一. 什么是Lambda
I6!5Yj]O" 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
+|iYg/2 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,
AK!hK>u` }n_p$g[Nj/ ;Q;[*B=kE wC_l@7t class filler
Ny- [9S-< {
Yap?^&GV public :
G!N{NCq void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
A-
YBQPE } ;
JA)?p{j tR0pH8?e" z4#(Ze@u~_ 这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决:
!" #9<~Q,p <h).fX fWc|gq ;22l"-F for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
CT9 xT&(n/ 2T@GA1G 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
6VP`evan im7nJQ^H$q K;hh&sTB 1=sXdcy; 二. 战前分析
Q5{Pv}Jx 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]b,7QuNz 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
'^BV_ QQ !Z!g:II
/ X,aYK;q%z for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
\0l>q , /* --------------------------------------------- */
PNF?;*`-{7 vector < int *> vp( 10 );
VGHWNMT transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
s>k Uh /* --------------------------------------------- */
do*}syQ`O sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
I:bD~Fb3 /* --------------------------------------------- */
vu!d)Fy int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
QxuhGA /* --------------------------------------------- */
p.I.iAk%G^ for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
7(M(7}EKA /* --------------------------------------------- */
w=]Ks'C] for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
$Nrm!/)*'} <~TP#uAz pLa[}= f4-a?bp 看了之后,我们可以思考一些问题:
XC 7?VE 1._1, _2是什么?
" 96yp4v@ 显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
%*aJLn+]_R 2._1 = 1是在做什么?
Jd\apBIf 既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。
9)xUA;Qw?z Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。
)VL96 did :@W.K5 NNhL*C[_7 三. 动工
Xs&TJ8a 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
Pq*s{ V.ht,
~l Zwcy4>8 >Vy>O&r template < typename T >
}i{sg# class assignment
<FMq>d$\ {
[b{CkX06 T value;
aQ^umrj@?9 public :
b" xmqWa assignment( const T & v) : value(v) {}
CT0l!J~5m~ template < typename T2 >
7Dnp'*H T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
l`kWz5[~ } ;
5aad$f >hBxY]< \ 1im^17X 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
+_XmlX A3Z 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
q~CA0AR +*\X]06 }N_NvY SN4Q))dAU class holder
`%+ mO88o {
xq6cKtSv public :
,+`61J3W template < typename T >
(-]r~Ol^ assignment < T > operator = ( const T & t) const
-a*K$rnB {
[I4ege> return assignment < T > (t);
1/p*tZP8i }
{G <kA(Lm } ;
QL6C,#6 Kp+CH7I* Rqwzh@} 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:
~GE$myUT\p =@TQ>Qw%b static holder _1;
o=FE5"t Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
eC5 $#,HiC ^pM+A6
XY for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
$+.l*] 而不用手动写一个函数对象。
l3N I$Zu $/6;9d^ 2[0JO.K
4 G'YH6x, 四. 问题分析
omWJJ|b~ 虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。
w9
w%&{j 1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。
u77E! z4Uz 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
vI$t+m: 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
s@MYc@k 下面我们可以对这几个问题进行分析。
~Lc066bLeq Y+K|1r 五. 问题1:一致性
@EE."T9 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?|
-hC,e/+ 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
r`c_e)STO qY\f'K}Q* struct holder
b64
@s2] {
x `V;Y]7' //
n$xQ[4eH) template < typename T >
'`1CBU$ T & operator ()( const T & r) const
(98Nzgxgx} {
42>Ge>#F return (T & )r;
Qt]Q:9I[ }
e#/E~r& } ;
8kP3+ &rkEK4 这样的话assignment也必须相应改动:
p4V eRJk% N'xSG`,Mg template < typename Left, typename Right >
(E]!Z vE class assignment
A(]H{>PMy {
jqr1V_3( Left l;
;S xFp Right r;
5k|9gICyd* public :
eT2*W$ assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
h*u`X>!! template < typename T2 >
