一. 什么是Lambda >X[:(m'
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 -=lL{oB1
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, 7On.y*
lHliMBSc
$t6t 6<M)
SY.koW
class filler g@t..xJ,
{ `6YN/"unfp
public : D5Jg(-
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} V2;Nv\J\
} ; fQ.S ,lMe
&eO.h%@
+|<bb8%
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: 7^@ 1cA=S
"9X(.v0ze
.;U?%t_7
^?q(fK%
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 9J_vvq`%`
?J+*i
d
Zu~t )W
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 2h}FotlO
"-5FUKI-
Mu.oqT
9)[)07
二. 战前分析 .W9
*-
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 P uQ
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 U5F1m]gFr
bz,"TG[
=_6 Q26
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); yk^2<?z>2
/* --------------------------------------------- */ ,s}7KE
vector < int *> vp( 10 ); 1j}e2H
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 8MU7|9 Q
/* --------------------------------------------- */ BHkicb ?
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); U3M;{_g
/* --------------------------------------------- */ A??a:8id^
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); jCx*{TO
/* --------------------------------------------- */ ;<cCT!A
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); "}[ ]R
/* --------------------------------------------- */ OB+ cE4$
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); kA2)T,s74
>h9~
/
ljg6uz1v%
`USze0"t0:
看了之后,我们可以思考一些问题: ^"uD:f)
1._1, _2是什么? n"~K",~P
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。 iHdX
2._1 = 1是在做什么? 8@6*d.+e
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。 :2b*E`+
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。 <I?f=[
=8]Ru(#Ig
b
ts*qx&)
三. 动工 PKGqu,J,
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: )1YGWr;ykS
p lzwk>b_
a@? Bv
4VA]S
template < typename T > dry%aT
class assignment v9gaRqi8
{ :efDPNm5
T value; Tjj27+y*\
public : qr*e9Uk^
assignment( const T & v) : value(v) {} HuxvIg
template < typename T2 > 'I[xZu/8yg
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } ^R+CkF4l l
} ; !_dW
`
{=Py|N\\t
pUgas?e&
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 q #8z%/~k
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment !:_krLB<
!l9#a{#6l
~ihi!u%~}
XNBzA3W
class holder GIK.+kn\
{ ?]}=4
public : D{+D.4\
template < typename T > 1P BnGQYM
assignment < T > operator = ( const T & t) const F=UW[zy/[
{ pC&i!la{o}
return assignment < T > (t); 09iD| $~
} [eDRghK
} ; g)<[-Q1
Lk)TK/JM)
1"1ElH
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: TP`"x}ACa?
#yCnM]cEn
static holder _1; j{m{hVa
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 PhmtCp0-7-
m
.En!~t
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); tU8aPiUl
而不用手动写一个函数对象。 e.|t12)L "
E/d\ebX|
Hjy4tA7,l
fKs3H?|
四. 问题分析 CZCVC (/u
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 2\Yv;J+;
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 z-nV!#
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 /DSy/p0%
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 RS7J~Q
下面我们可以对这几个问题进行分析。 +J !1z
A<[w'"
五. 问题1:一致性 Z~"8C Kz
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| !U1V('
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 z+?48}
i_$?sg#=yk
struct holder 2bpFQ8q
{ 7.
eiM!7g
// "W"r0"4
template < typename T > *MN("<A_
T & operator ()( const T & r) const t\ 9Y)d
{ 1| xKb(_l
return (T & )r; OJLyqncw
} A+hT2Ew@t}
} ; w6l56CB`
vXR27
这样的话assignment也必须相应改动: `u8=~]rblj
x=1Sbs w{
template < typename Left, typename Right > pzDz@lAwR
class assignment V##T G0
{ O$Dj_R#
Left l; J]&nZud`
Right r; e" p5hpl
public : y)`q% J&
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} pf_`{2.\uO
template < typename T2 > \j vS`+
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 3,@|kN<
} ; =ZARJ40L
3>^S6h}o
同时,holder的operator=也需要改动: l{3ZN"`I
Mwd.S
template < typename T > /^[K
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const p,2H8I){
{ tkhEjTZ
return assignment < holder, T > ( * this , t); V8z*mnD
} 'i8?]`
T
"(E%JAwZ^W
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 bzX/Zts
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 d|$-Sz
/_/Z/D!
