一. 什么是Lambda ) h*)_7
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 1
\#n{a3
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, |FF"vRi8a7
l7rGz2:?
~2R3MF.C
%]>LnbM>4
class filler @iC,0AK4k
{ ~:65e 8K
public : ?J;*
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} %s]l^RZ
} ; c=S-g 9J
LU#DkuIG
z8#c!h<@;
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: $6~
\xe=
5H+S=
R~jV
.Yl*kG6r
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); a59l"b
lX)RG*FlTC
c)N&}hFYC
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 k'_p*H
,n')3r
8QFn/&Ql$B
i.4L;(cg
二. 战前分析 v>vU]6l
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。 Rp#9T?i``[
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 5kwDmJy
5W0'r'{
qO5.NIs
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 1' #%UA
/* --------------------------------------------- */ ELF,T(
vector < int *> vp( 10 ); &"V%n
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); &FQ]`g3_@
/* --------------------------------------------- */ ?K<m.+4b*y
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); rUunf'w`e1
/* --------------------------------------------- */ qXHr[C"
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); $(2c0S{ 1
/* --------------------------------------------- */ s+"[S%
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); *^'$YVd#
/* --------------------------------------------- */ _$OhV#LKG
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); #}^kMD >
jg
~;s
3I)!.N[m
G\ twx ;
看了之后,我们可以思考一些问题: V24 i8 Qx
1._1, _2是什么? -j%!p^2j9
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 xg'FC/1LD
2._1 = 1是在做什么? cZ(7/Pl
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 5t$ZEp-
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。 dXKv"*7l
Dh*>361y-
GHQa{@m2V
三. 动工 nwd
02tu
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: :K!@zT=o
@@U'I^iG
>\Qyg>Md]
.Gq)@{o>
template < typename T > =rj5 q
class assignment "RuH"~o
{ tS2 P|fl
T value; 5a9PM(
public : s'LY)_n
assignment( const T & v) : value(v) {} urT!?*g,
template < typename T2 > `pp"htm
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } MKd{y~'
} ; PI7M3\z
)J/,-p
0 T!_;IQ
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 r4}:t$
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ;{]%ceetcu
P;>8S:8
V Iof4?i
C\7qAR\
class holder cdL$T6y
{ <Bc J;X/
public : mw<LNnT{8
template < typename T > 5S'89 r3m
assignment < T > operator = ( const T & t) const XUUl*5^
{ uS3s
return assignment < T > (t); .K(IRWuw
} zosJ=$L
} ; *Yk3y-
imdfin?=
RdlcJxM
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: EEQW$W1@
/}?"O~5M"
static holder _1;
R1'bB"$
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 #!\g5 ')mC
wK@k}d
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Mn(:qQo^&`
而不用手动写一个函数对象。 brN:Ypf-e
4LYeacL B
wU_e/+0h
/?l@7
四. 问题分析 m#+0uZm(
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。 #$(F&>pj
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 4oLrCQZ\
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ![os5H.b#q
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 R9gK> }>Y
下面我们可以对这几个问题进行分析。 e7/ b@
k<uC[)_
五. 问题1:一致性 sfez0Uqe.~
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| vukI`(#
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 @bdGV#*d
/jih;J|
struct holder #SQao;>
{ U7U-H\t7
// lmb5Z-xB
template < typename T > pR2QS
T & operator ()( const T & r) const ev>gh0
{ 1R)4[oYN\<
return (T & )r; j+Nun
} G S-@drZp_
} ; vX})6O
I.I:2Ew+
这样的话assignment也必须相应改动: &eq>>
Klh7&HzR
template < typename Left, typename Right > m4(:H(Za
class assignment '7Dg+a^x7
{ P?*$Wf,~n
Left l; epi{Ayb
Right r; *M;!{)m?