;gC| T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
fwzb!"!.@ } ;
V.wqZ {G 64:fs?H 同时,holder的operator=也需要改动:
mo~*C p }[zt#v template < typename T >
=IAsH85Q assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
qY 4#V k {
Xl74@wq return assignment < holder, T > ( * this , t);
Ts~L:3oaQ }
9'hv%A:\3 };'\~g,1 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。
%LYnxo7#C 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
xq"Jy=4Q* A)ipFB
6K return l(rhs) = r;
u.rY#cS,-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。
yoAfc 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
]({~,8s 43V}#DA@ template < typename Tp >
Pz$R(TV class constant_t
q\\gpCgp {
ax
41N25 const Tp t;
DNP13wp@ public :
C*nB constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
}MUn/ [x template < typename T >
If%/3UJ@ const Tp & operator ()( const T & r) const
Z4IgBn(Z_} {
#nh|=X return t;
1
hg}(Hix }
JmEj{K<3I } ;
B:7mpSnEQ BL&LeSa 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
(rg;IXAq% 下面就可以修改holder的operator=了
KD^N)&k^Kp ;2Q~0a| template < typename T >
vX ] Gf4, assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
sUE?v9 {
&>H!}"Yk return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
!Ra*)b" }
mS0udHod }`+B=h-dW 同时也要修改assignment的operator()
_ 84ut Ks}Xgc\ template < typename T2 >
,-z9 #t T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
}%D^8>S 现在代码看起来就很一致了。
&IlU|4`R% `Qeg 六. 问题2:链式操作
=N 5z@;! 现在让我们来看看如何处理链式操作。
1!>Jpi0 其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。
2h%z ("3/ 事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。
;j2vHU#q- 比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。
NzNA>[$[ 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
aN(|'uO@ qoAj]
") template < typename T >
`mN4_\] struct result_1
"*})3['n {
rb{P :MX typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
jbR0%X2 } ;
E\C9|1) jMpD+Mb 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:
0>zbCubPH V%Sy"IG template < typename T >
u_rdmyq$x/ struct ref
_SA5e3# {
cp o-. typedef T & reference;
U)3DQ6T99 } ;
fNrgdfo template < typename T >
D.mHIsX6\ struct ref < T &>
W2.qhY 5 {
~/*MY typedef T & reference;
`UBYp p } ;
gJM`[x`T Y/7 $1k 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
H@l}WihW !fj(tPq template < typename T >
uIZWO.OdU typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
"U7qo}`I {
5YrBW:_OI return l(t) = r(t);
}*L(;r)q }
<qGu7y" 可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。
y{N-+10z 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
q&d~
\{J nMJ#<'v^!2 有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么
P+$:(I _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
QcpXn4/* _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
l<);s +5 调用divide的对象返回一个add对象。
\<g*8?yFs 最后的布局是:
p}cw{ Add
y '!m4- / \
.?l\g-;= Divide 5
0'IBN} / \
73){K?R _1 3
x7$}8LZ"B 似乎一切都解决了?不。
I(XOE$3 你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。
y:6; LZ9[ 如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。
_8E/)M OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码:
^#sU*trr Dtj&W<NXo template < typename Right >
G.UI|r/Kz assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
gg8Uo G Right & rt) const
h2D>;k {
%Z1N;g0 return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
s~Te }
bcYF\@}; 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
6H7],aMg$A 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#lo$# 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。
!@v7Zu43, 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。
@mfEKU! 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。
^f(@gS}? 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?
^U!0-y 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:
4F{70"a GP#aya template < class Action >
ej"+:."\e class picker : public Action
5s].
