一. 什么是Lambda
xnjf 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
U%-A?5 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,
#j;^\rSv- >e
lJkq| )J=! L\ m1b?J3 class filler
I2XU(pYU {
&.3"Uo\# public :
&*o=I|pQ void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
}ZYd4h|g\z } ;
)',R[|< {.`vs;U $Ph|e)p 这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决:
2'l'8 pR<`H' rV.}PtcFY @b\$ yB@z for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
1> ?M>vK n>z9K') IZf{nQ[0 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
VCYwzB ,};&tR 'I|v[G$l 0^ _uV9r 二. 战前分析
XoK:N$\}t 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。
$L`d&$Vh 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
'JtBZFq >\R+9p:o TT%M'5& for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
_IMW{ /* --------------------------------------------- */
YO`]UQ|dc vector < int *> vp( 10 );
Brw@g8w-X transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
t}a: p6D] /* --------------------------------------------- */
kb%;=t2 sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
A.F%Ycq /* --------------------------------------------- */
a"1t-x int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
#&+{mCjs /* --------------------------------------------- */
T}Tp$.gB for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
yNBQGSH /* --------------------------------------------- */
S
E<FL/x1# for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
Xxj-
6i lM`2sy 2g
`o ]2A^1Del 看了之后,我们可以思考一些问题:
;7*[Bcj. 1._1, _2是什么?
>fG3K` 显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
6{K,c@VFd 2._1 = 1是在做什么?
_`$qBw.Nx 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。
U)TUOwF 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。
299H$$WS,Z g@Z))M+ >dXGee>'M 三. 动工
e)IzQ7Zex 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
>IafUy _rMg}F" AF{\6<m yZ7&b&2nLn template < typename T >
(y'hyJo class assignment
zC:ASt {
b)#hSjWO# T value;
OG~gFZr)6 public :
n)/z0n!\ assignment( const T & v) : value(v) {}
r+!YIk template < typename T2 >
\<h0Q,e T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
-/B+T>[nTb } ;
Z3e| UAif /V8#[9K &,vcJ{. 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
,oe < 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
u]wZQl#- T wB}l nUr5Qn? hR
n <em class holder
CZe ]kXNv {
)CYGQMK public :
;1W6G=m template < typename T >
<V'@ks% assignment < T > operator = ( const T & t) const
L- iy {
qx(xvU9 return assignment < T > (t);
%QH$ipM }
_{O>v\u } ;
3Aip}<1 *"2+B&Y iozt&~o 由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上:
X #dmo/L8 :k]1Lm|| static holder _1;
h^45,E C Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
g'f@H-KCD tIi&;tw] for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
BR_1MG'{)$ 而不用手动写一个函数对象。
Z#jZRNU%ox 68|E9^`l iU918!!N f%JIp#B 四. 问题分析
ITQA0PISL 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。
w(Ovr`o?9t 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。
)}R0Y=e 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
Jrf=@m\dk 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
KkyVSoD\ 下面我们可以对这几个问题进行分析。
}Bh8=F3O
Q :VBV&l`
[ 五. 问题1:一致性
k}CVQ@nd 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?|
@IKYh{j4 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
"^[ 'y7i ;;Y!^^g struct holder
pX<`+t[ {
FXCMR\BsQ //
7"D",1h template < typename T >
]%SH> T & operator ()( const T & r) const
{W`%g^Z|H {
_ye |Y return (T & )r;
XX!%RE`M8 }
q$UJ$7=f8 } ;
Ny7 S 5I;&mW`1,` 这样的话assignment也必须相应改动:
/<k/7TF` (/YHk`v2 template < typename Left, typename Right >
0o4XUW class assignment
]m q|w {
&B;~
Left l;
p>N(Typ0b Right r;
*R,5h2; public :
`hm-.@f,9 assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
nPtuTySG template < typename T2 >
bs&43Ae T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
}K>d+6qk5 } ;
dDMJ' {?0lBfB" 同时,holder的operator=也需要改动:
]q[D>6_ i"FtcP^ template < typename T >
-ad{tJV| assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
}#+^{P3 ; {
rHI{aO7 return assignment < holder, T > ( * this , t);
I,DS@SK }
QL/(72K jd"@t*ZV 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
cZ*@$%_ 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
U>SShpmZA T Z@]:e:"b return l(rhs) = r;
7z,C}-q 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。
(E3b\lST 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
`[yKFa
I #z%fx
template < typename Tp >
est9M*Fn class constant_t
Kw^ 7>\ {
8W7J3{d const Tp t;
I][*j public :
1.hyCTnI constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
Ee#q9Cx^J template < typename T >
hfB%`x#akQ const Tp & operator ()( const T & r) const
}v{LRRi {
3 \,4 ]l|
return t;