public : K2<Q9 ,vt
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} aG QC
template < typename T2 > uW!',"0ER
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } P:&XtpP
} ; |4BS\fx~N
siw }
}}
同时,holder的operator=也需要改动: > Zo_-,
yhQv $D,^f
template < typename T > b|t` )BF
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const fkWuSGi
{ 9mkt.>$
return assignment < holder, T > ( * this , t); U<fe 'd
} zC6,m6Dv
:.6kXX'~
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。 'mj0+c$
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 1HxE0>
j}Lt"r2F
return l(rhs) = r; xN0n0
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。 &AH@|$!E
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: B*E:?4(<P
~p<o":k+Lv
template < typename Tp > /g2( <
class constant_t x/47e8/
{ GQ
ZEMy7
const Tp t; x2+%.$'
public : HMJx[ yD
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ;
k{w@L.@
template < typename T > }|MGYS )
const Tp & operator ()( const T & r) const Ua]shSjyI
{ =@;uDu:Q
return t; j K?GB
} c.m8~@O5+
} ; j`Fsr?]/
?UnOi1"v9
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 i ]gF
6:&
下面就可以修改holder的operator=了 L=ZKY
~{'.9
template < typename T > 4FEOV,n
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const cf?*6q?n
{ ;1^_.3
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); eZR{M\Q
} wQJY,|.
UN[rW0*
同时也要修改assignment的operator() 74ma
ae( o:G
template < typename T2 > H2`aw3
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } xM}lX(V!w
现在代码看起来就很一致了。 vs;T}'O
|H 0+.f;
六. 问题2:链式操作 Fp..Sjh
6
现在让我们来看看如何处理链式操作。 q:@$$}FjL
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
@ "*
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。 j@$p(P$
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。 cx M=#Go
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct dQLR%i#P8
XzGPBi
template < typename T > i]!CH2\
struct result_1 :$j6
{ T:IKyb
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; IT]D;
} ; H Yt&MK
>u#c\s
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: S83wAr9T
;g$s`l/
4
template < typename T > thcj_BZ8
struct ref _svY.ps*
{ Z5[TmVU
typedef T & reference; <&E3QeK
} ; TcA+ov>TD
template < typename T > 7sZVN
struct ref < T &> F`g oYwA%
{ ,\zp&P"p
typedef T & reference; +"rZ< i
} ; LM}0QL
m?
*&{M,
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: eU?SLIof[{
H~JPsS;
template < typename T > .q#2 op
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const hGyi@0
{ c<)C3v
return l(t) = r(t); :J` *@cDn
} |uVhfD=NG
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。 ! 4 `any
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 nf?;h!_7
Cp(,+dD
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 F
}l_=
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: Kg^L
4Q
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 q@1!v
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ZOvMA]Rf
最后的布局是: FM:ax{
Add afOb-G$d=
/ \ v+ dt1;
Divide 5 (%]&Pe]
/ \ QWG?^T
fi
_1 3 i~:FlW]
似乎一切都解决了?不。 .n1]Yk;,1
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 !~PLW] Z4
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 1^rODfY 0
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: .PBma/w
W
?zp@HSa9
template < typename Right > xo/[,rR
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const qV0C2jZ2
Right & rt) const 1"{3v@yi
{ e.9oB<Etp
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); m@ b~
} #]bWE$sU<
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 lSU&Yqx
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。 ~t\Hb8o
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。 BoJ@bOe#
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 3{B`[$
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。 Iu`eQG
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? KY$6=/?U_
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: mwLp~z%OX
E8#r<=(m
template < class Action > so_
class picker : public Action +o})Cs`|=A
{ %toxZ}OP
public : mle"!*
picker( const Action & act) : Action(act) {} [I:D\)$<
// all the operator overloaded 2^N
4(
} ; +V*FFv
Un\h[m
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 /Y|oDfv
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: tkU"/$Vi\
QHnk@R!
template < typename Right > ?h4-D:!$L
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const vQCRs!A
{ F3[3~r
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); PW)XDo7
} I;kKY
is_`UDaB
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > f.rc~UI?
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 qYLOq`<f
44_7gOZ
template < typename T > struct picker_maker SAswP
{ xh
Sp<|X_
typedef picker < constant_t < T > > result; vG9A'R'P
} ; ,W"Q)cL
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > |NFX"wv:c<
{ >AIkkQT
typedef picker < T > result; ]v96Q/a
} ; @4dB$QF`&
odAeBQy
下面总的结构就有了: Xao
0cb.R
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。 s>Xx:h6m
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。 {'P7D4w
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 H: q(T
>/w
至此链式操作完美实现。 dE9xan
OpeK-K
_
Js& _d
七. 问题3 }I_/>58
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。 `ZL~k
m'H%O-h\
template < typename T1, typename T2 > v7"' ^sZ?
