一. 什么是Lambda
Ei[>%Ah 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
+P. }< 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,
R|h(SXa BE]PM
n I wkwsBi #^ cmh class filler
~qxuD_ {
"dO>P*k, public :
+Y void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
UF ]g6u } ;
XV>
)[Nd\H P<<hg3@ NlnmeTLO5 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:
Yuo atA:v3" V!94I2%#x <(U:v for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
K^'NG! #I(Ho:b J_=42aHO 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
M)1?$'Aq T8ftBIOi uqg#(ADy?R Px<*n '~} 二. 战前分析
GcL:plz 首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。
xJ(4RaP 开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码
;^K4kK&f /Ky xOb) LT ZoO9O for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
)ZA3m_w] /* --------------------------------------------- */
(f*0Wp; vector < int *> vp( 10 );
jg_##Oha transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
Kq*D_Rh2 /* --------------------------------------------- */
/?,c4K,ap sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
&XnbZ&_ /* --------------------------------------------- */
%w YGI int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
JNYFu0 /* --------------------------------------------- */
5#SD$^ for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
/v,H%8S /* --------------------------------------------- */
~J Xqyw} for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
p+F{iMC 3:;2Av2(X. j\Z/R1RcW ,,-g*[/3 看了之后,我们可以思考一些问题:
X-&U-S; 1._1, _2是什么?
DfNX@gbo 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。
LmKG6>Q1#1 2._1 = 1是在做什么?
Mk -Rl 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。
#~SQujgB 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。
vQ/&iAyut m:1f7Z> 8=%%C: 三. 动工
DgQw9`WA 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
ARD&L$AX x3JX}yCX c9
UJ= '<35XjW template < typename T >
1~HR;cTv= class assignment
}LaRa.3 {
D6KYkN(,v T value;
Gg3cY{7 public :
*0
0K3 assignment( const T & v) : value(v) {}
?1z." & template < typename T2 >
Y0||>LX T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
)aOPR|+ } ;
_FET$$>z N -|l^- Qf! Q[+o\{ O 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
H
',Nt 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
Fj`6v"h ?y\gjC6CNG `~bnshUk \Ami-<T class holder
MMpGI^x!-X {
jo.Sg:7& public :
!XvQm*1 template < typename T >
Myj 68_wf assignment < T > operator = ( const T & t) const
pL{h1^O} {
J 1?)z+t9~ return assignment < T > (t);
EMDsi2 }
/idQfff } ;
~
cKmf] eJ+uP,$ }K!)Z}8 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:
ng-g\&- z]NzLz9VfL static holder _1;
V'";u?h#S Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
|g3a1El wX_s./#JJ for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
P+m{hn~% 而不用手动写一个函数对象。
<23oyMR0 &gn^i!%Z) oCBZ9PGkK }=':)?'-. 四. 问题分析
,<[Q/:}[ 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。
s/,wyxKd 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。
kAF[K,GG 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
4v"9I( 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
<Ct b^4$ 下面我们可以对这几个问题进行分析。
p?mQ\O8F r.5}Q? 五. 问题1:一致性
_`/:gkZS 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?|
'nOc_b0 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
;E8.,#/a =AhXEu ^ struct holder
u;fD4CA {
*Txt`z[| //
cax]lO template < typename T >
Ylc[ghx T & operator ()( const T & r) const
8\+Q*7~@i {
Jon<?DQj
return (T & )r;
e5!LbsJv }
akuV9S } ;
;T Af[[P HQ8oOn 这样的话assignment也必须相应改动:
v'"0Ya =tJ}itcJ' template < typename Left, typename Right >
<p<J;@ class assignment
|fx*F}1 {
'n7)()"2 Left l;
cr{;gP Right r;
+ht -Bl public :
9'tElpDJ6# assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
o1j_5c
PS template < typename T2 >
zCvt"!}RRa T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
s3+^q } ;
nM+( wic&
$p/% 同时,holder的operator=也需要改动:
k^
CFu 6!|-,t>< template < typename T >
2]Nc@wX`p assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
: Gp,d*M {
f$G{7%9* return assignment < holder, T > ( * this , t);
T+_pm DDN }
STDT]3. '!)|;qe 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。
