一. 什么是Lambda
]-w.x]I 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
'*K%\] 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,
CI|#,^ c
<X( S [3v&j_ OXV9D:bIa class filler
)jw!,"_4 {
?oU5H public :
NV\{$*j(|J void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
FMl_I26] } ;
{YIVi:4q L,sXJ23. I\=&v^] 这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决:
9*(uJA uA\KbA.c;U I%mGb$Q 4CxU
eq for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
jf=90eJc #\6k_toZ cu4 |!s`# 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
l0%7u x!fRT.,} +"VXw2R_e ~01t_Xp qc 二. 战前分析
[4mIww% 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。
W"D>>]$|u 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
&M#}?@!C oLt%i:, A p7,dl*' for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
+GNXV-S /* --------------------------------------------- */
[XD3}'Aa vector < int *> vp( 10 );
fLuOxYQbf transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
)24
1-b V /* --------------------------------------------- */
+
$Lc'G+: sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
*>jJ<8! /* --------------------------------------------- */
MVp+2@)}s int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
t28 y=nv /* --------------------------------------------- */
odTIz{9qG for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
stq%Eg? /* --------------------------------------------- */
lkQ(?7 for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
9i!|wkx W'5c%SI zCj#Nfm 5&}p'6*K 看了之后,我们可以思考一些问题:
H `_{n< 1._1, _2是什么?
5Qxm\?0J 显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
VW**N}1#C 2._1 = 1是在做什么?
-'j|U[&N\ 既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。
*,Sa*-7( Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。
`m-7L )fbYP@9>a 3/CKy##r%] 三. 动工
%5<Xa 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
y+M9{[ i/O bqQR"; h:r:qk f|{&Y2h(R template < typename T >
kp,$ NfD class assignment
=u.hHkx {
Wtp;se@# T value;
_[y<u}) public :
(6i.>%|_ assignment( const T & v) : value(v) {}
=la~D]T*g template < typename T2 >
@5cY5e*i{ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
1j!{?t? } ;
;sY n=r k}e~xbh-y sE\Cv2Gx 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
Tuy5h5 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
OJ<V<=MYZ N?c!uO|h| +LaR_n[ }i9VV+L#1 class holder
32K {
f+4j ^y} public :
)/BbASO$)Z template < typename T >
6f;20dn6 assignment < T > operator = ( const T & t) const
Pq3|O
Z {
ev z@c)8 return assignment < T > (t);
*NoixV1> }
yzyK$WN\[3 } ;
U;FJSy g<YN# `'b2 z=j 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:
8g3?@i D8)6yPwE static holder _1;
Vv*](iM Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
Gg5+Ap D 1raq;^e9 for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
Z<[:v2 而不用手动写一个函数对象。
f
SMy?8 T!t9`I0Zz '~AR|8q? tIo
b 四. 问题分析
0!q@b 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。
i:
VMCNH 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。
IkgRZ{Y 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
`4a9<bG 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
u56WB9Z 下面我们可以对这几个问题进行分析。
\y+@mJWa <!derr-K 五. 问题1:一致性
M[7$F&&n 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?|
K8fC>iNbH 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
i?'|}tK >4nQ&b.u struct holder
N$<R6DU]K {
l6pvQ| //
v`r*Yok;` template < typename T >
:} D TK T & operator ()( const T & r) const
T}Ve:S {
Qv1cf return (T & )r;
vg*~t3{ L }
9rgvwko } ;
y`J8hawp 6K5mMu#4 这样的话assignment也必须相应改动:
z#/"5 l
mD;ioaE
template < typename Left, typename Right >
g\G}b class assignment
xi15B5_Ps {
&L r~x#Wx Left l;
]+T$D Right r;
aJ
J63aJ public :
f;obK~b[ assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
}[SYWJIc template < typename T2 >
O<y65#68Z T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
W@Rb"5Gy+ } ;
@81N{tg- ricL.[v9S 同时,holder的operator=也需要改动:
!twYjOryH[ N;i\.oY
template < typename T >
|P7FPmn assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
tiF-lq {
%;b] k return assignment < holder, T > ( * this , t);
?{wD%58^oG }
@oQ"FLF. ;1q|SmF 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。
6T%5<I*&3s 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
,z`* 1b8 /?u]Fj return l(rhs) = r;
-{NP3zy 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。
<l<6W-I 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
&o'$uLF~Y c uHF^l template < typename Tp >
$aHHXd}@t2 class constant_t
RhkTN'vO {
5.QY{+k const Tp t;
Fmzkbt~oe public :
XUTsW,WC constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
DY1"t7
9E template < typename T >
Hh*
KcIRX const Tp & operator ()( const T & r) const
TEi1,yc {
,iXQ"):!OB return t;