return l(rhs) = r; +hMF\@
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。 ^|%7}=e
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: vP/sG5$x
.J9\Fr@
template < typename Tp > ev(E
class constant_t yTU'voE.|
{ VD2o#.7*eu
const Tp t; X#u< 3<P
public : ltmD=-]G_
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Oat
#%
template < typename T > KU;m.{
const Tp & operator ()( const T & r) const #0/^v*
{ vXcgl
return t;
8B7,qxZ
} V?z-Dt C
} ; v!rOT/I
>qynd'eToR
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
1O@cev;
下面就可以修改holder的operator=了 `k'Dm:*`u4
Bd*\|M
template < typename T > ;Q%3WD
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const q|R$A8)L.
{ )N]%cO(^
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); Hbz,3{o5
} ZUeA&&{
("j*!Dsd
同时也要修改assignment的operator() #Xd#Ncj
C)qP9uW
template < typename T2 > -*&C "%e
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } `v$Bib)
现在代码看起来就很一致了。 1"HSM=p
KXga{]G:
六. 问题2:链式操作
5v-o2
现在让我们来看看如何处理链式操作。 H.:
[#
a
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 7!E7XP6,~>
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 .(8eWc YK
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 H3"D$Nv
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct I45\xP4i
;Ajy54}7
template < typename T > p9$=."5
struct result_1 oq }Q2[.b
{ QCk(qlN'h9
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ;X2 (G
} ; X~Vr}
>c:- ;( k
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: *;C8g{
LC:bHM,e
template < typename T > vdN0YCXG
struct ref i#y3QCNqf^
{ jo8;S?+<|?
typedef T & reference; 0NWtu]9QC
} ; P(BV J_n
template < typename T > 7Y(ySW
struct ref < T &> aF\?X&|
{ (">gLr
typedef T & reference; s%R'c_cGZ
} ; NQ(}rr'.
c;e2=
A
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: f~D>
*<L4-
P>t[35/1
template < typename T > A{Q :,S)
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const .%4{zaB
{ ~|~j01#
return l(t) = r(t); /8` S}g+
} :i6k6=
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。 h}U\2$5
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 6uijxia
sm>Hkci%
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 _8'F I_E3
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: Y Hv85y
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ZkJYPXdn?
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 '?~k`zK
最后的布局是: a,U =irBA
Add X=p~`Ar M{
/ \ q#RVi8('
Divide 5 ~4mgYzOmD`
/ \ fxQN
_1 3 a]465FY
似乎一切都解决了?不。 @:. 6'ji,`
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 66%#$WH#
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。 %L./U$
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: %Iv0<oU
mdOF0b%-]
template < typename Right > g'`J'6Pn
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const rY>{L6d
Right & rt) const t$=0 C
{ 3
SQ_9{
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 3X{=*wvt
} X!n-nms
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 $2^V#GWo
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 4.3Bz1p
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 MWCP/~>a2
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 (*%+!PS
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 x]k^JPX
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? J680|\ ER
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: HFx8v!^5N
^AD/N|X^
template < class Action > ?#\?&uFJ}
class picker : public Action h"YIAQ',
{ 'W$jHs
public : b=QO ^
picker( const Action & act) : Action(act) {} CPGXwM=
// all the operator overloaded )E^4\3^:
} ; EG0NikT?
-)?~5Z
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。 9h$-:y3
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: ;=Bf&hY&
vdNh25a<h
template < typename Right > JPiC/
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const Gn;eh~uw;l
{ 9\Mesf1$o
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Uz H)fB
} "aP>}5<h
(^9q7)n
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > }x-~>$:"
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 mxQS9y
m5zP|s1`['
template < typename T > struct picker_maker r[M]2h
{ d Z"bc]z{
typedef picker < constant_t < T > > result; iAT&C`,(&
} ; ?i(Tc!
