一. 什么是Lambda 59Tg"3xB<
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 >Oi2gPA
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, `hK>bHj
=N*%f%
ND e[2
5}X<(q(
class filler anz9lGG#
{ N.5KPAvg%
public : V
4\^TO`q=
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 1%/ NL?8#
} ; hk"9D<&i>b
&3 XFgHo
^T}}4I_Y
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: 8tT&BmT
2sd ) w
s.p1L
k}I5x1>&
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); C>JekPeM
x
tYV"
y?*[}S
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 $/<"Si&(
i)@U.-*5m
U+9-li
j1;_w
二. 战前分析 _#J_$CE#
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。 cYq']$]
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 vR%j#v|s
]5o0
_gPVmGG
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 8u:v:>D.'
/* --------------------------------------------- */ as\<nPT{Fj
vector < int *> vp( 10 ); PuCwdTan_
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Y-Ziyy
/* --------------------------------------------- */ To# E@Nw
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); LY\ddI*s
/* --------------------------------------------- */ 0okO+QU,a
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); ;B|^2i1Wi
/* --------------------------------------------- */ teq^xTUF[
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); #514a(6
/* --------------------------------------------- */ o;M.Rt\A
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); |n|U;|'^
PS_3Oq)
gtaV6sD
Qm35{^p+
看了之后,我们可以思考一些问题: G|QUujl
1._1, _2是什么? Tsm)&$JI8
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。 [|:QE~U@
2._1 = 1是在做什么? ~8H&m,{j
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。 m0xJ05Zx
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。 5YTb7M
zmy4tsmX
0v_6cYA
三. 动工 L~*|,h
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: xQNw&'|UU
_dYf
P3wU#qU
D rF
template < typename T > PtVo7zOye
class assignment ]~j_N^oZ1X
{ pr62:
T value; (*Gi~?-
public : }j+~'O4m
assignment( const T & v) : value(v) {} =F'l's^j
template < typename T2 > fnLR
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } + >T7Q`64
} ; vh9kwJyT
b{~fVil$y
%+AS0 JhB
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 T7>48eH
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ewb*?In
ntrY =Y
8Zcol$XS'
=&di4'`
class holder b34zhZ
{ }G>v]bV0V
public : ;yk9(wea}"
template < typename T > @wd!&%yzO
assignment < T > operator = ( const T & t) const E/"YId `A
{ jGO9n
return assignment < T > (t); )LkM,T
} tj#=%m?8V;
} ; K(-G: |
mV6#!_"
a(PjcQ4dY
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: ePV-yy
G*kE~s9R
static holder _1; 07.nq;/R
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 3c01uObTL
"-G&=(
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); u/z,92mmS
而不用手动写一个函数对象。 8ku?
W
??|d=4g\
Ivz+Jjw
((Vj]I%
;
四. 问题分析 Hfh@<'NL]
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。 MC4284A5
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。 f:_=5e
+
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Oq #o1>
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 DY)D(f/&3
下面我们可以对这几个问题进行分析。 n?y'c^
^c/mj9M#C
五. 问题1:一致性 B1|?RfCe
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?| Qy4X#wgD
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 qru2h #
PYdIP\<V
struct holder 5."5IjZu
{ {F;,7Kn+l
// X}3P1.n:
template < typename T > ]WTf< W<
T & operator ()( const T & r) const ]O6KKz
{ x7vq?fP0n
return (T & )r; XxmJP5
} "nVK< V d
} ; K5P Gi#
RxlszyE
这样的话assignment也必须相应改动: x^zdTMNhw
I)[`ZVAXR
template < typename Left, typename Right >
W;^Rx.W
class assignment "4'kb
{ G1kDM.L
Left l; l<u{6o
Right r; }16&1@8
public : &J\B\`
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} \eEds:Hg
template < typename T2 > [_j6cj]
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } :9(3h"
} ; `2>XH:+7F
?lF mXZy`
同时,holder的operator=也需要改动: \|v `l{
N2ni3M5v
template < typename T > %,33gZzf
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const E|Q{]&$;Z"
{ ||R0U@F,
return assignment < holder, T > ( * this , t); /rqqC(1
} 3 t/ R 2M
6hp{,8|D"m
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。 I|H,)!Z
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 5i|s>pD4z1
):/,w!1
return l(rhs) = r; zT$0xj8
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 _~juv&
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Sbp
_B}9f
template < typename Tp > U9x4j_.q
class constant_t 9H>BWjS
{ +e U`H[iu
const Tp t; }6<)yW}U
public : h5x*NM1Ih
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} {W-5:~?"
