一. 什么是Lambda j2k,)MHu!x
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 SB:-zQ5
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, m!tB;:6
Go=MG:`
!J3g, p*
sJw#^l
class filler CM!bD\5
{
~%bz2Pd%
public : gY=nU,;
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} Fnzv&
} ; qVx4 t"%L>
rMdOE&5G
gcQ>:mi
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: mXAX%M U
;Ze}i/l
OLXG0@
,1a6u3f,
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 18zv]v
%
1I<fp $h
u?&P6|J&
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 S)>L 0^M1
;mjk`6p
[K9l>O
LeF Z%y)F
二. 战前分析 Z[[qW
f
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 )4bBR@QM
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 s%1 O}X$c
qm{(.b^
^"(CZvq
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); +>M^p2l*&
/* --------------------------------------------- */ z)#I"$!d
vector < int *> vp( 10 ); Vof[yL `
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); [h
{zT)[
/* --------------------------------------------- */ V<*PaS..
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); |~Z.l
/* --------------------------------------------- */ )CD4k:bm
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); (1^AzE%U+Z
/* --------------------------------------------- */ 3-`IMNn!
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); ; {iX_%
/* --------------------------------------------- */ y
U
=) g
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); TMpV.iH
1I{vBeMj
|k\4\aLj
_)"-zbh}{
看了之后,我们可以思考一些问题: SDwTGQ/0
1._1, _2是什么? ^KM' O8
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。 -Wd2FD^x
2._1 = 1是在做什么? &CpxD."8x
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。 G%jgr"]\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。 Hbn%CdDk1
"jb`KBH%"
M%92^;|`
三. 动工 #^|y0:
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: NjrF":'Y
EZ:pcnL{
?
%XTD39
%JF^@\E!|
template < typename T > p.A_,iE
class assignment UyTsUkY
{ 6!*be|<&
T value; IW?).%F
public : U5\^[~vW
assignment( const T & v) : value(v) {} DvB!-|ek
template < typename T2 > O2g9<H
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } ;h<(vc3@f
} ; zo6|1xq
z$4g9
,R#pQ
4
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 qIS9.AL
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment K|,P
$P&{DOiKS
#.L9/b(
ZP~Mgz{f
class holder wI8
{ >'ev_eAk
public : b+Vfi9<
template < typename T > zisf8x7^W
assignment < T > operator = ( const T & t) const b+Sq[
{ VwvL
return assignment < T > (t); `?f6~$1
} +O"!*
} ; MdXOH$ps
!IF]P#
=1sGT;>
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: fIe';a
])OrSsV}
static holder _1; "AYm*R
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 <` [o|>A Z
KCP$i@Pjv
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); XuS3#L/3p
而不用手动写一个函数对象。 2^ uP[
7.)kG}q]
J>Pc@,y
D+#OB|&Dn
四. 问题分析 yC \dM1X
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 }?G([s56
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 nVB.sab
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 #O 2g]YH
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 "o_s=^U
下面我们可以对这几个问题进行分析。 dhrh "x_?:
b3.
五. 问题1:一致性 wN
NXUW
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| @=_4i&]$
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 I;1W6uD=
|BGB60}]f
struct holder O|K-UTWH%
{ Ey|{yUmU+
// &3gC&b^i
template < typename T > GdN9bA&,
T & operator ()( const T & r) const E? lK(C
{ {g9*t}l4
return (T & )r; 1.24ZX
} Y"H'BT!b}
} ; zUuOX5-6x
gGZ-B<
这样的话assignment也必须相应改动: 5 EhOvt8
3JYhF)G
template < typename Left, typename Right > :1asY:)vNP
class assignment B(|*u
{ r&%TKm^/
Left l; f$>KTb({B
Right r; M.FY4~
public : 90wGS_P04
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ,3XlX(P
template < typename T2 > 6v"WI@b4
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } '/="bSF
} ; [~NJf3c"
5Ve`j,`=<
同时,holder的operator=也需要改动: hGU
m7
*kYJwO^
template < typename T > TWSqn'<E
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const cMs8D
{ ygK@\JHn
return assignment < holder, T > ( * this , t); 3vXa#f>P<
} :+_uyp2V
E] 6]c!2:
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 QM('bbN
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 1.0:
a =
*'
return l(rhs) = r; bG)EZ
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 MJ"@
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: p40;@gUug
*@I/TX'\rY
template < typename Tp > 0tKVo]EK
class constant_t ~3&*>H^U
{ V15/~
const Tp t; vh"wXu
public : 0Q7|2{
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ?K\r-J!Y
template < typename T > ZH)Jq^^RI
const Tp & operator ()( const T & r) const ^HhV?Iqg
{ n\ 'PNB
return t; _u3%16,o
} 2P/ Sq
} ; ?;]Xc~
_Z>ny&
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 z0H+Or
下面就可以修改holder的operator=了 %i6/=
'u
A$g'/QM
template < typename T > IayF<y,8
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const s%QCdU ]
{ tWyl&,3?1
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); E4$y|Ni"
} !J&UO/q.