iWbrX1
I+ 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
[NE:$@ ~kdxJP" return l(rhs) = r;
'N?,UtG R 在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
n+db#qAj5 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
T}ZUw;}BL b~khb!] template < typename Tp >
IXp (Aeb class constant_t
Bn83W4M {
sLGut7@Sg const Tp t;
_5F8F4QY` public :
0B0Uay'd_ constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
lx8@;9fLy template < typename T >
UenB4 const Tp & operator ()( const T & r) const
O7p>"Bh {
p`@7hf|hm return t;
[b-wak})aD }
j'#Y$d1. } ;
FSaCbs( VCzmTnD 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
VTOZ#*f 下面就可以修改holder的operator=了
fVlTsc|e 7!0~sf9A template < typename T >
}<y-`WB assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
iXp*G52 {
yQA6w% return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
|/u&%w?W
}
Ww9%6 #it &,pL3Qos 同时也要修改assignment的operator()
=2[5g!qX '.jr" 3u template < typename T2 >
C
NDf&dzX8 T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
[89qg+z 现在代码看起来就很一致了。
K3QE>@'] h|^RM*x 六. 问题2:链式操作
Zi&qa+F 现在让我们来看看如何处理链式操作。
W'l
&rm@ 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。
`Pa)H 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。
cNi)[2o7 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。
$q_e~+SXT 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
/%w9F &F4khga`^: template < typename T >
oxN~(H)/ # struct result_1
['p%$4i$ {
V87?J w%2 typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
p>w{.hC@ } ;
M_-LI4> vs3px1Xe# 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:
DH(Qmd V=)0{7-9 template < typename T >
DYS|"tSk struct ref
A=LyN$% {
%A@Q %l6 typedef T & reference;
zmV5k } ;
VqzcTr]_ template < typename T >
L0\97AF struct ref < T &>
0G-M.s}A {
*#O8 ^3D_c typedef T & reference;
OF^:_%c/ } ;
g`6_Ao8 {U:c95#.!S 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
qDR`)hle iGG; template < typename T >
MdzG2uZT typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
/s91[n(d {
`~zY!sK return l(t) = r(t);
GfEg][f }
GtQ$`~r 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。
pkd#SY 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
,2H@xji
[ :JBvCyj4PE 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
Qqt< _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
fmuAX w> _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
QLx]%E\ +5 调用divide的对象返回一个add对象。
s bf\;_! 最后的布局是:
FBn`sS8hH Add
Ep/kb-~- / \
p~ `f.q$' Divide 5
cVrses^yE / \
e0i&?m _1 3
w Phs1rL 似乎一切都解决了?不。
?nW K s 你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。
xHs8']*\ 如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。
eGZ{%\PH< OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码:
a@[y)xa$Z
EAVB:gE template < typename Right >
Tvd=EO assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
Y9h~ hD Right & rt) const
x1\a_Kt {
EZ+_*_9 return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
GEr]zMYG[A }
'g<0MOq{ 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
seT?:PCA 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。
&"^,Ubfcn" 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。
m"MTw@}SJ; 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。
Dps0$fc 除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。
V~rF`1+5N 且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么?
01md@4NQ 正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明:
?n$;l-m[ Vz$X0C=W;H template < class Action >
ifA{E}fRZP class picker : public Action
Zj )Bd*a {
KMsm2~P public :
hhu!'(j picker( const Action & act) : Action(act) {}
Isa]5> // all the operator overloaded
*ujn+0)[ } ;
F1s kI _! &5Ai&<q"p Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。
0QE2e'}}- 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
K1S)S8.EZ8 Z4U8~i template < typename Right >
ZqaCe> picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
;x.xj/7 {
sxq'uF(K return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
F\1{b N|3 }
E|!rapa <a@'Pcsk Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
V#!ftu#c? 使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。
\ "193CW!