template < typename T > Dh2#$[/@1
const Tp & operator ()( const T & r) const 3Hs$]nQ_X
{ DUqJ y*F(
return t; w
nWgy4:
} j+$M?Z^
} ; hXNH"0VCV
zkd3Z$Ce
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 C9o$9 l+B
下面就可以修改holder的operator=了 j]>=1Rd0b(
>o#ERNf
template < typename T > h(_P9E[g
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const \WcB9
{
[ne"
T
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); +)zDA:2Wa"
} I|Z/`9T
&&&9
同时也要修改assignment的operator() .xEJaID\N
`-o5&>'nf
template < typename T2 > MvBD@`&7
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } F,Q?s9s
现在代码看起来就很一致了。 R'L?Xn}3
{H+?z<BF<
六. 问题2:链式操作 J,RDTXqn
现在让我们来看看如何处理链式操作。 !I~C0u
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。 n3'dLJH|
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。 lw s(/a*c
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。 {$0&R$v3
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct !Qcir&]C>
]Dh1~k.Kp
template < typename T > te)n{K",
struct result_1 #9i6+. Z
{ ujx@@N
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; %Z7%jma
} ;
fSjs?zd`
l~rb]6E
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: oKRFd_r +
alc]
template < typename T > +ZclGchw
struct ref "?P[9x}
{ L@nebT;\'
typedef T & reference; {M[~E|@D
} ; zFywC-my@
template < typename T > , |l@j%
struct ref < T &> IfMpY;ow=
{ VRtO; F
typedef T & reference; Z^*NnL.'
} ; )yrAov\z*
./7v",#*.'
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: Sl"BK0:%7
K^aj@2K{
template < typename T > nS.2C>A
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 9KyZEH;pY
{ BRa{\R^I
return l(t) = r(t); 9_UN.]
} +bUW!$G
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 Ny^'IUu
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 HxZ.OZbR
;SKcbws
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 LQqfi
~
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: q? 9GrwL8F
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ]IS;\~
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 1[s0Lz
最后的布局是: iX%n0i
Add > ws!5q
/ \ ?Wa<AFXQ
Divide 5 C U$)QH{
/ \
#9\THfb
_1 3 q$T8bh,2
似乎一切都解决了?不。 4sIXO
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。 NI.`mc6Xd
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。 {fU?idY)c
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: qp&4 1
`|EH[W&y
template < typename Right > Pw{"_g
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const krjN7&
Right & rt) const Xu#:Fe}:
{ Xpl?g=B&u
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Xm|ib%no
} ,9\Snn
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 K6B4sE
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。 8teJ*sz
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。 .YR8v1Cp
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。 DW|vMpU]u
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。 kiX%3(
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? gu<V(M\
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: \[ M_\&GC
$;`I,k$0>~
template < class Action > =X@o@1
class picker : public Action f-D>3qSS
{ p411 `]Zf
public : jct./arK
picker( const Action & act) : Action(act) {}
)Gb,^NGr
// all the operator overloaded 7@l<?
(
} ; ="'- &
DP*@dFU"
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 O%g\B8;
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: k>5 O`Y:
R=M!e<'
template < typename Right > /M@PO"
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const :YNp8!?T?