*s|'V+1 }
OuyO_DSI } ;
k \\e`= `Nv P)| 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
hpYW1kfQl 下面就可以修改holder的operator=了
a7jE*%f9 mEyIbMci template < typename T >
Ht|"91ZC5 assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
:}-izd)/j {
kzC4V return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
FA{(gib@9 }
$.zd,}l@L f(T`(pX0V 同时也要修改assignment的operator()
~#7uNH2 H/ar:j template < typename T2 >
|mT1\O2a T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
o^b5E=?>C 现在代码看起来就很一致了。
>tm4Rg~y PCnu?e3F 六. 问题2:链式操作
me$nP}%C& 现在让我们来看看如何处理链式操作。
'u6n,yRm 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。
a&u!KAQ 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。
_}tPtHPa/ 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。
B(Er/\-@U 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
HJt
'@t=Ak ,>Dpt< template < typename T >
}H|'W[Q. struct result_1
=ba1::18 {
|qpFR)l typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
kc<5wY_t } ;
lLLPvW[Q ?*'0;K13 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:
Ru4M7% u@t~*E5BpM template < typename T >
>v)V2,P
- struct ref
W=Mdh}u_I {
FSYs1Li_C typedef T & reference;
|\W~+}'g~ } ;
b(t8TR#- template < typename T >
WAJKP" struct ref < T &>
Q;GcV&f;f {
#X2wy$GTG typedef T & reference;
IUz`\BO4 } ;
Y~@( }yw>d\] f 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
mSGpxZ,IE *0'< DnGW template < typename T >
3 6t^iV*3 typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
B_>r|^Vh {
`W.g1"o8W4 return l(t) = r(t);
gyxC)br }
ua,!kyS 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。
pUa\YO1J 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
U^]@0vR cUn>gT 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
`>
+:38 _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
Q=Liy@/+! _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
()5X<=i +5 调用divide的对象返回一个add对象。
dFmpx%+p 最后的布局是:
wQa,ol_p Add
Y7;=\/SV / \
jwSPLq% Divide 5
,.0B0Y-X / \
T[MDjhv' _1 3
tToP7q^ 似乎一切都解决了?不。
1\nzfxx 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。
O`T_'.Lk 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。
^fmuBe}d{ 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:
W)8Pq9Hnv TeFi[1 template < typename Right >
4gZ)9ya assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
wj5,_d) Right & rt) const
b*ja,I4 {
Q7\j:. return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
T8d=@8g,% }
t#w,G 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
@U@O#+d'ZR 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。
KNR7Igw?} 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。
4BeHj~~ 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。
k{U[ U1j 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。
N%%trlDXD 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?
Lcf?VV} 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:
_-2ntO<E 5&xbGEP$ template < class Action >
M{SJ8+G class picker : public Action
6C\WX(@4 {
A(H2Gt
D public :
(LJ7xoJ^ picker( const Action & act) : Action(act) {}
`ZT/lB` // all the operator overloaded
JP^\
} ;
m#4h5_N 2*a9mi 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。
./^8L( 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:
8dCRSU (G(M"S SC template < typename Right >
>XX93 picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
fYpJ2y-sA {
{ft |* return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
0.2stBw }
'p@m`)Z :#cJZ\YH Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
fIJX5)D 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。
+ R~!G 5K-,k^T} template < typename T > struct picker_maker
.zTkOkL {
Fk9]u^j typedef picker < constant_t < T > > result;
$ wDSED - } ;
|*M07Hc x template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
zKp R:F {
F{rC{5@fj typedef picker < T > result;
W|"bV 6d3 } ;
uGHM ]"!) I:6XM? 下面总的结构就有了:
&Pc.[k 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。
/1$u|Gs
* 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。
Yq4nmr4 picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
(:\L@j 至此链式操作完美实现。
h<8c{RuoZC ?*ZQ:jH :))&"GY 七. 问题3
1Zi` \N4T 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。
]9c{qm}y {fjBa,o
# template < typename T1, typename T2 >
0A-yQzL| ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
#lMC#Ld {
pF9WKpzE
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
6/ T/A+u }
P&<NcOCL& 'Gamb+[ 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:
$s-B H328I}7 template < typename T1, typename T2 >
ivB,s5< struct result_2
t=|}?lN< {
3to!C"~\K- typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
J^S!GG'gb } ;
pred{HEye At
!:d3 显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢?