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > tZU"Ud
{ OV>T}Fq
typedef picker < T > result; :
Ot\l
} ; +]CKu$,8
Sd^e!?bp
下面总的结构就有了: j>?H^fB
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。 !V@Y \M
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。 w_,.
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 >H5BY9]I
至此链式操作完美实现。 ahS*YeS7
m3 (fr
Nf0b?jn-
七. 问题3 %nOBs ln
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。 ))G%C6-
Zu\#;O
template < typename T1, typename T2 > 'iMI&?8u
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const XOgX0cRC4
{ Fdu0?H2TL
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); xYM/{[
} qJ"dkT*
>|@ /GpD
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: ID'@}69.S
%'4dgk
template < typename T1, typename T2 > lUCdnp;w'
struct result_2 eiP>?8
{ }%$9nq3
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; x gaN0!
} ; )/bt/,M&}
;5" r)F+P
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? 3$l'>v+5{
这个差事就留给了holder自己。 _*bXVJ
]
Kj}hb)HU
?)4|WN|c_
template < int Order > :;{U2q+
class holder; %Dsa
~{
template <> Gu*;z% b2
class holder < 1 > &}:Hp9n
{ ]4uIb+(S
public : i0p"q p
template < typename T > @%ChPjN
struct result_1 r^ #.yUz
{ 6n%^
U2H/-
typedef T & result; ;?z b ( 2
} ; UTin0k
template < typename T1, typename T2 > S:rW}r J
struct result_2 I7BfA,mZ7
{ dHf_&X2A
typedef T1 & result; X?4tOsd
} ; 4X#>;
template < typename T > OX|/yw8
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const KQ3)^J_Z
{ 8"8sI
return (T & )r; 2',t@< U
} g"#R>&P
template < typename T1, typename T2 > #0G9{./C
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const K Qub%`n
{ v{?9PRf\s
return (T1 & )r1; JO+ hD4L
} "vU:qwm
} ; )_xM)mH
zFB$^)v"<
template <> l4;/[Q>Z
class holder < 2 > 7OC,KgJ3
{ TrkoLJmB
public : mjBXa
template < typename T > 0qJ(3N
struct result_1 <ezvz..g
{ Q$kSK+ q!
typedef T & result; C+y:<oo)
} ; er l_Gg
template < typename T1, typename T2 > a&XURyp
struct result_2 $G*$j!
{ O$$s]R6
typedef T2 & result; tV#x{DN
} ; ]lZ!en
template < typename T > $ZQP f
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const +Icg;m{
{ uo 7AU3\
return (T & )r;
x,>@IEN7
} I"T_<
template < typename T1, typename T2 > M5Pvc
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const p_P'2mf
{ gtCd#t'(V
return (T2 & )r2; Q4c>gds`
} (q:L_zFj>"
} ; ^P&y9dC.
@xO<~
gfih;i.pY
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 f>p;Jh{2fn
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: "hs`Y4U
首先 assignment::operator(int, int)被调用: q'c'rN^
0%'&s)#
return l(i, j) = r(i, j); ,VJ0J!@
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) #\t?`\L3
BS+N
return ( int & )i; )ALf!E%{
return ( int & )j; &*MwKr<y
最后执行i = j; Qy@chN{eP
可见,参数被正确的选择了。 a8Ci 7<V
@uT\.W:Q2
e:!&y\'"9
_?O'65
9Z
rWG
八. 中期总结 0[9A*
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: ;'R{b$B;|
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 f5d"H6%L
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 d;;]+%
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor *Pw;;#\B
mv<z%y?Oj
.xCO_7Rd
mpXco *!_
}2V|B4
!cp
,OrO\
九. 简化 0'z$"(6D
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 dO rgqz`e
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ;f0+'W
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: EV2whs2g
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 (K^9$w]tf
+-*/&|^等 7(Y!w8q&^
2. 返回引用。 cKFzn+
=,各种复合赋值等 J<u,Y= -~
3. 返回固定类型。 6D3fkvcZ
各种逻辑/比较操作符(返回bool) M,q'
4. 原样返回。 '$q'Wl)
operator, 3V LwMF?