@C8 {
9th,VnD0 public :
r
>nG@A picker( const Action & act) : Action(act) {}
OE- gC2&Bm // all the operator overloaded
~Rr~1I&mR, } ;
3p'I5,} Cid
;z 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。
gdQvp=v] 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:
zO iu5 -jiG7OL template < typename Right >
OtNd,U.dE picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
1 9CK+;b {
n<u
$=H return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
X)% A6M }
qXwPDq/ &mx)~J^m Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
Dg?:/=,=9r 使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。
Bf8jPa/ v%iflCK template < typename T > struct picker_maker
\:UIc*S {
~W-PD typedef picker < constant_t < T > > result;
Uw7h=UQh } ;
c(~[$)i6 template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
T]c%!&^_ {
5wDg'X]>V typedef picker < T > result;
XD2v*l|Po } ;
(P:<t6;+ k-^mIJo} 下面总的结构就有了:
&*aIEa^ 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。
6g)GY"49 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。
Nb'''W-iu picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
V]db'qB\ 至此链式操作完美实现。
VB*oGG ?snp8W-WB 4v{o 七. 问题3
|0f>aZ 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。
"9Q40w\ =D<PVGo9 template < typename T1, typename T2 >
Rw0qcM\>| ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
mrF58Uq;A {
XMu9 Uk{| return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
Jh!I:;/ }
UWo]s. pz.JWCU1 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:
JAem0jPC8 }*S `qW;B template < typename T1, typename T2 >
yvO{:B8% struct result_2
YF>m$?; {
#6HA\dE typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
t,+nQ9 } ;
wG-HF'0L ia+oX~W!VR 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?
HK0!P* 这个差事就留给了holder自己。
Su/6Q$0 t SS WP~
t LAS'u"c| template < int Order >
2so! class holder;
9^#c|
0T template <>
7%|~>
class holder < 1 >
6"&6`f {
Oagsoik public :
%_%Q8,W template < typename T >
#W.#Hjpp struct result_1
2Tp1n8FV {
U!*M*s typedef T & result;
/n{omx } ;
#PH~1`vl template < typename T1, typename T2 >
IS &ZqE(`e struct result_2
NUWDc]@J* {
dQA'($ typedef T1 & result;
9CWezI+ } ;
+b3RkkC template < typename T >
1e{IC= typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
`n@*{J8 {
{CGUL|y return (T & )r;
_C*fs<# }
@] DVD template < typename T1, typename T2 >
nz=GlO'[ typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
q(.sq12<<W {
3 09hn return (T1 & )r1;
I%j|D#qY:T }
R5-@ } ;
P"IPcT%Ob% %u5L!W& template <>
CFMo)" class holder < 2 >
RbP6F*f {
'}Z~JYa0 public :
sHt].gZ template < typename T >
lvBx\e;7P struct result_1
koZ*+VP= {
jD<{t typedef T & result;
uXJ;A * } ;
vZaZc}AyL template < typename T1, typename T2 >
U4C 9<h& struct result_2
2a`o
&S {
L\xk:j1[ typedef T2 & result;
kwo3`b } ;
KyYM fC template < typename T >
gM
u"2I5 typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
Ybs\ES'?A {
>_-s8t=| return (T & )r;
zuJ@E=7 }
KWowN; template < typename T1, typename T2 >
e478U$ typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
/'l{E {
`(ue63AZ return (T2 & )r2;
~obqG!2m }
6;\I))"[ } ;
~=6xyc/c +eK"-u~K jET{Le8i 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> >。
hIs4@0 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
-.u]GeMy 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
:t8b39 @"Fme-~ return l(i, j) = r(i, j);
j,lT>/ 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
S1Wj8P- *`ua'"="k return ( int & )i;
dJeNbVd return ( int & )j;
)_syZ1j 最后执行i = j;
; >hNt 可见,参数被正确的选择了。
&5fJPv & c'>/ )wam8k5 ([T>.s `scR*]f1+ 八. 中期总结
#~}nFY. 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:
Wuc S:8#| 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
ZM!CaR 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
_~IR6dKE 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
X0bN3N LtWP0@JA S;3R S; /YP{,#p BP'36?=Zo -3t7* 九. 简化
\qdHX 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。
s C%&cRQD 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
42_`+Vt]d7 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:
;f0I
8i,JN 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