7EEl+;wK }
LOYk9m } ;
G!##X: 6' gJ+'W1$/ 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
VQ@ 下面就可以修改holder的operator=了
e%M;?0j Y|qTyE% template < typename T >
wQf-sk# assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
?j.,Nw4FC {
R\f+SvE return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
3,w_".m`# }
H8jpxzXv 1GRCV8"Z^ 同时也要修改assignment的operator()
>R_&Ouh: M3y NAN template < typename T2 >
wHLLu~m\ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
q
i;1L
Kc 现在代码看起来就很一致了。
XT*sGM :OZrH<SW 六. 问题2:链式操作
_f,C[C[e& 现在让我们来看看如何处理链式操作。
djZqc5t 其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。
c6]U E@A 事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。
s8Q 5ui] 比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。
:-Z2:/P 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
qR{=pR hfTY. template < typename T >
?^{Ah}x struct result_1
H?Wya.7 {
IOH}x4 typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
[|L<_.8 } ;
B6 ;|f'e! 0+ '&`Q!u 那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为:
j (d~aqW =qIp2c}Rx template < typename T >
B$K=\6o struct ref
Q&;9x? e {
?V=ZIGj typedef T & reference;
(t|Zn@uY } ;
w9imKVry template < typename T >
*^4"5X@ struct ref < T &>
33q}CzK {
^
@5QP$. typedef T & reference;
V!=,0zy~Z } ;
*&W"bOMH* J8(lIk:e 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
&z3o7rif$ 0d&6lqTo template < typename T >
NI]N4[8( typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
aXYY:; {
Y.UFbrv return l(t) = r(t);
'H!Uh]! }
,4$>,@WW~ 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。
0OE:[pR 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
x9g#<2w8 X_h}J=33Q 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
n\DV3rXI9 _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
{tZ.v@ _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
Lq^)R +5 调用divide的对象返回一个add对象。
{\5 最后的布局是:
=T@1@w Add
ZBthU")? / \
<'*LRd$1 Divide 5
]ieeP4* / \
;^*W+,4WB _1 3
AkV#J,
3LC 似乎一切都解决了?不。
eMsd37J 你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。
CTa57R 如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。
x;d6vBTUb OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码:
6{b>p+U IJ"q~r$ template < typename Right >
D@.6>:;il assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
eauF~md, Right & rt) const
EQM{ {
T8g$uFo return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
i.m^/0! }
;_(4Q*Yx 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
Q2gq}c~ XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。
TeM|:o 因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。
QWYJ* 最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。
m_]Y{3C
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。
Xv^qVn4 且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么?
i/4>2y9/F4 正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明:
tD)J*]G ga +dt template < class Action >
ux4POO3C| class picker : public Action
i_%_ x* {
L8B!u9% public :
K|,
.C[ picker( const Action & act) : Action(act) {}
w?[u pn:K // all the operator overloaded
Gc|idjW4 } ;
K"MX! y6a3tG Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。
O0.*Pmt 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
(9a^$C* %ET+iIhK template < typename Right >
g7H(PF? picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
1qA;/-Zr<o {
{IjR^J=k return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
(LCfUI6; }
})%{AfDRF h_'*XWd@ Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
AwR=]W;j 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。
5H^(2w @yYkti;4- template < typename T > struct picker_maker
F^:3?JA_ {
=s6 opL) typedef picker < constant_t < T > > result;
59u}W 0 } ;
l/5
hp. template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
[/r(__. {
`a/`,N typedef picker < T > result;
_[BP0\dPW } ;
hZb_P\1X /n&&Um\ 下面总的结构就有了:
:2`e(+Uz 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。
jP.dDYc 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。
8s@3hXD& picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
'&b+R`g' 至此链式操作完美实现。
jH:[2N? f o3}W^0 ;uGv:$([g 七. 问题3
d=/F}yP~?s 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。
YmG("z $`8wJf9@w template < typename T1, typename T2 >
{qVZNXDn ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
z1a7*)8P {
c:('W16 return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
HzsdHH(J }
Q>z8IlJ} o8MZiU1Xf 很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2:
%BODkc Zh H5an%kU|j template < typename T1, typename T2 >
{!`6zBsP struct result_2
er\|i. Y {
8@R|Km5h typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
4+tEFxvX& } ;
l[J8!u2Xp M6TD"- 显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢?