,H8M.hbsQ 这个差事就留给了holder自己。
ii>^]iT ZkO2*; ?M6)O?[ template < int Order >
2##mVEo.( class holder;
[:qJ1^U U template <>
6y57m;JW/ class holder < 1 >
f.bw A x {
0AF,} &$ public :
TBky+]p@ template < typename T >
` N
R,8F struct result_1
{47Uu%XT {
+$#XV@@~ typedef T & result;
m AET`B " } ;
(`4&Y- template < typename T1, typename T2 >
L3'isaz&^ struct result_2
WFhppi {
9W_mSum typedef T1 & result;
O(v>\MV } ;
B9$pG template < typename T >
@&%/<|4P5 typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
:UAcS^n7h" {
^f-)gZ& return (T & )r;
2I& dTxIa }
DY{v@
<3 template < typename T1, typename T2 >
t
o8J
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
T 1_B0H2 {
0c1=M|2 return (T1 & )r1;
8~~ k? }
/m,i,NX07 } ;
D>o u,
cfRUVe template <>
9_.pLLx class holder < 2 >
@F*z/E}e {
<|]i3_Z public :
U2tgBF?)A template < typename T >
r`.Bj0 struct result_1
Cbl>eKw {
pGF;,h> typedef T & result;
g{uiY| } ;
CfD4m,6 template < typename T1, typename T2 >
FP7N^HVBG= struct result_2
#<U@SMv {
9ZR"Lo>3e+ typedef T2 & result;
_qpIdQBo } ;
>{-rl@^H: template < typename T >
6ecx!uc$ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
)8'v@8;- {
7GG`9!l]D return (T & )r;
UH;bg}=8 }
a`]ZyG*P template < typename T1, typename T2 >
-[pfLo typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
^eefR5^_w {
G#@#j]8 return (T2 & )r2;
o4@d,uIw^ }
iTs"RW } ;
w7Mh8'P54 u,}>I%21 DMs8B&Y= 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> >。
9C{Xpu 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
l@u
"iGw 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
6W3."}; +lZ-xU1 return l(i, j) = r(i, j);
Eza^Tbq%j? 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
Z=;=9<vA e%4vvPp return ( int & )i;
{f*{dSm9b return ( int & )j;
|2=w":2# 最后执行i = j;
w@O)b-b|w 可见,参数被正确的选择了。
7;C~>WlU 3RxR'M1
fCnwDT zV;NRf)
9. p]?eIovi 八. 中期总结
zf5%|7o 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:
ZCb@!V}= 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
<{hB&4oL 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
20}]b*C} 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
Zm|il9y4m gkq~0/ &e#pL`N $Fy~xMA8O G&MO(r}B Z![#Uz.z 九. 简化
aHI~@ 很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。
I")Ud?v0) 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
s?nj@:4 首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种:
S;2UcSsQl 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
D+oV( Pw, +-*/&|^等
s>WqVuXmn 2. 返回引用。
x^Qij!mB% =,各种复合赋值等
gvo5^O+)HH 3. 返回固定类型。
uH7rt 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
hp}rCy|01 4. 原样返回。
UYQ@ub operator,
/k^j'MMQs6 5. 返回解引用的类型。
6z/&j} ( operator*(单目)
i=M[$ 6. 返回地址。
mz;ExV16 operator&(单目)
~7Nqwwx 7. 下表访问返回类型。
#q9BU: operator[]
E%stFyr9`/ 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
Do^yer~ operator<<和operator>>
-xJ\/"A upJy,|5 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。
7)Tix7:9S; 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
#^ .G^d(= `ZP[-: ` template < typename Left >
t*6C?zEAU struct value_return
f^5sJ0;% {
CUjRz5L template < typename T >
4j i#Q struct result_1
{4p7r7n' {
v]KPA.W typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
YY'[PXP$Y } ;
YYkgm:[ ,.gJ8p(0x template < typename T1, typename T2 >
6O 2sa-{d struct result_2
^<v.=7cL0 {
60f%J1u typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
A,=
R`m } ;
BP4vOZ0$ } ;
?o/p}6 ilQ\+xR{b Yx ;j 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
to#2. F0r5$Pl* 下面我们来剥离functor中的operator()
@e7_&EGR? 首先operator里面的代码全是下面的形式:
fg1uqS1rg hKsx7`[ return l(t) op r(t)
f)Z'#[A*t7 return l(t1, t2) op r(t1, t2)
X\<a|/{V A return op l(t)
Y!|}; return op l(t1, t2)
(.{. " return l(t) op
m5KLi
&R return l(t1, t2) op
QEx&AT return l(t)[r(t)]
mcQ\"9 ;pY return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
6jl{^dI pMp@W`i^6 很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式:
Tm~jYgJ 单目: return f(l(t), r(t));
*t={9h return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
>Wpd q( o 双目: return f(l(t));
R9+f^o`W return f(l(t1, t2));
+ZBj_Vw*| 下面就是f的实现,以operator/为例