D/Z6C&/I +-*/&|^等
$+8cc\fq 2. 返回引用。
Pk{_(ybaY =,各种复合赋值等
bv]`!g:
C 3. 返回固定类型。
:|V$\!o'U 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
\HxT@UQ)~ 4. 原样返回。
]qethaNy operator,
[,t*Pfq'W8 5. 返回解引用的类型。
gPNZF\ r operator*(单目)
1an^1! 6. 返回地址。
T! Y@`Ox operator&(单目)
R}
eN@#"D 7. 下表访问返回类型。
kO.%9wFbz operator[]
=x%dNf$e{W 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
fxgPhnaC> operator<<和operator>>
4ni<E* #C~+JL 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。
rq8K_zp 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
<Swt); Qi,j+xBp template < typename Left >
[-65PC4aN struct value_return
iV5yJF{ZH {
s:>VaGC template < typename T >
~("5yG struct result_1
\rx3aJl {
*xx'@e|<; typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
X[*<NN } ;
0Is,*Srr a]JYDq`,3 template < typename T1, typename T2 >
BWeA@v struct result_2
RkH W
{
x[wq]q#* typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
fM]+SMZy } ;
Y l4^AR& } ;
M>wYD\oeg ~bM4[*Q7 wxR,OR 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
0LPig[ 3QV *% 下面我们来剥离functor中的operator()
nHnK)9\ N 首先operator里面的代码全是下面的形式:
$:=A'd2 ciFmaM. return l(t) op r(t)
q!{y&.&\ return l(t1, t2) op r(t1, t2)
*rM^;4Zt return op l(t)
,0~^>K return op l(t1, t2)
G"-?&)M#a return l(t) op
(7mAt3n
k return l(t1, t2) op
T%.8'9 return l(t)[r(t)]
%824Cqdc return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
6*PYFf` _7Rr=_1} 很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式:
4^p5&5F 单目: return f(l(t), r(t));
JmF l|n/H return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
iQ tNAj 双目: return f(l(t));
o1-m1 <ft return f(l(t1, t2));
6CV*
Z\b 下面就是f的实现,以operator/为例
|jQ:~2U| =}lh_ struct meta_divide
8ZM?)#`@{ {
5m*iE*+ template < typename T1, typename T2 >
WQ~;;.v# static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
<Y*+|T+&d {
:=}US}H$ return t1 / t2;
Upc+Ukw }
j>*R]mr6 } ;
k52/w)Ro,$ zcel|oz) 这个工作可以让宏来做:
@GBxL*e Sc>,lIM #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
S'|,oUWDb template < typename T1, typename T2 > \
bV(Y`g static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
ujDd1Bxf? 以后可以直接用
$*SW8'],` DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
00G%gQXk, 来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数
D N'3QQn (ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。)
na#CpS;pc E=jNi 8qY79)vD4E 下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体
%b%-Ogz;4 vL|SY_:4 template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
Keuf9u class unary_op : public Rettype
t|H^`Cv6 {
cQ/5qg Left l;
R{WE\T ' public :
9*2[B"5 unary_op( const Left & l) : l(l) {}
C\3y {s w&$`cD template < typename T >
1_o],?Q typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
fRrvNj0{V {
w:%o?pKet1 return FuncType::execute(l(t));
h XfQ)$J }
{J{+FFsr( V[{6e template < typename T1, typename T2 >
CpA|4'# typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
qS403+Su1= {
_76PIR{an return FuncType::execute(l(t1, t2));
yL%K4$z }
y-T| # } ;
^M3~^lV rx $mk r#+d&.| 同样还可以申明一个binary_op
zAK+8{, O}tZ - 'T template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
4zASMu class binary_op : public Rettype
{HL3<2=o {
ZRv*!n(Ug< Left l;
D!Q">6_"z Right r;
;o^eC!:/% public :
}E+!91't.^ binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
,oN8HpGs k'gh template < typename T >
1LqoF{S: typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
6o
|kIBte- {
{G|,\O1 return FuncType::execute(l(t), r(t));
[DJ flCR& }
IM:=@a{ @AKn@T5 template < typename T1, typename T2 >
6BY-^"W5` typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
!(mjyr {
wAX1l*` return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
O#x*iI% }
J1/?JfF } ;
BHd&yIyI 2{]`W57_= aiQ>xen5C5 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
YCdS!&^UN 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
!zuxz DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
G3{Q"^S" 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。
rFIqC:= 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
/d0K7F 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。。。
M8INk,si 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