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const qXO@FW]
{ ]0<T,m Z
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); sLh9=Kh`
} BhC.#u/
++ !BSQ e
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: )HWf`;VQ
~ldqg2c
template < typename T1, typename T2 > xv;'27mUt
struct result_2 7kapa59
{ <wV?B9j
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ]F
kLtq
} ; 3]Rb2$p[=
J{c-'Of2yi
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? `[x`#irD
这个差事就留给了holder自己。 iDej{95
xKIzEN
&
=y.!Ny5A
template < int Order > y)N57#e
class holder; o#Q0J17i?
template <> >]uV
class holder < 1 > |~vo
{ 1?s]nU
public : :X7"fX
template < typename T > D>wq4u
struct result_1 t~m > \(&
{ V"=(I'X
typedef T & result; G/ToiUY
} ; mEsOYIu{
template < typename T1, typename T2 > Z^w11}
struct result_2 Q $Y ]KV
{ ``bIqY
typedef T1 & result; 9A0wiKp
} ; 'B&gr}@4O=
template < typename T > &`hx
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const M]PH1 2Ob
{ #=r:;,,
return (T & )r; "bZ{W(h
} qzq_3^66
template < typename T1, typename T2 > #T_m|LN7
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const B
^>}M
{ .: ~);9kj
return (T1 & )r1; RL0,QC)e#@
} GZgu1YR
} ; tVJ}NI #
D0Cs
g39
template <> 3B| ?{U~
class holder < 2 > 8z\v|-%Z
{ Dj!v+<b
public : ^gx`@^su
template < typename T > /7Z5_q_
struct result_1 9Qja|;
{ >D20f<w(H
typedef T & result; $|~YXH~O
} ; f?)BAah
template < typename T1, typename T2 > 7,Tg>,%Q
struct result_2 %\OG#36
{ }c/p+Wo
typedef T2 & result; Uz(Sv:G
} ; 6^
UQ{P1;
template < typename T > hxcRFqX"
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 9 -7.4!]I
{ ~RdJP'YF-
return (T & )r; -olD!zKS
} a(>oQG8F
template < typename T1, typename T2 > -90qG"@
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const I75>$"$<
{ * N5cC#5`=
return (T2 & )r2; w\wS?E4G
} 7q_B`$ata
} ; @&!`.Y oy
Th&-n%r9K
8%-+@\=
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> >。 KI&+Zw4VL
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: CjW`cHd
首先 assignment::operator(int, int)被调用: LU$aCw5 B;
C4vmgl&
return l(i, j) = r(i, j); dN'2;X
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) Jo%5 NXts4
.~J}80a/
return ( int & )i; dUAZDoLi
return ( int & )j; @2H"8KX
最后执行i = j; $Pw@EC]
可见,参数被正确的选择了。 t
As@0`x9
~dkN`1$v
%mLQ'$
bvVEV
-"m4 A0
八. 中期总结 l)@Zuh
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: lP$bxUNt
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 JBY`Y]V3
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 \KmgFyF
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor !ho~@sc{W
,+`1 /
IK#W80y
ySC;;k'
)tc"4lp-
>(N0''eM]
九. 简化 p6=L}L
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。 =3KK/[2M
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 .9r+LA{
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: ;IklS*p]
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 pv/LTv
+-*/&|^等 @KtQ~D
2. 返回引用。 >kK!/#ZA
=,各种复合赋值等 Co`O{|NS}!
3. 返回固定类型。 VK/@jrL+
各种逻辑/比较操作符(返回bool) ~M@'=Q*~
4. 原样返回。 ]`[r=cG
operator, RZwjc<T
5. 返回解引用的类型。 $:|z{p
operator*(单目) v]`}T/n
6. 返回地址。
VU~
R
operator&(单目) @y3u'Y,B
7. 下表访问返回类型。 N!O.=>8<
operator[] H"~]|@g-p
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 EbTjBq
operator<<和operator>> y^utMH
XQI.z7F
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 lHg&|S&J
例如针对第一条,我们实现一个policy类: H)#HK!F6f
Ml)0z&jQX
template < typename Left > iR
k.t=B
struct value_return \?n4d#=$o
{ J$Huzs#
template < typename T > pVuJ4+`
struct result_1 }d<xbL!#
{ s06tCwPp
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 3_%lN4sz
} ; wW5:p]<Y
Jptzc:~B
template < typename T1, typename T2 > *RM?SE6;
struct result_2 (wxdT6RVm\
{ `gI`Cq4
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; <Q-Y$
^\
} ; z&a%_
]Q*
} ; !rmXeN]-r
Q@M>DA!d^V
gu'Y k
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait >0#WkmRY
o;.6Y `-fJ
下面我们来剥离functor中的operator() x 6=Yt{
首先operator里面的代码全是下面的形式: ;QMRm<CLV
< 0S+[7S"
return l(t) op r(t) jt({@;sU[<
return l(t1, t2) op r(t1, t2) q(tdBd'o6
return op l(t) () l#}H`m
return op l(t1, t2) \>8r)xC
return l(t) op .#py5&`%
return l(t1, t2) op MjGeH>c
return l(t)[r(t)] axf 4N@
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] v
};r
S4n ~wo
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: %}t<,ex(yO
单目: return f(l(t), r(t)); -}2'P)Xp
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); f7y a0%N
双目: return f(l(t)); 0RaE!4)!;
return f(l(t1, t2)); d E0
`tX
下面就是f的实现,以operator/为例 Oa[G
#
U g'y
struct meta_divide wi{qN___
{ yrp;G_
template < typename T1, typename T2 > Tt,<@U[/}
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) P)hZFX
{ FlWgTn>
return t1 / t2; z(-j%?