Vj^<V|= template < typename T > struct picker_maker
AplXl= {
") Xy%C`J typedef picker < constant_t < T > > result;
:G#>): } ;
mz\d>0F U. template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
XP
Nk#" {
Jj:4l~b,w typedef picker < T > result;
&r\pQ}; } ;
KNtsz[#b nK*$P +[R 下面总的结构就有了:
l@-J&qG 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。
OS c&n>\t 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。
s_} 1J,Y picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
5Qb%g)jZ 至此链式操作完美实现。
8$ dJh]\Y ^cO^3= Q`#Y_N-h+ 七. 问题3
D]nVhOg| 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。
PqMU&H_ \wY? 6#; template < typename T1, typename T2 >
2+pLDIIT ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
Gq4~9Tm)* {
=y"
lX{}G return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
@}&o(q1M0 }
>mzK96 2J;h}/!H 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:
Q/T\Rr_d Yc+0OBH[ template < typename T1, typename T2 >
[([?+Ouy struct result_2
y>zPsc, {
mZ9+.lm typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
!Kv.v7'N/k } ;
yQ)y#5/<6 wTBp=)1)f 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?
.@{W6
/I 这个差事就留给了holder自己。
9N^&~O|1 CrHH Ob a}l^+ template < int Order >
\] class holder;
1=C>S2q template <>
7o?6Pv%HJC class holder < 1 >
fDo )~t*~ {
`PI,tmv! public :
WZ}c)r*R template < typename T >
"qEHK; struct result_1
yE3g0@* {
mO$]f4} typedef T & result;
8E`rs)A } ;
.%>UA|[~: template < typename T1, typename T2 >
Q8.SD p struct result_2
Q5'DV!0aSv {
oy90|.]G typedef T1 & result;
3{o5AsVv } ;
+JE
h7 template < typename T >
<6k5nE h typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
ol^J- {
@A(*&PU>j return (T & )r;
56(S[ }
=>". template < typename T1, typename T2 >
8/Z typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
Nq>74q]}n8 {
Ct[{>asun return (T1 & )r1;
^S*~<0NQ' }
aNgaV$|2a } ;
L1#z'<IO ws:@Pe4AF template <>
pv%UsbY class holder < 2 >
?[Xv(60] {
j["b*X`8G public :
R[>fT}Lo template < typename T >
!K;\{/8 struct result_1
`9SRiy {
QjMH1S typedef T & result;
X&sXss<fO% } ;
h%MjVuLn template < typename T1, typename T2 >
" SkTVqm struct result_2
?.#?h>MS{s {
Ij>IL! typedef T2 & result;
b`N0lH.V } ;
>pjmVlw? template < typename T >
>x0"gh typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
- 7)%J+5 {
'r6s5 WC return (T & )r;
MKSiOM }
fvKb0cIx] template < typename T1, typename T2 >
nff&~lwhZ typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
Afi;s., {
NDLk+n return (T2 & )r2;
E! ;giPq*n }
Iy8>9m'5 } ;
3B:U>F,]4 !P7&{I,e cOa.]Kk 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> >。
Wi_5.= 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
B'\^[ 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
5I9~OJ> _gZ8UZ) return l(i, j) = r(i, j);
HIP6L,$ 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
KWIH5* AM VA*~RS return ( int & )i;
<oG+=h return ( int & )j;
q6'3-@% 最后执行i = j;
Fi.gf?d 可见,参数被正确的选择了。
-miWXEe@l t3!?F(& s"b()JP Z_{`$nW mB&nN+MV 八. 中期总结
$@kGbf~k 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:
+9db1:
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
FWqnlK# 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
7g1"s1~or 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
cwiHHf> ;=piJ%k Htn'(Q '6Dt@^-PZ N|pjGgI
S\2QZ[u
九. 简化
$ )ps~ 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。
sU"D%G 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
a-\\A[E 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:
qa
'YZE` 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
?eD,\G +-*/&|^等
5^lroC-(x 2. 返回引用。
j&n][=PL =,各种复合赋值等
Q7oJ4rIP 3. 返回固定类型。
<I
.p{Z 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
rJi;"xF8 4. 原样返回。
2*:lFvwP operator,
1jU<]09. 5. 返回解引用的类型。
$!P(Q operator*(单目)
+!9&E{pmo 6. 返回地址。
^znj J\ operator&(单目)
5zXw0_ 7. 下表访问返回类型。
]37k\O?vd operator[]
t]1j4S"pm 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
6||zwwk'. operator<<和operator>>