R~N%sn *y>| struct meta_divide
F{}:e QD
{
5pRVA template < typename T1, typename T2 >
7FP"]\x static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
~$Z_#,|i? {
o
i~,}E_ return t1 / t2;
"DJ%Yo }
kQ)2DCbdn } ;
^4saB+qm ZQ[s: 这个工作可以让宏来做:
qEkhgJqk Ac[;S!R #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
x_H"<-By template < typename T1, typename T2 > \
[Kbna>` static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
O9p^P%U " 以后可以直接用
G0ENk|wbbj DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
!A_KCM:Ym 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
2b:I. (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。。。)
EVbDI yFn Uf$IH!5;Z ?/p."N:]H 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
0E&XD&D RZj06|r8 template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
<)@^TRS class unary_op : public Rettype
_)#~D*3 {
D,uT#P Left l;
y|wR)\ public :
ACgWT unary_op( const Left & l) : l(l) {}
&0-Pl.M H{Na'_sL template < typename T >
\z2d=E typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
dBW#PRg {
<5sfII return FuncType::execute(l(t));
} x'o`GuUf }
+!wkTrV 8EI&}I template < typename T1, typename T2 >
Z,b^f
Vw typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
a&R,jq {
1+Y;
"tT return FuncType::execute(l(t1, t2));
.fY$$aD$4 }
Fd9Z7C } ;
7|?Ht] 6r,zOs-I] q.lh 同样还可以申明一个binary_op
'wTJX> WF<*rl template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
+Nka,C^O" class binary_op : public Rettype
;!>>C0s" {
cACnBgLl Left l;
OL#RkD Right r;
[dXRord public :
]}AyDy6C binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
v8A{q QOF'SEq"k template < typename T >
9,
792b typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
N{zou?+ {
E`uK7 2j return FuncType::execute(l(t), r(t));
/s`xPxvt }
3-2?mV>5 C6b(\#g( template < typename T1, typename T2 >
XecU& typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
_Hq)mF {
N;e*eMFE return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
RjX#pb }
H*>5ne=x } ;
. J*2J(T, N" oJ3-~ %] 7.E 很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
^KFwO=I@PV 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
HC ?XNR& DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
V{kgDpB 那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
cK+)MFOu+ 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
woK?td|/ 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
7PI|~Ifi 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
g/soop\: 这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan)
px_%5^zRQ 下面是修改过的unary_op
BRMR>
~k( C/pu]%n@4 template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
~w RozV class unary_op
Z7R+'OC {
4'#
_b Left l;
OKzk\F6 GpM_Qp public :
J)Td'iT( )F35WP~ unary_op( const Left & l) : l(l) {}
BLhuYuON eM`"$xc
Oe template < typename T >
aA.TlG@zP struct result_1
y<5xlN(+v {
uM~j typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
.](s\6' } ;
M3
$MgsN: LHP?!rO0 template < typename T1, typename T2 >
$rE_rZ+]=" struct result_2
1YMu\( {
x;*KRO typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
bwh.ekf8 } ;
*,DBRJ_*7 !b+Kasss9 template < typename T1, typename T2 >
D<cHa | typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
V]9?9-r {
3bPvL/\Lb return OpClass::execute(lt(t1, t2));
'H,l\i@" }
K<+h/Ok nS1D&;#Y template < typename T >
DavG=kvd typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
th*E"@ {
JEes'H}Y return OpClass::execute(lt(t));
z '%Vy }
?5 d3k% XX(;,[(_ } ;
?Yp: h 1cdM^k C,D~2G 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
Z5o6RTi 好啦,现在才真正完美了。
#yVY!+A 现在在picker里面就可以这么添加了:
izi=`;=D^ zKk2>. template < typename Right >
ABp/uJI) picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
5<ycF_ {
u|D_"q~+6 return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
A3N<;OOk }
AHhck?M^ 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。
9_GR\\ cv["Ps#;`W YX_p3 wy$9QN lH ^[b[ 十. bind
R@r"a&{/ 既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。
m.p{+_@M& 先来分析一下一段例子
U.G** v 6l>$N?a y8un&LP int foo( int x, int y) { return x - y;}
puz~Rfn#* bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
