rc{SB return 0 ;
%B.yW`,X }
HKUn`ng } ;
b"{'T]"*j N=7pK&NHSG k-^mIJo} 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
&*aIEa^ 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
6g)GY"49 其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。
,JQp'e 因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。
]'=)2
.} 下面就是产生这个functor的类:
W}mn}gTQ 2V#>)R#k 6l:qD` _ template < typename Actor >
D-._z:_ class do_while_actor
:Nz2z[W$ {
=7m)sxj]w Actor act;
~o~!+`@q public :
pWJFz- do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
OD!& .% <d$x.in template < typename Cond >
XcUwr picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
O*FUTZd( J } ;
7x%R:^*4 LHo3
Niy. g0["^P1tV 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
:BV6y|J9O^ 最后,是那个do_
B e0ND2oo _dhgAx-H)h 9j6QX~, class do_while_invoker
)O@]uY {
|}di&y@-JI public :
NdD`Hn- template < typename Actor >
z)r=+ - do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
E;R n`oxk {
/~$WUAh return do_while_actor < Actor > (act);
abfW[J }
IvtJ0 } do_;
_v> }_S hJpxf,?'K 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
A"dR{8&0 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
LoN< oj5 最后来说说怎么处理break和continue
hFy;ffs. 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。
DrY:9[LP 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 ]