IG.!M@_
同时也要修改assignment的operator() HTLS$o;Q
0"}=A,o(w
template < typename T2 > D&o~4Qvc]
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } +H:}1sT;n
现在代码看起来就很一致了。 DHg)]FQ/
Or#KF6+ut
六. 问题2:链式操作 Avww@$
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ?[]jJ
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。 ,|g&v/WlC%
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。 aX,6y1
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。 KV 8Ok
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct w5 #;Lm
%I=/
y
template < typename T > wRdN(`;v
struct result_1 EK.n
$
{ EfB.K}b^
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; !hFzIp
} ; qZdA%
IyEfisOK?
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: <(t{C8>g%
.6!cHL3ln
template < typename T > bt*
struct ref o@ m7@$7
{ !K-qoBqKM
typedef T & reference; ;qO3m-(d
} ; c|@OD3w2lM
template < typename T > X?YT>+g;
struct ref < T &> % *ng *
{ ]VR79l
typedef T & reference; #<y/m*Ota
} ;
O7%8FY
[!C!R$AMa
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: |No9eZ8>.
_?]W%R|
template < typename T > |!81M|H
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const U2r[.Ru
{ GkxQEL
return l(t) = r(t); "Lyb4# M
} #eF,* d
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。 O=vD6@QI
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 *k,{[b
t7yvd7
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 LSR0yCU
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: i= R%MH+
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 K8/jfm
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 E9b>wP
最后的布局是: 1+"d-`'Z2O
Add #)#J`s1R
/ \ X(O:y^sX}
Divide 5 .}GOHW)}
/ \ *0vRVlYf
_1 3 KRX\<@
似乎一切都解决了?不。 0nvT}[\H*
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。 La28%10
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。 HWIn.ij
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: \T[OF8yhW
od$$g(
template < typename Right > pHowioFx
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const n2dOCntN>
Right & rt) const gL~3z'$
{ $VjMd f
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); TV|Z$,6l
} r:PYAb=g
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 &1Y7Ne
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。 uJ=d!Kn
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。 WZn"I&Z
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。 KSJ+3_7]k
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。 E@%1HO_
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? z0x^HDAeC
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: ^?_MIS`4N
h@]{j_$u
template < class Action > CfO{KiM(2
class picker : public Action |'lNR)5
{ -aLM*nIoe
public : fu{v(^
picker( const Action & act) : Action(act) {}
PZvc4
// all the operator overloaded AHMvh 7O?
} ; P^ht$)Y
I]HLWF
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。 7Le-f
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: P8#_E{f
\[|X^8j
template < typename Right > %__ @G_M
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const x?]fHin_
{ wz@[rMf
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Lp3pJE
} A
k~|r#@
)y6
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > }O+S}Hbwy
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。 :#\jx
]<ay_w;
template < typename T > struct picker_maker I?nU+t;
{ 6kMEm)YjT
typedef picker < constant_t < T > > result; 3sRI7g
} ; ,S
m?2<
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > _dECAk
&b
{ |9F-ZH~6
typedef picker < T > result; ZFh[xg'0
} ; aK(e%Ed t"
+K8T%GAr
下面总的结构就有了: :?}>Q
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。 `9k\~D=D~
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。 3''Uxlo\
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 A/&u/?*C
至此链式操作完美实现。 \acGSW
.c
ny!80I
8Ht=B,7T
七. 问题3 M04u>|
,
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。 IF@vl
5!wjYQt3
template < typename T1, typename T2 > 7*%}=.
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const _{
2`sL)
{ kyZZ0
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); |MN2v[y
} qG2P?D R
_,v>P2)
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: 9.,IqnP
3g56[;Up?
template < typename T1, typename T2 > ;mr*$Iu 7|
struct result_2 r[^O 7
{ N/b$S@
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ~eS/gF?
} ; a2]>R<M
tkff\W[JU
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.?~Ri
这个差事就留给了holder自己。 %tPy]{S..