5. 返回解引用的类型。 GfL}f9
operator*(单目) H:y.7
6. 返回地址。 jD$T
operator&(单目) ,MuLu,$/
7. 下表访问返回类型。 F}2U8O
operator[] ak0KrVF
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 3DMfR
ofg
operator<<和operator>> )bw^!w)
C4TJS,!1rH
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 AEOo]b*&d
例如针对第一条,我们实现一个policy类: "2N3L8?k
`!>zYcmT
template < typename Left > o&fAnpia=
struct value_return K(Zd-U
{ zZ
OoPE
template < typename T > BLuILE:$
struct result_1 Qh%7RGh_
{ }qi6K-,oU
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; s|%mGt &L
} ; >umcpkp-h
X.%Xi'H
template < typename T1, typename T2 > }bAd@a9>3
struct result_2 IAhyGD{b
{ @,pO%,E6
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; OZQhT)nS]
} ; @C~TD)K
} ; *N[.']#n
W>bhSKV%
zp,f}
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait vA;ml$
:*)~nPVV
下面我们来剥离functor中的operator() p_!Y:\a5
首先operator里面的代码全是下面的形式: Bx j6/a7Xd
2W$c%~j$2
return l(t) op r(t) CNM/}|N^Si
return l(t1, t2) op r(t1, t2) c{V0]A9VF
return op l(t) #xm<|s
return op l(t1, t2) /vD5C
return l(t) op UVxE~801Y
return l(t1, t2) op 1Jd82N\'
return l(t)[r(t)] zPH1{|H+l
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] toX4kmC
hy3[MOD$G
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: /n/U)!tp
单目: return f(l(t), r(t)); 'g|%Ro/
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); MS_&;2
双目: return f(l(t)); ipw _AC~
return f(l(t1, t2)); aVO5zR./)
下面就是f的实现,以operator/为例 rcF;Lp :
` {k>I^Pg
struct meta_divide cx1U6A+
{ %0Ulh6g;Dt
template < typename T1, typename T2 > V7[Dvg:W
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) NA]7qb%%<
{ &z
1A-O
v
return t1 / t2; slDxsb
} ryW1OV6?_0
} ;
OMvwmm
^ Gq2"rDM
这个工作可以让宏来做: T9*\ITA
|pqLwnOu
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 9hmCvQgtf
template < typename T1, typename T2 > \ -EF(J
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; N#bWMZ"
以后可以直接用 wI1[I
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) Z?ZcQ[eC
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 jMzHs*:
(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。。。) G"5Nj3vd
B(:Kw;r?
>#$(M5&}-
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 o~NeS|a
?\<2*sW [k
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ga4 gH>4
class unary_op : public Rettype l^uP?l"
{ mB"zyL-
Left l; E,c~.jYc
public : x/[i &Gkv
unary_op( const Left & l) : l(l) {}
]vXIj0:
[YHvyfk~_
template < typename T > 95T%n{rz
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const _-%ay
{ "f!*%SR:
1
return FuncType::execute(l(t)); $a15
8
} !V+5$TsS
YUT"A{L
template < typename T1, typename T2 > ,^26.p$
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const )_GM&-
{ fX[,yc;
return FuncType::execute(l(t1, t2)); ,*E%D _
} D4
{gt\V
} ; @!0j)5%
x^+ C[%
66p_d'U
同样还可以申明一个binary_op o4w+)hh
XhWMvme
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > UM|GX
class binary_op : public Rettype Kzo{L
{ 2Mu-c:1
Left l; n
'P:
Right r; "*+epC|ks
public : _N/]&|.. !