4oK?-|=? 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)
.clP#r{U 下面是修改过的unary_op
guX
9} W@ T~ly;e* template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
/+8JCp
class unary_op
$iI]MV%= {
QBtnx[ Left l;
#%`|~%`{: 9)0D~oUi public :
v$~QU{& ?;KKw* unary_op( const Left & l) : l(l) {}
zw+B9PYqX &yGaCq;0 template < typename T >
$h^wG)s2P struct result_1
,^?^dB {
|s)Rxq){"V typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
L>MLi3{ } ;
,RE\$~`w CJ(NgYC h template < typename T1, typename T2 >
'/`= R struct result_2
Uh.oErHQD {
y@ ML/9X8q typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
ykv94i?Q } ;
;E@G`=0St pM x template < typename T1, typename T2 >
|B.0TdF typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
_= +V/= {
z8{a(nK P return OpClass::execute(lt(t1, t2));
'=[?~0(B }
wyp|qIS; 0*%Z's\M" template < typename T >
iDMJicW!+F typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
:r%P.60H X {
D0g ZC return OpClass::execute(lt(t));
~}F{vm }
=Qh\D RD\ } ;
km)zMoE{c{ 7+]=- `^bgUmJ~ 该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug
D-8O+.@ 好啦,现在才真正完美了。
%T X@I$Ba 现在在picker里面就可以这么添加了:
g$HwxA9Gp/ +hn+K1 template < typename Right >
@b"t]#V(E picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
ZPiq-q {
}xBc0gr return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
}tsYJlh5 }
tYZ[68 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。
}Mo=PWI1? @|<<H3I Is]aj-#r ]GN7+8l sW)Zi 十. bind
ld3-C55 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。
~(x;5{ 先来分析一下一段例子
T;@;R% ,$1eFgY% W- i&sUgy int foo( int x, int y) { return x - y;}
Z^V6K3GSz- bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
N5* u]j bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
+u!0rLb 可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。
Wm_4avXtO 我们来写个简单的。
x8Retuv 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
i7ISX>% 对于函数对象类的版本:
K3m]%m2\ '6Ay&A3N] template < typename Func >
SxdE?uCUS struct functor_trait
(ohq0Y {
lrnyk(M}Q. typedef typename Func::result_type result_type;
/TZOJE(2j
} ;
ObLly%|i 对于无参数函数的版本:
I"Ms-zs r)Ap8?+ template < typename Ret >
j;s"q]"x] struct functor_trait < Ret ( * )() >
!6s"]WvF {
b'J'F;zh> typedef Ret result_type;
t=_J9| } ;
M%1}/!J3 对于单参数函数的版本:
Q>/C*@ A/s>PhxV template < typename Ret, typename V1 >
M7+nW ; e% struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
AK\$i$@6 {
._8KsuJG typedef Ret result_type;
A]YVs } ;
\]P!.}nX# 对于双参数函数的版本:
_Dym{!t A$#p%yb template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
`9)t[7 struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
Z-E`> {
*GxTX3i}vc typedef Ret result_type;
jov:]Bic } ;
hGd<<\ 等等。。。
@)
s,{F 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
F;=4vS]\ "`M?R;DH template < typename Func >
2kdC]|H2? struct func_return
nA
P.^_K {
L,mQ
template < typename T >
<Ard7UT struct result_1
`D`sr[3n {
[[>wB[w typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
I4i2+
*l} } ;
*g y{] $ "E).j template < typename T1, typename T2 >
\2ZPj)&-E struct result_2
xEf'Bmebk {
S/Fkw4% typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
2>86oP& } ;
'~ ,p[ } ;
][W_[0v K?s+ 3 FDVcow*] n 最后一个单参数binder就很容易写出来了
qw@puw@D (q{Ck#+ template < typename Func, typename aPicker >
LbaK={tR class binder_1
pY_s*0_ {
_Qh
z3'I1 Func fn;
?T>'j mmV= aPicker pk;
z;A>9vQ_J public :
R,9[hNHWGs Row)hx8 template < typename T >
S+'rG+NJ struct result_1
L]d-hs {
]Ar\c[" typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
r *$Ner } ;
n) k1 ({JHZ6uZ template < typename T1, typename T2 >
TjQvAkT struct result_2
*uo'VJI7_, {
vC1v"L;[o/ typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
qduWzxB } ;
nBHnkbKoy ]8icBneA~' binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
:JfE QIN DXa=|T template < typename T >
0
;b[QRmy typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
-O&CI)`;B {
VH=S?_RY> return fn(pk(t));
PH>
b-n }
_)]+hUwY template < typename T1, typename T2 >
N\HQN0d9 typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
tID%}Z v {
&}?$i7x5 return fn(pk(t1, t2));
;5tazBy&:C }
zo[[>MA } ;
^|/]( W?eu!wL#p } ~"hC3w 一目了然不是么?