#|'&%n|Z i-oi?x<u&( OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。
KfpDPwP@ 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
No8 ~~ _%#Q
\D template < typename Left >
WbZ{)
i struct value_return
-kY7~yS7 {
G!},jO*" template < typename T >
WS6pm6@A*! struct result_1
n|`L>@aw, {
K$_ Rno" typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
lk8g2H
, } ;
MK"PCE5^i6 zh7#[#>t template < typename T1, typename T2 >
f&=y\uP] struct result_2
OMG.64DX . {
p-n_
">7 typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
.-[uQtyWW } ;
D)z'FOaI } ;
O8+e: K[D >o #^r; '@'~_BBZP 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
\z!*)v/{- is&A_C7yg 下面我们来剥离functor中的operator()
s6<`#KFAg 首先operator里面的代码全是下面的形式:
UEmNT9V S^|Uzc return l(t) op r(t)
Y~]E6'Bz return l(t1, t2) op r(t1, t2)
3f9J!B`n return op l(t)
cQDn_Sjhi return op l(t1, t2)
b%>vhj&F return l(t) op
>Ya+#j~CZ return l(t1, t2) op
hU=n>g>nx return l(t)[r(t)]
/C"dwh"`` return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
T)Z2=5V 9u<4Q_I` 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:
=)5eui>{ 单目: return f(l(t), r(t));
XE);oL2xP return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
#UGtYD}" 双目: return f(l(t));
a.)Gd]}g return f(l(t1, t2));
5_";EED 下面就是f的实现,以operator/为例
TA;
8mTjf Br struct meta_divide
`?VtB!p@x= {
<(x[Qp/5P template < typename T1, typename T2 >
1c);![O static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
De`)`\U {
yv| |:wZC return t1 / t2;
$(v1q[ig }
B6~a `~" } ;
lVY`^pw? +jD?h-] 这个工作可以让宏来做:
[G:wPp.y Y%!3/3T #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
g+BW~e) template < typename T1, typename T2 > \
:NJb<%$ static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
*IWO ,! 以后可以直接用
z VleJ!d DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
@F)51$Ld 来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数
A2 r1%}{ (ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。)
)@)wcf!b FNlzpCT~L 6LZ(bP'd; 下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体
]CyWL6z ^sIxR*C[v template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
s>d@=P>R class unary_op : public Rettype
5|YpkY {
dn/0>|5OF( Left l;
n[4F\I> public :
}R5>ja0 unary_op( const Left & l) : l(l) {}
g2L^cP>2 <)c/PI[j template < typename T >
{U8Sl. typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
9ui_/[K {
7eb^^a? return FuncType::execute(l(t));
%g7 !4 }
9`4mvK/@ H@0i}!U64 template < typename T1, typename T2 >
qk~ ni8 typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
JmB7tRM8 {
mmP>Ji return FuncType::execute(l(t1, t2));
FC<aX[~&3 }
;taTdzR_ } ;
xe}d& 5Z{i't0CQ u'cM}y& 同样还可以申明一个binary_op
[ L% -lJ jSVIO v: template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
]S+NH[g+ class binary_op : public Rettype
P!yE{_% {
D?~`L[}I!} Left l;
82#7TX4 Right r;
:lz@G4=C public :
>#).3 binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
(Qmpz ju#/ {V;D template < typename T >
e m`z=JGG typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
9:zW$Gt& {
|x*~PXb return FuncType::execute(l(t), r(t));
`
MIZqHM @ }
SS OF\ \{ template < typename T1, typename T2 >
xab1`~%K typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
6J[ {?, {
(+}H
ih return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
wi/Fx=w }
,Cx @]] } ;
Wk w.z *gMo(-tN .s-X%%e\ 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
2lNZwV7 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
rn3GBWC_C DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
|fX
@o0H 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。
6$-Ex 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
0<"4W: 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
``?]13XjK 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
-[A4B) 这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan)
WVDkCo@ 下面是修改过的unary_op
`tKrTq> @R%n & template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
\fG?j@Qx class unary_op
Htd-E^/ {