<[T{q
|*
$VP\Ac,!
template < int Order > I)9,
class holder; VV#'d
template <> a1ps'^Qhh
class holder < 1 > 6OJhF7\0&
{ +QOK]NJN
public : YG5mzP<T
template < typename T > 0W_u"UY$c
struct result_1 ,1.Td=lY$
{ ({$rb-
typedef T & result; &os:h]
C
} ; ynf!1!4
template < typename T1, typename T2 > &OkPO|
struct result_2 _PQk<QZ
{ Z0v&AD=
typedef T1 & result; }[PC
YnS
} ; qP zxP @4
template < typename T > z5D*UOy5M
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const $"}[\>e*{
{ J l{My^I5
return (T & )r; e2>AL
} hSN38wy
template < typename T1, typename T2 >
><.*5q
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const )nq(XM7
{ ~]9EhC'l
return (T1 & )r1; cXr_,>k
} I"QU{]|J
} ; |+JC'b?,
ccx0aC3@I
template <> bj_/
class holder < 2 > 'geN
dx
{ /%F,
public : c+O:n:L
template < typename T > I]pz3!On4,
struct result_1 W&[-QM8
{ 5{IbKj|
typedef T & result; RSw;b.t7
} ; 7osHKO<?2
template < typename T1, typename T2 > K( ?p]wh
struct result_2 M"msLz
{ @3U=kO(^+\
typedef T2 & result; ?k@;,l :s
} ; PCa0I^d
template < typename T > K$s{e0
79
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const SLH;iqPT
{ W'Y(@
return (T & )r; ,w=u?
} A6E~GJa
template < typename T1, typename T2 > `D$RL*C;M`
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const j0n.+CO-{
{ )(c%QWz
return (T2 & )r2; |TF6&$>d
} -q
nOq[
} ; 0,8RA_Ca}
C~nL3w
3{Zd<JYg4-
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> >。 ZsYY)<n
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: l&mY}k
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ~jz51[{v
~E vGNnTL
return l(i, j) = r(i, j); 9Sa6v?sRor
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) ,E@}=x9p
7&w[h4Lw
return ( int & )i; n;:C{5
return ( int & )j; |0X~D}r|J
最后执行i = j; ta'wX
可见,参数被正确的选择了。 0bSnD|#I
# $'H?lO
QBfo=9[=e
/#q6.du
t8.3
八. 中期总结 |eJR3o
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: I SdB5Va
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 Im]6-#(9\|
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 @~&^1%37)
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor EN8xn9M?
D^U?!S&4~
U]9k,#
8KKhD$
)M"xCO3a
>LPIvmT4D?
九. 简化 K*p3#iB
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。 3BF3$_u)o
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 CAN1~
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: nV8iYBBym
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ,s:viXk
+-*/&|^等 h}DKFrHW;-
2. 返回引用。 S&D8Rao5
=,各种复合赋值等 dOKe}?}==
3. 返回固定类型。 Q|U
[|U
各种逻辑/比较操作符(返回bool) kQn}lD
4. 原样返回。 @%fL*^yr;C
operator, 6*
0vUy*"
5. 返回解引用的类型。 >Nx4 +|
operator*(单目) "3_GFq
6. 返回地址。 c'5ls7?}O{
operator&(单目) !\^W *nQ>l
7. 下表访问返回类型。 dx$+,R~y
operator[] !;${2 Q
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ocZ^rqo2w
operator<<和operator>> [N<rPHT
+c__U
Qx
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 L@ejFXQg
例如针对第一条,我们实现一个policy类: \Xr*1DI<
jx
?"`;a
template < typename Left > IlB*JJnl
struct value_return .Sv/0&O
{ "M^mJl&*b
template < typename T > ySF^^X$J
struct result_1 Y_~otoSoY
{ y'non0P.
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; >Pvz5Hf/wW
} ; vskp1 Wi(
upZf&4 I8
template < typename T1, typename T2 > I<+:Ho=6
struct result_2 #u +~ ^M
{ rFp>A`TJ
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ?0qP6'nWx
} ; \m:('^\6o
} ; . lNf.x#u
WF2t{<]^e
Dt iM}=:
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 0]^gT'
o%0To{MAF-
下面我们来剥离functor中的operator() oa`7ClzD
首先operator里面的代码全是下面的形式: ~@T`0W-Py
%J1oz3n
return l(t) op r(t) Jje!*?&8X
return l(t1, t2) op r(t1, t2) W! J@30
return op l(t) k~,
k@mR
return op l(t1, t2) ,lFp4 C
return l(t) op S6fbwZZMG
return l(t1, t2) op o7eWL/1
return l(t)[r(t)] D'BGoVP
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ^MG"n7)X
eo.B0NZsF
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: ,zxv>8Nt
单目: return f(l(t), r(t)); jdx T662q
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); :H+8E5
双目: return f(l(t)); MIh\z7gW
return f(l(t1, t2)); z<.?8bd
下面就是f的实现,以operator/为例 )lq+Gv[%F
q1m{G1W
n
struct meta_divide ^`Hb7A(
{ aK
3'u
template < typename T1, typename T2 > #7/39zTK
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) cH+ ~|3
{ hML-zZ
return t1 / t2; 0Q)YZ2
} k|U2Mp
} ; aM(x--UR=
\xQu*M:!