{ 56{I`QjX
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 3m=2x5{L
} D:JS)+]
wf9z"B
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > h1f8ktF
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 QDE$E.a
!d8A
template < typename T > struct picker_maker 5I' d PNf
{ QVtM.oi!Q
typedef picker < constant_t < T > > result; EB,4PEe:
} ; 1'O0`Me>#
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > pM2a(\K,k^
{
zF: j
typedef picker < T > result; re`t ]gzb
} ; mQr0sI,o]
8\#
^k#X
下面总的结构就有了: 2d`c!
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。 Uf$i3
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 c1%rV`)]
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 O+"ac /r
至此链式操作完美实现。 62\&RRB
i
XYfv(y
%|+E48
七. 问题3 @cv{rr
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 T)SbHp Y
H?Jm'\~
template < typename T1, typename T2 > Z<"K_bj
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const > 0.W`j(s
{ dR+1aY;
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 4!%F\c46
} sbS~N*{E
ROdK8*jL
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: _^\$"nw
][7p+IsB
template < typename T1, typename T2 > F]_cbM{8/
struct result_2 a$JLc a
{ 8l>CR#%@C
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; '~Q2!F
} ; YI@Fhr
&NU
&`Ck
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?o(
b/F-
这个差事就留给了holder自己。 o2uj =Gnx
z$[C#5+2
>oJkJ$|wU
template < int Order > TH?9< C-C
class holder; +sZUJ
template <> = yXs?y"
class holder < 1 > 2UadV_s+s
{ _MfD
public : k
\qiF|B)Z
template < typename T > e@n!x}t8
struct result_1 fly,-$K>LO
{ 2R.2D'4)`
typedef T & result; UVEz;<5@\
} ; J4aBPq`
template < typename T1, typename T2 > tju|UhP3
struct result_2 &`!^Zq vG
{ [j9E pi(
typedef T1 & result; (^n*Am;zlH
} ; 51xk>_Hm}|
template < typename T > s;1h-Oq(
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const :&w{\-0{
{ -<f;l_(
return (T & )r; Q+$Tt7/
} +j[oE I`e
template < typename T1, typename T2 > ga0'zo9K
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Ph,-sR
{ PQ U]l"A
return (T1 & )r1; ,)fkr]`<
} \2kPq>hu
} ; )^O-X.1
x\@*60o
template <> z@VP:au
class holder < 2 > L,]=vba'$
{ Tg
?x3?kw
public : f CcD&<%
template < typename T > aT!;{+
struct result_1 ~;#MpG;e
{ "!UVs+)]
typedef T & result; BNucc']
} ; %NARyz
template < typename T1, typename T2 > Qt+:4{He
struct result_2 z/]q)`G
{ ;<wS+4,
typedef T2 & result; mpay^.(%
} ; G^Tk 20*
template < typename T > W/+K9S25
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const HOi C
{ ;LwqTlJ*[L
return (T & )r; ,|T7hTn=
} BavO\{J#|0
template < typename T1, typename T2 > Sp SnoVI
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const b=[?b+
{ z1V#'$_5-
return (T2 & )r2; 6Y384
} 6oL1_)
} ; Mi7y&~,
(ywo
a
#-#NqX:
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 !1sU>Xb4J
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: .ln8|;%
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Iy7pt~DJ,
k(s;,B\
return l(i, j) = r(i, j); [=TCEU{"~
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) SU%DW 46
UlovXb
return ( int & )i; v3RcwySk
return ( int & )j; V5rp.~
最后执行i = j; yy2I2Bv
可见,参数被正确的选择了。 cu7(.