} D%tcYI(
} ; {J`]6 ba
Y[oNg>Rz
这个工作可以让宏来做: {9yv3[f3
T]&%
KQ
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ~;m3i3D
template < typename T1, typename T2 > \ ^TC<_]7
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; -ahSFBZlg
以后可以直接用 l4 @
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) :/F=j;o
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 }sbh|#
(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。。。) V$D+Joj
mM6g-)cV
{*/&`$0lH|
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 g;N)K3\2
80i-)a\n
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ]u;Ma
G=;
class unary_op : public Rettype x1g0_&F
{ );8Nj
zX1
Left l; OxGS{zs
public : %'}zr>tx:
unary_op( const Left & l) : l(l) {} hJuR,NP
\KBE+yj
template < typename T > ~/R,oQ1!g}
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const O'<5PwhG
{ {km~,]N
return FuncType::execute(l(t)); ^/K]id7 2
} p2v+sWO
PL+j;V(<
template < typename T1, typename T2 > r8o9C
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const g{t)I0xm
{ '}\#bMeObg
return FuncType::execute(l(t1, t2)); @O&<_&
} KW3Dr`A
} ; !,;>)R
4|?y
[j6
~ULD{Ov'F
同样还可以申明一个binary_op d&!;uzOx
,BUDo9h
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > WFl, u!"A
class binary_op : public Rettype {F Ir|R&
{ cqP)1V]
Left l; D)XV{Wit
Right r; 73:y&U
public : NU>'$s
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} )<fa1Gz#^
[8- . T4
template < typename T > 15o<'4|=Lm
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const vG`;2laY
{ /7s^OkQ
return FuncType::execute(l(t), r(t)); H$M#+EfL
} <Cbah%X
B=4xZJPy
template < typename T1, typename T2 > MLu@|Xgh
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const QYm]&;EI
{ Gr1WBYK
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); **oaR
} 7W)*IJ
} ; Ukf4Q\@w
X?2ub/Nr#Y
E%A] 8y7
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 {S+ $C
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 hkifd4#
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 3RwDIk?>%
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 4pYscB
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! %K9 9_Cl3
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 RDX$Wy$@L
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 E%B:6
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) ;x]CaG)f
下面是修改过的unary_op K\bA[5+N
,Pq@{i#
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 8ZnHp~
class unary_op nfL-E:n=
{ *OX;ZQg0
Left l; "@P)
m1d*Lt>F@
public : J)*7JX
E41ay:duAl
unary_op( const Left & l) : l(l) {} )~u<u:N
RotWMGNK
template < typename T > /Dmuvb|A
struct result_1 lk<}`#( g
{ %%7~<=rk
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 2YS1%<-g*
} ; ,aA%,C.0U
&jbZL5
template < typename T1, typename T2 > (IE\}QcK
struct result_2 I%8>nMTJ
{ ;,OZ8g)LH
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; w=|"{-ijo
} ; aMLtZ7i>
Vr|sRvz
template < typename T1, typename T2 > /=+y[y3`
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const \$Jz26
-n
{ ./Y5Vk#Rp\
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); P+9%(S)L3
} i]8 +JG6
y3^>a5z!x
template < typename T > acPX2B[jJ
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const v`G [6Z
{ ees^j4
return OpClass::execute(lt(t)); w~}*MsB
} 9fj8r3 F#
eeOE\
} ; 0@BhRf5
)0tq&
w1N-`S:
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 UP+4xG
好啦,现在才真正完美了。 ,;
81FK
现在在picker里面就可以这么添加了: cBGR%w\t%
^U5g7Emf
template < typename Right > 8c1ma
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const Ig.9:v`
{
M%aA1!@/
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); E
U#
M.