X5i?Bb. Left l;
`l+{jrRb< *'D(
j#& public :
k2{*WF "w}}q>P+sA unary_op( const Left & l) : l(l) {}
? pq#|PI) /c3A> template < typename T >
;]AJ_h(<` struct result_1
hh\}WaY {
\FOoIY!.x typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
K(P24Z\# } ;
l1*qDzb #~]S template < typename T1, typename T2 >
\q9wo*A struct result_2
<u>l#weG, {
i>Wsc? typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
?K9&ye_rgw } ;
hUy"XXpr A.nU8 template < typename T1, typename T2 >
c*LB=;npI typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
q~_DR4xZ {
It$'6HV~Sb return OpClass::execute(lt(t1, t2));
+>BLox6 }
ph*9,\c8 akg$vHhK4 template < typename T >
4cC typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
Y*0 AS|r! {
+o+e*B7Eh return OpClass::execute(lt(t));
[Q(FBoI| }
49S*f n.+%eYM< } ;
z8v] Kt & GZY8%.1{"a 9z>I&vcX 该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug
:&*Y
Io 好啦,现在才真正完美了。
=[]V$<G'w{ 现在在picker里面就可以这么添加了:
o@SL0H-6| fyYHwG template < typename Right >
\@IEqm6 picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
!EO*xxQ {
SMX70T!'9 return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
3$x[{\ {
}
MR$R# 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。
G i1Jl" d.wu )S41N^j. ~<[$.8* }G8gk"st 十. bind
z4GcS/3K 既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。
y.h2hv]Bc 先来分析一下一段例子
7.V'T=@x3) 6/u]r ) -yJKmV int foo( int x, int y) { return x - y;}
9g%1^$R bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
]Rah,4?9f bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
Udj!y$? 可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。
fC6zDTis8A 我们来写个简单的。
3<Qe'd
^ 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
%t& 对于函数对象类的版本:
\YXzq<7 tOUpK20q.@ template < typename Func >
T!-*; yu struct functor_trait
<%d/"XNg[D {
|"}F cS
y typedef typename Func::result_type result_type;
Vf28R,~m } ;
c~1+5& 对于无参数函数的版本:
`^3 N|76Y '0\,waEu template < typename Ret >
{J#SpG 7 struct functor_trait < Ret ( * )() >
0j{Rsy {
clhmpu typedef Ret result_type;
JATW'HWC|I } ;
(<bYoWrK# 对于单参数函数的版本:
v)+E!"R3. jh7-Fl` template < typename Ret, typename V1 >
+Cf"rN struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
j@g`Pm%u` {
H?]%b!gQG typedef Ret result_type;
c5 ^CWk K } ;
,|5|aVfh 对于双参数函数的版本:
Ez()W,6]g !U6q;'
)- template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
%5g(|Y] struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
/x2-$a:< {
=&%}p[
3g typedef Ret result_type;
V47z;oMXct } ;
\mK;BWg) 等等。。。
aM U0BS" 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
%XF>k) B/Jz$D template < typename Func >
bC a%$ struct func_return
+(Q$GO% {
2Dc2uU@`r template < typename T >
_?VMSu struct result_1
g:dtfa/] {
'dXGd.V7u typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
K_SURTys } ;
y$Nqw9 }Gvu!a#R template < typename T1, typename T2 >
!=uaB. struct result_2
\v\f'eQ {
Jy^.L$bt typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
.ei5+?V<i } ;
a:v5(@8 } ;
LE@<)}Au^ }}?,({T|n zf4\V F 最后一个单参数binder就很容易写出来了
3Q0g4#eP \\R$C template < typename Func, typename aPicker >
Ji#eA[ class binder_1
*F:)S"3_~e {
u~pBMg
, Func fn;
\iP=V3 aPicker pk;
NIo!WOi public :
0<3->uK DXI{ jalL template < typename T >
`erKHZ]S struct result_1
pie8 3Wy> {
Y5fz_ [(" typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
i)!2DXn } ;
@ajt
D-_2 [_BQ%7DU template < typename T1, typename T2 >
5 eLm struct result_2
k_?Z6RE> {
1
ORA6 typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
h_>DcVNIx } ;
uh<e-;vU [d?tf binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
;T\+TZ tI dZWO6k9[H template < typename T >
'.B5CQ typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
(=-6'23q) {
Q"vhl2RX return fn(pk(t));
I/B *iW^ }
GBY-WN4sc[ template < typename T1, typename T2 >
0$g;O5y"i typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
# 4&t09 {
14pyHMOR return fn(pk(t1, t2));
vojXo|c }
e"(SlR } ;
c5em*qCw$ y*#YIS56I 7 1+
bn 一目了然不是么?