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} KS*W<_I
1G.+)*:3
template < typename T > W.MJyem
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const R#Bt!RNZ
{ JO :m:
M
return FuncType::execute(l(t), r(t)); ?z:xQ*#X
} LaN4%[;X1-
5Hr(9)
template < typename T1, typename T2 > \M>AN
Z}
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const YLSG
5vF+
{ R)<Fqa7Tm
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); Z]w_2- -
} :6HMb^4
} ; }-r"W7]k
]\#RsVX
oC4rL\d{
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 RK rBHqh@
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 )B}]0`z:P
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) Nz!AR$
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。 3g-}k
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! rBr28_i
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。。。 k;LENB2iv
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Cs]xs9
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) "hy#L
0\t
下面是修改过的unary_op )s6tjlf8
$<ZX};/D
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > =WO{h48]
class unary_op TS
UN(_XGW
{ Llk`
Left l; vm4]KEyrX
r5s*"z
public : i^QcW!X&
jBE=Ij
unary_op( const Left & l) : l(l) {} "UAW
"4"L"lJ
template < typename T > Qz$.t>@V=
struct result_1 0hNc#x6
{ pn
=S%Qf]
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; V).M\
} ; GbL,k?ey
4e%SF|(Y'h
template < typename T1, typename T2 > /1OhW>W3eH
struct result_2 aX~iY ~?_
{ /5=A#G
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; f3596a
} ; a(J~:wgd
SQz>e
template < typename T1, typename T2 > l[.pI];T
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 5,mb]v0k
{ gqC:r,a
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); BRW
} 7vHU49DV
54'z"S:W
template < typename T > 3gGF?0o
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const |bBYJ
{ ZAiQofQ:2
return OpClass::execute(lt(t)); ]0O pd9
} ^$T>3@rDB
1= <Qnmw
} ; ~Aq UT]l
35,SP R
a]ftE\99
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug e8gD(T
好啦,现在才真正完美了。 f|<
*2Mk
现在在picker里面就可以这么添加了: t=yM}#r$
qQ|v~^
template < typename Right > +q=/}|
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const >yL8C:J9
{ cy}2~w&s4
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); R"82=">v
} RQh4RUm
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。 icnp^2P
c5t?S@b
"0]i4d1l
V=
.'Db2D
W{0<ro`
十. bind *.i`hfRc
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。 nNL9B~d
先来分析一下一段例子 WJg?R^
QU\|RX
,Z52dggD
int foo( int x, int y) { return x - y;} py,z7_Nuh
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 M/#<=XhA
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 [1Vh3~>J6
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。 un..UU4
我们来写个简单的。 W/&cnp\
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: OP>'<FK
对于函数对象类的版本: fwOvlD&e
]^.#d
template < typename Func > jLZ~9FXF2
struct functor_trait \a}%/_M\
{ ffSecoX
typedef typename Func::result_type result_type; rt."P20T
} ; Z!ub`coV[
对于无参数函数的版本: 0h#' 3z<
Gh@QR`xxc
template < typename Ret > c"fnTJXr79
struct functor_trait < Ret ( * )() > q,+d\-+
{ _STN ^
typedef Ret result_type; P/0n)
Q
} ; j4Lf6aUOX
对于单参数函数的版本: y=q\1~] Z
)TV'eq
template < typename Ret, typename V1 > QDyL0l{C
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > \5O4}sm$*
{ zQD$+q5h
typedef Ret result_type;
4INO .
} ; F7L+bv
对于双参数函数的版本: 4egq Y0A
RELLQpz3
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > CxwZ$0
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > +e4o~p
{ S^~GI$
typedef Ret result_type; >D*L0snjV
} ; jYuH
zf
等等。。。 &grT}
然后我们就可以仿照value_return写一个policy H{9di\xnEm
^TnBtIU-B
template < typename Func > p"Fj6T2
struct func_return LL.YkYu
{ q(_pk&/
template < typename T > 4WDh8U
struct result_1 nV
GrW#'E
{ 3C2L _ K3
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; RV7l=G9tq
} ; RXLD5$s^
CYs:P8^
template < typename T1, typename T2 > MSsboSxA
struct result_2 ] S]F&B
M|
{ 7pmhH%Dn$
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; vBKBMnSd
} ; ZOfyy E
} ; hesL$Z [
,%yjEO
pT.iQ J|
最后一个单参数binder就很容易写出来了 .J'}qkz~
h_Q9c
template < typename Func, typename aPicker > 0I& !a$:
class binder_1 {_l@ws
{ Bo_Ivhe[m
Func fn; 9>\s81^
aPicker pk; b=`h""u
public : xR\$2(
/J8y[aa
template < typename T > (wnkdI{
struct result_1 ErHbc2
{ ;ukwKfs
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 9:IVSD&"Rf
} ; Z6A*9m
]xfu@''
template < typename T1, typename T2 > Tf<1Z{9
struct result_2 F3i+t+Jt
{ Hq3"OMG q
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; +A3@{2
} ; CsJw;]dYI
x{j|Tf3,G
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} J9zSBsp_
YrL:!\p.