X@)5F 9 bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
{e?D6`#x 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。
mPxph>o 我们来写个简单的。
9_F2nmEv 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
:_Y@,CpIEg 对于函数对象类的版本:
GKwm %A PDo%ob\Ym template < typename Func >
eVDI7W:(Sn struct functor_trait
i1?H*:] {
iVt6rX typedef typename Func::result_type result_type;
x,z +l-y } ;
?8n`4yO0 对于无参数函数的版本:
nrMm](Y45 DEL#MD! template < typename Ret >
*#,wV
struct functor_trait < Ret ( * )() >
p/xxoU {
Nq)=E[$ typedef Ret result_type;
n||/3-HDj } ;
_}7N,Cx 对于单参数函数的版本:
=x~HcsJ8!R -lm\~VZT3 template < typename Ret, typename V1 >
0p_/eWww- struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
nj~1y') {
C_Y^< typedef Ret result_type;
^~2GhveBV } ;
nmVL%66K 对于双参数函数的版本:
{ CkxUec <w.W[ak template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
V 3-5:z struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
b$+.}&M {
J]~LmSh typedef Ret result_type;
R$=UJ}> } ;
w Maib3Q 等等。。。
fNc3&=]] 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
k9.2*+vvg |jniI( template < typename Func >
Uax- z struct func_return
}Z-]m {
hd.^ZD7 template < typename T >
v3Y/D1jd" struct result_1
&<-Sxjj {
<5A(rDij typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
B8:_yAv o } ;
&'UYV> aO?(ZL template < typename T1, typename T2 >
e/EfWwqt struct result_2
tQB+_q
z {
%^g BDlR^ typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
Y0=qn'`. } ;
/z*?:* } ;
,K8O<Mw8 GH![rK b:Dr_| 最后一个单参数binder就很容易写出来了
'QjX2ytgX ` a5$VV%J template < typename Func, typename aPicker >
!L+*.k: class binder_1
|Z<NM#1 {
=m=`| Bn Func fn;
!12W(4S5 aPicker pk;
H~1*`m public :
-#H>kbs Bhl@\Kq template < typename T >
Ft>Abj,6 struct result_1
$6T*\(;T@A {
`itaQGLD typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
oW(p (> } ;
yw2^kk93| c-!rJHL` template < typename T1, typename T2 >
T%Vii*?M struct result_2
#vYdP#nWb {
Nrva?W_i typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
Iw8;",e2 } ;
G:$wdT(u Iu^#+n binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
k`6T% [D] Zg%U4m: template < typename T >
<*~vZT i( typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
Qi#%&Jz>f {
Z16G return fn(pk(t));
WaQCq0Enj }
/NaIMo5 template < typename T1, typename T2 >
b&B<'Wb typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
8l0%:6XbI {
Ps(3X@ return fn(pk(t1, t2));
*;8tj5du }
T+zZOI } ;
.HF+JHIUu 5V4Ze;K ` ZXX[&C 一目了然不是么?
0~Ot 最后实现bind
:bFmw dX yv^j~ V}=9S@$o template < typename Func, typename aPicker >
|S|0'C* picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
7-.YVM~R {
deHhl(U; return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
M2_sxibI }
n;)!N >nkd U 2个以上参数的bind可以同理实现。
(m4`l_ 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。
NduvfA4 2?58=i%b 十一. phoenix
-mOSB(#bo Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
b"t95qlL T~7i:<E^ for_each(v.begin(), v.end(),
X"YH49? (
'+N!3r{G do_
{$)zC*l [
mBSa*s) cout << _1 << " , "
F]\(p=U. ]
k{(R.gLZG .while_( -- _1),
I4:4)V? cout << var( " \n " )
{v+,U} )
\:-#,( .V );
S(eCG2gR P7 O$* 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:
)1wC].RFYm 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
?*|AcMw5 operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
im|(
4f 那么我们就照着这个思路来实现吧:
#\[h.4i a,tzt
]> lfp[(Ph)9 template < typename Cond, typename Actor >
&[$qA class do_while
eRc+.m[ {
Qyvn A|& Cond cd;
G?CaCleG Actor act;
q,3_)ZOq public :
|9T3" _MmJ template < typename T >
nfET;:{ struct result_1
Ppi/`X {
O*xC}$OOn typedef int result_type;
u9My.u@-*% } ;
A(G%9'T Xptb4] do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
6MQ+ const
_
nFsC {
\i1>/`F return do_while_actor < Actor > (act);
lS1-e0,h1 }
$7M/rF;N5X } do_;
~DY5`jV wkNf[>jX? 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
hLF+_{\C| 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
0zH^yx:ma 最后来说说怎么处理break和continue
j{}-zQ]n 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。
%f??O|O3 具体实现手法这里就不罗嗦了。
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