|!q,J 最后实现bind
elGwS\sw -=WQed} >bFrJz} template < typename Func, typename aPicker >
kXroFLrY picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
L$z(&%Nx {
A\w"!tNM| return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
h(K}N5` }
ucYweXsO3 5W!#,jz 2个以上参数的bind可以同理实现。
&[z<p 另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。
WYN0,rv1:+ iLt2L;v>h 十一. phoenix
tMiy`CPh Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
3GL,=q 3y%,f|ju for_each(v.begin(), v.end(),
LC,6hpmh (
Bra}HjHO do_
tbXl5x0 [
_)S['[ cout << _1 << " , "
()Q#@?c~ ]
%M,^)lRP .while_( -- _1),
6z5wFzJv?q cout << var( " \n " )
9$#@Oe8* )
P''>wjMH0 );
TD sjNFe3 Ih HKRb[ 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:
RT.
%\))) 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
V!Pe%.> operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
@u@,Edh 那么我们就照着这个思路来实现吧:
,4j^lgJ E?0Vo%Vh f hjlt# template < typename Cond, typename Actor >
H+
7HD|GE class do_while
(?xR<]~g* {
y8ODoXk Cond cd;
D<gd) Actor act;
J=J!)\m public :
&u!MI template < typename T >
-asjBSo*D struct result_1
H0f] Swh0a {
d%K& typedef int result_type;
VXnWY8\ } ;
D}`MY\H t2Px?S? do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
t$3B#= wBJ|%mc3TA template < typename T >
QM'|k6 typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
\fsNI T/ {
kX2Z@
w` do
yAFt|< {
{%\@Z-9%q, act(t);
*nK4XgD }
n/{ pQ&B while (cd(t));
V aoqI return 0 ;
e'sS",o* }
?kK3%uJy& } ;
Ob/i_ }9 ]7V < :PK2!
0nK 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
"A*;V 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
'0=mV"#H{ 其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。
n?>|2> 因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。
`GSl}A 下面就是产生这个functor的类:
qu\U^F 6!HYx -,+~W#n template < typename Actor >
EiDnUL(W7h class do_while_actor
Ng2Z7k {
f_Hh"Vh Actor act;
`An p;el public :
!+z&] S3s do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
D~FIv "=ki_1/P template < typename Cond >
QUm[7<" picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
jNI9 .45y } ;
w9StW94p +k
h
Tl: 1*e7NJ/., 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
};R2M 最后,是那个do_
Xf{9rZ+ OnH3Ss$ [ahwJ F#r class do_while_invoker
K_n
GZ/`[ {
53$;ZO3 public :
5|7<ZL3 template < typename Actor >
k(M"k!M do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
E5#ff5 {
\<hHZS return do_while_actor < Actor > (act);
LLFQ5py{ }
@
M4m!;rM } do_;
M~h.MPI If]rg+|U 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
/'zXb_R,$ 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
p({Lp}' 最后来说说怎么处理break和continue
`H q*l"8 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。
]a`"O 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 ]