} ]:K[{3iM
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。 v
7g?
pS) &d4i
]b&"](A
vz87]InI
zCuN8
十. bind fG`<L;wi
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。 /XeCJxo8
先来分析一下一段例子 ws_/F
O{Y_j&1
x&['g*[L0
int foo( int x, int y) { return x - y;} 01brl^5K
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 B]_NI=d
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 Gc1!')g!
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。 MODi:jsl
我们来写个简单的。 DO5H(a
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: dyyGt}}5f
对于函数对象类的版本: k~|5TO
yE3l%<;q
template < typename Func > av; ~e<
struct functor_trait 8b!-2d:*
{ LOPw0@
typedef typename Func::result_type result_type; U~nW>WJ+.
} ; 2Jl$/W 3
对于无参数函数的版本: $={^':Uh
*D_p FS^l
template < typename Ret > :'+- %xUM
struct functor_trait < Ret ( * )() > BT3X7Cx
{ (G#QRSXc\
typedef Ret result_type; s2N~p^
} ; 61*inGRB
对于单参数函数的版本: PDQ\ND
920 o]Dh=t
template < typename Ret, typename V1 > wV&UB@
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > {] Zet}2
{ O"c@x:i
typedef Ret result_type; -h|YS/$f
} ; 4Ww.CkRG
对于双参数函数的版本: zmEg4 v'I
>ow5aOlQ&
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 7G 3*@cl
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > &.4m(ZX
{ :TTZ@ q
typedef Ret result_type; u@ psVt
} ; s${|A=
等等。。。 Scfk]DT
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 6Y 4I $[
k>aWI
template < typename Func > o$[alh;c+W
struct func_return t(sQw '>
{ '_`O&rbT
template < typename T > &|j^?ro6
struct result_1 tXu_o6]
{ -sqoE*K[8
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; UwQyAD]Ht
} ; jykY8;4
8t$w/#'@
template < typename T1, typename T2 > qE W3k),
struct result_2 :~gG]|F
{ E5EAk6
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; q n2X._`
} ; ^CtA@4
} ; 6%8,OOS
`&rt>Bk /
J-3%.fX,
最后一个单参数binder就很容易写出来了 )c"m:3D@
_R] qoUw;
template < typename Func, typename aPicker > >qT4'1S*g
class binder_1
Fb:Z.
{ ^7zXi xp
Func fn; 54geU?p0
aPicker pk; x,~ ys4
public : =yy7P[D
5[\LQtM
template < typename T > Bl6>y/
struct result_1 k#Bq8d
{ }c1?:8p
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; r:QLO~l/
} ; N7WQ{/PSG
nYF;.k
template < typename T1, typename T2 > )vcyoq
struct result_2 tI-u@
g
{ l^,"^vz
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; W.O]f.h
} ; fkjo
FLE2]cL-
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 8F#z)>q~
/GQN34RD
template < typename T > kTQvMa-X9D
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const `r$c53|<u
{ (uk-c~T!u
return fn(pk(t)); tXWhq
} *53@%9 {u
template < typename T1, typename T2 > /ivA[LSS
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ^o@N.+`&<
{ u#&ZD|
return fn(pk(t1, t2)); =,4iMENm!
} =Co[pt
} ; "{igrl8
\dzHG/e
=8!FY"c*
一目了然不是么? Munal=wL
最后实现bind 3gcDc~~=
F4|Z:e,Hr
v.~uJ.T
template < typename Func, typename aPicker > j$u=7Z&E
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) [G=+f6 a
{ ^jiYcg@_[
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); E#L"*vh
} $ZEwz;HNo
:w+2L4lGs
2个以上参数的bind可以同理实现。 ]LE
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。 h jCkj(b
3tZC&!x?
十一. phoenix \ O#6H5F
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: #F~^m
S#9EBw7
for_each(v.begin(), v.end(), &~SPDiu.t
( MS~|F^g
do_ VYj*LiR
[ jZ5 mpYUO
cout << _1 << " , " K\2UwX
] ;:/<