template < typename T > ,QdUfM
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 5ZSV)$t
{ g%Sl+gWdJ
return fn(pk(t)); V*2uW2\}
} :q<8:,rP
template < typename T1, typename T2 > 00[Uk'Q*5
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const n0:'h}^
{
a2SMNC]
return fn(pk(t1, t2)); xJ:15eDC
} LaG./+IP
} ; pMe'fC~*
MOKg[j
0V@u]
一目了然不是么? -O:+?gG
最后实现bind Ux2(Oph
#;#
V1
4
>at#Zc
template < typename Func, typename aPicker > =rMT1
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) nm_]2z O
{ $0~H~-
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); s=h
} '%vb&a!.6
5IE 2&V
2个以上参数的bind可以同理实现。 tXV9+AJ
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。 d<r=f"
P4-`<i]!S
十一. phoenix q;3.pRw(
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: N0,wT6.
*/;[ -9
for_each(v.begin(), v.end(), F#*vJb)
( *$1M=$
do_ u^8:/~8K
[ Y!N*J
cout << _1 << " , " M{<cqxY
] BqC!78Y/e
.while_( -- _1), w]J9Kv1)-
cout << var( " \n " ) )7l+\t
) e)]9u$x
); $vlq]6V8
sKVN*8ia
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: $!)Sgb
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor xDD3Y{K
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 t;!vjac
那么我们就照着这个思路来实现吧: d!mtSOh
ms@*JCL!t
^V#9{)B
template < typename Cond, typename Actor > FAkjFgUJp
class do_while Ue^2H[zs-
{ ~za=yZo7(
Cond cd; >~8;H x].d
Actor act; ;[V_w/-u
public : _w0t+=&
template < typename T > ^1^k<
struct result_1 :L*"OT7(6
{ bi;?)7p&ZY
typedef int result_type; T[]2]K[&B
} ; ,K'>s<}
VJmX@zX9
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} >77N5>]e
Y_tLSOD#/
template < typename T > veIR)i@dx
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const /n;Ll](ri
{ Q\|72NWS
do 2#:/C:
{ (C>FM8$J
act(t); 4=!SG4~o
} yr?*{;
while (cd(t)); a+sHW<QeS
return 0 ;
AV{3f`
} l$N
b1&
} ; 6bF?2 OC
91d@/z
. J[2\ "W
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). t[* ;v
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 o8Vtxnkg
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 u>SGa @R)
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 exT
O#*o
下面就是产生这个functor的类: ~b;l08 <
D1]%2:
H'7AIY}
template < typename Actor > |W4
\
class do_while_actor hqrI%%
{ C%_^0#8-0
Actor act; Ww-%s9N<
public : #2l6'gWE0
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} &9X`tCnL
db#QA#^S
template < typename Cond > ]k~Vh[[
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; NsDJq{
} ; ,S[,F0"%
j}$dYbf$
65X31vU
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 v|uY\Z
最后,是那个do_ tVVnQX
|:yQOq|
k.=67L
class do_while_invoker a Mp*Ap
{ B^g+_;
public : banie{ e
template < typename Actor > lCT N
dW+=
do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const 2c:H0O
0o
{ Dlz||==
return do_while_actor < Actor > (act); :aHD'K
} 'D#iT}Vu
} do_; eLE9-K+
*:
)hoHp&