x_c7R;C 最后实现bind
%I-+Ead0i QHWBAGA Pb8^ b template < typename Func, typename aPicker >
$<^u^q37u picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
"Kc>dJ@W {
wMdal:n^ return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
GrTulN? }
`)T~psT es>W$QKlo 2个以上参数的bind可以同理实现。
em\ 9'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。
Ea?XT&,
W - 十一. phoenix
Mz1G5xcl Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
?V}j`r8|\4 _UT$,0u_i for_each(v.begin(), v.end(),
-s|}Rh?Y (
qNm$Fx do_
-jn WZ5. [
UN%Vg:= cout << _1 << " , "
^S)cjH`P ]
Pt&(npjN, .while_( -- _1),
4'6`Ll|iq cout << var( " \n " )
o99pHW(E )
WBN w~|DO] );
>0dv+8Mn M/q E2L[y 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:
^{xeij/ 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
.[Ap=UYI> operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
u{FDdR9< 那么我们就照着这个思路来实现吧:
E[O<S B
I n @?4b8" _:X|.W template < typename Cond, typename Actor >
p|Q*5TO class do_while
!<UJ6t} {
7C$
5 Cond cd;
k51Eyy50( Actor act;
ZkIgL public :
f)g7
3= template < typename T >
-AhwI struct result_1
t\RF=BbJJ {
_=q!
BW typedef int result_type;
wtT}V=_ } ;
&z]K\-xp lip[n;Ir> do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
8[|UgI,>z "*;;H^d template < typename T >
/sr 2mt-Q typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
u(OW gbA3 {
eL4NB$Fb do
52.>+GC {
S.Z9$k% act(t);
fM #7 y [ }
UG'bOF4 while (cd(t));
Wm H~m k" return 0 ;
:> & fV }
<\0vR20/ } ;
TZtjbD>B >7roe []-| k^ YO%_ 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
<,AS8^$X[ 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。
_DrJVC~6@ 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。
=l.+,|ZH! 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。
[HN|\afz 下面就是产生这个functor的类:
*26334B.R {CR 5K9 16L]=&@ template < typename Actor >
50
A^bbid class do_while_actor
@]qBF]6 {
8scc%t7 Actor act;
YPzU-:3 public :
;SwMu@tg do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
-QyhwG= CiR%Ujf template < typename Cond >
sHc Td>xS picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
]`bQW? } ;
nuo Pg3Nl TRZRYm" -!0_:m3 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
bWZbG{Y. 最后,是那个do_
W5^.-B,(K ~+<olss_ {V1Pp;A class do_while_invoker
Iyd?|f" {
.XkMk|t8 public :
lQfL3`X! template < typename Actor >
[ >^PRs do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
Q#(GI2F2# {
0 a~HiIh return do_while_actor < Actor > (act);
ZhNdB }
BSq)RV/3 } do_;
GabYfUkO }<PxWZ`,\ 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
?:|-Dq, 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
bu&t'?zx! 最后来说说怎么处理break和continue
px SX#S6I 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。
c}[+h5 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 ]