Q(@IK&v
D!LX?_cD1i
z; }6f
wz
/GB8P
八. 中期总结 P=8>c'Q
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: F?4(5 K
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 -uR72f
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 jUMf6^^
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor H{G{H=K_
]B4}eBt5)@
b"j|Bb
#=,(JmQPt
#`SD$;
KLQ!b,=q
九. 简化 9IZu$-
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。 n \G Ry'
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 $1Nd_pD=
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: &jQ?v@|1c
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 h
y-cG%f
+-*/&|^等 &xSa7FY
2. 返回引用。 pBJAaCGm
=,各种复合赋值等 tiaR4PB
3. 返回固定类型。 5z/Er".P
各种逻辑/比较操作符(返回bool) 2XSHZ|;
4. 原样返回。 {I1~-8
operator, G*8GGWB^a
5. 返回解引用的类型。 X" R<J#4
operator*(单目) mxG ]kqi
6. 返回地址。 9@VO+E$7L
operator&(单目) 3.R#&Zxt
7. 下表访问返回类型。 _D!g4"
operator[] ' [0AHM
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 d]v+mVAyE
operator<<和operator>> /Wj,1WX~
m6n!rRQ^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。 6j9)/ HP
例如针对第一条,我们实现一个policy类: c+' =hR[
&*,:1=p
template < typename Left > @ GDX7TPV
struct value_return QB{rVI>mI!
{ }xb=<
template < typename T > %1U`@0
struct result_1 9}tG\0tL*
{ h8 @
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; @9G- m(?*
} ; df*w>xS
2 YxT MT
template < typename T1, typename T2 > rjWLMbd.<
struct result_2 y9HK |
{ 5F $V`kYT
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; CQg X=!q
} ; wzWbB2Mb5
} ; j) vlM+
R4's7k
4rNL":"O
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 3/6/G}s
ZU2laqa_
下面我们来剥离functor中的operator() A2H4k|8
首先operator里面的代码全是下面的形式: g[z.*y/
-7]Xjb5
return l(t) op r(t) )9nElb2
return l(t1, t2) op r(t1, t2) YE+$H%Jl!
return op l(t) - M5=r>1;
return op l(t1, t2) >H|` y@]
return l(t) op 9ptFG]lZ
return l(t1, t2) op .w?
.ib(
return l(t)[r(t)] c9Es%@]
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] =([av7
=H5\$&xj4.
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: alFjc.~}
单目: return f(l(t), r(t)); ;&;W
T
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); Ze^jG-SL$9
双目: return f(l(t)); q }C+tn"\
return f(l(t1, t2)); GR4?BuY,
下面就是f的实现,以operator/为例 H^%.=kf
|FR3w0o
struct meta_divide Ju` [m
{ kAzd8nJ'
template < typename T1, typename T2 > `m~syKz4A
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) V`hu,Y;%
{ f6=w3RS
return t1 / t2; D$eB ,~
} jdqj=Yc
} ; ctmQWrk|B
7Hw<ojkt
这个工作可以让宏来做: }odV_WT
|01?w |
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ bMoAD.}
template < typename T1, typename T2 > \ pb;")Q'
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; (zo^Nn9VJ
以后可以直接用 N]/!mo?
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) |I8Mk.Z=FA
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 @]CF&: P A
(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。。。) Fw4*
8Z#j7)G
sYbH|}
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 ?h\mk0[
g<*jlM1r
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > S4NL "m
class unary_op : public Rettype e,1u
{ @)YY\l#
Left l; &R-H"kK?
public : *=F(KZ
unary_op( const Left & l) : l(l) {} B33$ u3d
*tQk;'/A]
template < typename T > !%L,*'
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const wNCCH55Pt
{ /ci]}`'ws
return FuncType::execute(l(t)); ,%"xH4d
} h+UnZfm
]5CNk+`'
template < typename T1, typename T2 > @ CsV]97`
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ,lN5,zI=S
{ A]`:VC=IU
return FuncType::execute(l(t1, t2)); D}mL7d1
}
&wH:aD
} ; QOFvsJ<s
H:&?ha,9
>O`l8tM
同样还可以申明一个binary_op eBW=^B"y+
Jcf"#u-Q/
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > P8yIegPY
class binary_op : public Rettype nn~YK
{ B;zt#H4
Left l; - Xupq/[,
Right r; Rhgj&4
public : h,t|V}Wb
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 1hQN8!: <
"l~Ci7& !a
template < typename T > |cbd6e{!