这个工作可以让宏来做: {<?8Y
.N`*jT
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ T)',}=
template < typename T1, typename T2 > \ 9Hd_sNUu\
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; y*p02\)
以后可以直接用 IIAmx[ b
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) L|6I
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 Z[eWey_
(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。。。) 2(m#WK7>F
sz%_9;`dpL
mkl^2V13~
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 1I)oT-~
fPPmUM^C9
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > T''<y S
class unary_op : public Rettype NB+/S ;`
{ m(0X_&&?z
Left l; uL^`uI#I
public : 7!\zo mx
unary_op( const Left & l) : l(l) {} |=MhI5gsx
B-PX/Q
template < typename T > 5L_`Fw\l
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const v G9>e&Be
{ 7R# }AQ
return FuncType::execute(l(t)); HxcL3Bh$~}
} `*D"=5G+
m;t&P58f
template < typename T1, typename T2 > K9y~
e
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const TPak,h(1
{ JYv<QsD
return FuncType::execute(l(t1, t2)); PTqia!
} _ElG&hyp
} ; ]hoq!:>M1
k+vfZ9bD(J
m/ID3_
同样还可以申明一个binary_op ga(k2Q;y
*ZxurbX#
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > }r!hm?e
class binary_op : public Rettype 3dSC`K
{ P,F
eF'J^
Left l; -4P `:bF
Right r; o{^`Y
public : K Hgn
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} * ^V?u
5;,h8vW
template < typename T > "/mtuU3rt
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const k%Vprc
{ S>S7\b'
return FuncType::execute(l(t), r(t)); =O-irGms*
} (z?j{J
-'SA&[7dP
template < typename T1, typename T2 > L"n)fe$
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 6U.|0mG[
{ &/WE{W
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ~E!kx
} L(sT/
} ; ;{q*
PB?2{Cj
~QDM
.5
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 C+[)^2M{
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 aB?usVoS
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) aT(_c/t.
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。 #sDb611}#
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! qmt9J?$k
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 y@<2`h
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 VpSpj/\m)'
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) Am_>x8z
下面是修改过的unary_op ZfK[o{9>
=:]v~Ehq
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > %.?V\l
class unary_op 0;=-x"
{ X8R`C0
Left l; 3?@6QcHl{
X2rKH$<g
public : XmwAYf
u3GBAjPsIk
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ~BX=n9
[/%N2mj
template < typename T > e}S+1G6r)
struct result_1 f'H|K+bO
{ v8j3
K
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; TlRc8r|
} ; ^|]Dg &N.
~x#TfeU]
template < typename T1, typename T2 > x3Y)l1gh
struct result_2 b*M?\ aA
{ n P]!{J]
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; q$mc{F($D
} ; ]z/R?SM
"\KBF
template < typename T1, typename T2 > G3%Ju=
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ^W,5A;*3
{ (6Z^0GL
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); +E_yEH7_)
} {svo!pN:
/:'>-253
template < typename T > n2hV}t9O
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 6CIzT.
{ ~IS8DW$;
return OpClass::execute(lt(t)); Np/\}J&IF
} Zo yO[#
VL$
T
} ; $
VP1(C
hW<v5!,
@qq"X'3t
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 "cPg_-n
好啦,现在才真正完美了。 z+yIP ?s}(
现在在picker里面就可以这么添加了: C?T\5}h
G+t:]\
template < typename Right > eY5mwJ0K
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const Xa?O)Bq.