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ,32xcj}j)r
{ f|3q^wjs
return FuncType::execute(l(t), r(t)); N_wp{4 0/
} ks(SjEF
Ws[D{dS/
template < typename T1, typename T2 >
a=}*mF[ug
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const wGKo.lt
{ +=@ ^i'
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); '"YYj$>
'
} 7v~j=Z>
} ; 'VnwG
Ggm` ~fS
-$8.3\6h
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 L_O$>c
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 7_jE[10
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) !AHAS
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。 fZryG
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! :J_oj:0r"f
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。。。 Pi6C/$
K
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 GuQRn
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) JNU/`JN9f
下面是修改过的unary_op I2Ev~!
TR vZ
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > cgZaPw2
bw
class unary_op D@54QJ<
{ 'Z!Ga.I
Left l; iw]k5<qKj
f[~1<;|-
public : -E>)j\{PX7
mw$Y
unary_op( const Left & l) : l(l) {} .J.vC1 4gi
S'i;xL>
template < typename T > kT oOIx
struct result_1 b Y8GA
{ M?&zY
"c
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Buc_9Kzw<+
} ; 19u =W(
oVO.@M#
template < typename T1, typename T2 > D,;\F,p
struct result_2 +++pI.>(*Q
{ ur%$aX)
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; y;`eDS'0.N
} ; wz(K*FP
440FhDMj
template < typename T1, typename T2 > p]|LV)R n
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const a:!uORQby
{ pa/9F[
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); !c(QSf502
} d,#.E@Po
GrI&?=S^
template < typename T > ocA]M=3~k
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const nYw\'c
{ f=:.BR{
return OpClass::execute(lt(t)); 5~VosUpe7
} ?T'][q
2W$lQ;iO
} ; SG]K
WStnzVe
!C&%T]
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug Z5)eREi=
好啦,现在才真正完美了。 ]|oJ)5P
现在在picker里面就可以这么添加了: .[pUuVq]
F'W>
8
template < typename Right > Hcv u7uD
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const 4br6$
{ knHv?#
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); [#b2%G1
} v <h;Di@
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。 W'/>et
&^QPkX@p
AlX3Wv}
:=!Mh}i
DdjCn`jqlf
十. bind YMzBAf
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。 Go8F5a@j
先来分析一下一段例子 BQrL7y
F@SG((`
*@M3p}',M
int foo( int x, int y) { return x - y;} %J P!{mqj
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 Da,Tav%b
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 8 njuDl
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。 X#J6Umutm
我们来写个简单的。 _/x&<,3
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 9M2f!kJP$
对于函数对象类的版本: v*TeTA
%
G}Z4g
template < typename Func > h_ ZX/k
struct functor_trait 3N%{B
{
tbG8MXX
typedef typename Func::result_type result_type; sBjXE>_#)
} ; IC~ljy]y_
对于无参数函数的版本: J W"
uLW/f=7L
template < typename Ret > )x\z@g
struct functor_trait < Ret ( * )() > $h[Yz l
{ j$PI,`
typedef Ret result_type; TmP8q
} ; x:-`o_Q*i
对于单参数函数的版本: /bcY6b=:
eE3-t/=
template < typename Ret, typename V1 > /$`;r2LG
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > h}6_ybmZ
{ tgN92Q.i6T
typedef Ret result_type; G11cNr>*
} ; 2ksA.,UB^9
对于双参数函数的版本: )Vk:YL++
qi\n] I
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > rO^xz7K^
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 'lQYJ0
{ ~ x`7)3
typedef Ret result_type; vInFo.e[4
} ; g!^J ,e=
等等。。。 In(NF#
然后我们就可以仿照value_return写一个policy Mq+<mX7
0xP:9rm
template < typename Func > {hd-w4"115
struct func_return OmNn,PCl8
{ #"r kuDO
template < typename T >
`ue?Z%p|
struct result_1 ,+-h7^{`
{ G8P+A1
f/>
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; =]KIkS 3
} ; e^frVEV
[=~!w_
template < typename T1, typename T2 > iS-K
~qa
struct result_2 /0\QL+^!