{ ng"=vmu
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ,7]hjf_h
} A>1$?A8Q
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 O9(z"c
x9 %=d
'2H?c<Y3
pB8D
Y}N\|*ye-
十. bind "4)N]Nj
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 "+-
'o+
先来分析一下一段例子 0)332}Oh
]A'{DKR
D3X4@sM
int foo( int x, int y) { return x - y;} L ,dh$F
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 d*0RBgn
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 `KFEzv
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。 8b)WOr6n
我们来写个简单的。 JhFbze>
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: |JxVfX8^
对于函数对象类的版本: 9Yv:6@. F
%
D
template < typename Func > O
{1" I
struct functor_trait EIg~^xK
{ :_~.Nt
typedef typename Func::result_type result_type; QLWnP-
} ; gHrs|6q9
对于无参数函数的版本: v$|~
g'6
3SP";3+
template < typename Ret > :*M?RL@j
struct functor_trait < Ret ( * )() > m-vn5OX
{ (WyNO QO'
typedef Ret result_type; e~N&?^M
} ; -AdDPWn
对于单参数函数的版本: /I=|;FGq
X8$Mzeq
template < typename Ret, typename V1 > o$sD9xx
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > %o0b~R
{ si]VM_w6
typedef Ret result_type; Fo.Y6/}
} ; %8FfP5#
对于双参数函数的版本: =9GALoGL
o utJ/~9;
template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
,Vhve'=*2
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ?e$&=FC0;
{ w\bwa!3Y
typedef Ret result_type; Jr2yn{s=S
} ; ^v'kEsE^*
等等。。。 -G~]e6:zD
然后我们就可以仿照value_return写一个policy |Ns4^2
a)QT#.
template < typename Func > .h-mFcjy
struct func_return d m8t~38
{ iBSM
\ n
template < typename T > 3%kUj
struct result_1 4>*=q*<V5E
{ .|
4P
:r
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 4v\HaOk
} ; 9Da{|FyrD
s6,~JF^
template < typename T1, typename T2 > WigtTAh4
struct result_2 bC
`<A
{ z1mB Hz6
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; A@}5'LzL
} ; J\L'HIs
} ; %Jt35j@Ee
nqj(V
IzpE|8l
最后一个单参数binder就很容易写出来了 EZ)b E9
An.
A1y
template < typename Func, typename aPicker > K%v:giN$l`
class binder_1 D$hQ-K
{ 4=L >
Func fn; )D+BvJ Y"
aPicker pk; n/_q
public : L 4j#0I]lq
"cKD#
template < typename T > 3W?7hh
struct result_1 8RMM97@1Q
{ r3'J{-kl
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; v`A)GnNiN
} ; |OH*c3~r
rmX*s}B
template < typename T1, typename T2 > Hd~g\
struct result_2 /mkT7,]
{ W%L'nR~w$
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; wQ+pVu?6_
} ; J!uG/Us
"ko*-FrQ
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} [bhKL5l
@+b$43^
template < typename T > f24W*#IX
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const @_ %RQO_X
{ ?'> .>
return fn(pk(t)); [c,V=:Cq
} ;'S,JGpvT
template < typename T1, typename T2 > /~NX<Ye&
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const A6z,6v6
{
d$$5&a
return fn(pk(t1, t2)); q} e#L6cM
} >(RkoExO/
} ; !Cr3>tA
:^)?AO#J
"\o#YC
一目了然不是么? w6vbYPCN
最后实现bind //7YtK6
h4`8C]
S_P&Fv
template < typename Func, typename aPicker > <=.6Z*x+
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) <2pp6je\0s
{ 6Z_V,LD9L
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); a|t~&\@
}
/a1uG]Mt
h#YO;m2wd
2个以上参数的bind可以同理实现。 RTmp$lV
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 NXOXN]=c<
KhR3$|fH<
十一. phoenix ",/6bs#$
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 4S26TgY
)L b` 4B
for_each(v.begin(), v.end(), F$t]JM
( k4q":}M
do_ @[r[l#4yUi
[ =8]`-(
cout << _1 << " , " x=DxD&I!J
] Bp^LLH
.while_( -- _1), _lv{ 8vf1B
cout << var( " \n " ) hz:7W8
) KrGl}|
); kY]"3a
/b,>fK^
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: m*y&z'e\
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 S`s]zdUTP
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ^%f8JoB
那么我们就照着这个思路来实现吧: 'h$1
z$X5
W8& )UtWQ
fu!T4{2
template < typename Cond, typename Actor > M(C">L]8
class do_while );!ND%
{ \TP$2i%W
Cond cd; Q:P)g#suc
Actor act; %6Gg&Y$j!
public : _HwA%=>7
template < typename T > c6:uM1V{
struct result_1 IHEbT
{ XUP{]w`.Z
typedef int result_type; HT.,BF
} ; chICc</l&
xNIrmqm5]
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} A+l(ew5Lw$
T,!EL+o4
template < typename T > 89M'klZ
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const zmhc\M?z
{ &{j!!LL
do ?M:>2wl
{ eA&