{ HD00J]y_
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 4*8&[b
} ; dq1TRFu
} ; j+0.=#{??
C'<'7g4
_3&/(B%H
最后一个单参数binder就很容易写出来了 :uvc\|:s
<Kp+&(l,l
template < typename Func, typename aPicker > J|?[.h7tO
class binder_1 IUawdB5CB
{ =1Sy@M bH3
Func fn; MBO,\t.
aPicker pk; ;tr)=)q&
public : Rp4FXR jC
gMay
template < typename T > 9:\A7 =
struct result_1 DpNX66O
{ O3xz|&xY&
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; m)k-uWc$C
} ; I}%mfojC
}K;iJ~kD1
template < typename T1, typename T2 > -x?Hj/
struct result_2 D(@SnI+
{ \E&th p
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Zh? V,39
} ; ?o>6S
EGW
k(9s+0qe
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 24O
d] f
J[o${^
template < typename T > `axQd%:AC
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const E6Q91Wz9f
{ w= B
return fn(pk(t)); cf&C|U
} <G}m #
template < typename T1, typename T2 > 7YD\ !2b
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const C=s((q*
{ $~ VcQ
return fn(pk(t1, t2)); T7s+9CE
} 2_I+mQ
} ; -G!6U2*#
`|JI\&z
9Q=>MOB-
一目了然不是么? ^T+<!k
最后实现bind 1sMV`qv>
!,R
8z0Hx
template < typename Func, typename aPicker > /t5g"n3
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 9?!u2 o
{ F*.
/D~K
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); \CDAFu#
} P 4H*jy@?
`43vxcMg
2个以上参数的bind可以同理实现。 uzO{{S-
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 % dYI5U89
Cl{{H]QngX
十一. phoenix Bd QQ9$@5
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: \Qp}|n1JY
4t*<+H%
for_each(v.begin(), v.end(), sq48#5Tc^r
( ~{9x6<g!
do_ '%:5axg?]
[ z(jU|va{_1
cout << _1 << " , " dZ-Ny_@&
] t3K>\ :
.while_( -- _1), 2-P I JO
cout << var( " \n " ) @_(nd57oSs
) EI<"DB
); R:BBF9sK?
VDPxue
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: g8Ok ^
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 A?\h|u<
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 D`8E-Bq
那么我们就照着这个思路来实现吧: ;g6 nHek
V02309Y
&8zk3
template < typename Cond, typename Actor > q~mcjbLz
class do_while ^sJ1 ^LT
{ 2k%Bl+I
Cond cd; +7`u9j.
Actor act; l;XUh9RF`A
public : FU^Y{sbDg
template < typename T > 20n%o&kG]8
struct result_1 oUCS|
{ sek6+#|=
typedef int result_type; h!Z Z2[
} ; ER/\ +Z#Z
B>1M$3`E
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 0H;"5
R,uJK)m
template < typename T > Wn b)*pPP
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const >Zi|$@7t-
{ K~P76jAe$
do HE9.
k.sS
{ "MW55OWYU
act(t); 1LV|t+Sex
} "tpvENz2s
while (cd(t)); *
.oi3m
return 0 ; \%Pma8&d
} R%Kl&c
} ; t!NrB X
(q055y
k&n\
=tKN
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 4U_rB9K$
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。 o-~-F+mj#
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。 gGF$M
`
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。 ^.nwc#
下面就是产生这个functor的类: ?SBh^/zf
3L%Y"4(mm
w;@`Yi.WQ
template < typename Actor > goG]WGVr
class do_while_actor bDxPgb7N=
{ N)`tI0/W
Actor act; x*3@,GmZl
public : y[TaM9<
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} FI80vV7
&p