/$m;y[[ 这个差事就留给了holder自己。
ALHIGJW:6$ xIn:ZKJ' *^`Vz?g< template < int Order >
XWw804ir class holder;
rm_Nn8p, template <>
-?a 26o%e class holder < 1 >
<UCl@5g& {
nk:)j:fr public :
mE[y SrV template < typename T >
l,).p struct result_1
h+,@G,|D {
\)e'`29; typedef T & result;
w-jVC^C] } ;
Bw.i}3UT6 template < typename T1, typename T2 >
CC`JZ.SO struct result_2
a q-~B~c`g {
PvL[e"p typedef T1 & result;
Dv6}bx( } ;
~J]qP #C template < typename T >
XPPdwTOr typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
VU#7%ufu& {
&,/S`ke= return (T & )r;
gM]:Ma }
d zMb5puH template < typename T1, typename T2 >
MK*r+xfSae typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
Q{/Ef[(a@ {
TqQ[_RKg2 return (T1 & )r1;
Ort(AfW }
+7a6*;\ y } ;
OTv) \7_y%HR template <>
@VI@fN class holder < 2 >
@6]JIJE {
SrJE_~i public :
QV8g#&z template < typename T >
-g<oS9 struct result_1
n+p }\msH {
<ZW-QN4 typedef T & result;
XP}<N&j } ;
~M$Wd2Th template < typename T1, typename T2 >
G/W>S,( struct result_2
}B^tL$k {
>GuM]qn typedef T2 & result;
dWW.Y*339 } ;
6~+emlD template < typename T >
|[lKY+26:{ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
3U}%2ARo_ {
HKe K<V return (T & )r;
BLFdHB.$T }
8,|k ao: template < typename T1, typename T2 >
I 6O typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
bMBLXk {
MOC/KNb return (T2 & )r2;
YZ7.1`8 }
z!\*Y
=e } ;
r|Z{-*` w(F%^o\ 0}9h]X' 新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
"jCu6Rj d 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
<Z$J<]I 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
3gzXbP, yQrD9*t&g return l(i, j) = r(i, j);
.]Z"C&"N] 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
T{'RV0%
P
{'b:C return ( int & )i;
2zpr~cB= return ( int & )j;
DwF hK* 最后执行i = j;
@|!z9Y* 可见,参数被正确的选择了。
:KO2| v\ Va8&Z JS77M-Ac 6C)_ 9 $X- 八. 中期总结
-qoH,4w 目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事:
8Y?;x} 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
X?Au/ 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
'q.!|G2U 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
.^.z2
e ce(#2o&` Ca\6vR ,?3G;- ;}t(Wnu. K^[?O{x^B 九. 简化
Ho%CDz
z 很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。
+[P{&\d4} 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
Zc2PepIg 首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种:
0YHFvy) 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
Dh*n!7lD` +-*/&|^等
g&.=2uP 2. 返回引用。
]f3>-)$* =,各种复合赋值等
PW4q~rc=: 3. 返回固定类型。
@pxcpXCy 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
KSL`W2} 4. 原样返回。
v>56~AJ operator,
1eKT^bgM 5. 返回解引用的类型。
f 1d?.) operator*(单目)
E_`=7i 6. 返回地址。
@XVTU operator&(单目)
;G!q Y 7. 下表访问返回类型。
cZ06Kx.. operator[]
#/]nxW.S 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
;Xw~D_uv operator<<和operator>>
d'2A,B~_* ~5g ~;f[4 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。
`{Ul! 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
[
3HfQ ctUp=po template < typename Left >
YzWz| struct value_return
#Dac~>a' {
Mfs?x
a template < typename T >
N;gfbh] struct result_1
;\]@K6m/Ap {
*`U~?q} typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
0aAoV0fMDz } ;
2?x4vI
np; H#&00 Q[ template < typename T1, typename T2 >
Lr<cMK< struct result_2
`2snz1>!j {
u&NV,6Fj2[ typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
y)pk6d } ;
n| ;Im&, } ;
6wxs1G $u.z*b_yy D]}G.v1 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
Yz b XuJ4 "]dI1 g_ 下面我们来剥离functor中的operator()
a
=QCp4^ 首先operator里面的代码全是下面的形式:
kP"9&R`E ceV}WN19l return l(t) op r(t)
VE24ToI?W" return l(t1, t2) op r(t1, t2)
5m*,8 ]!- return op l(t)
=Uh$&m return op l(t1, t2)
^s=8!=A( return l(t) op
L$-T,Kze return l(t1, t2) op
9gFUaDLo return l(t)[r(t)]
$?Wb}DU7_L return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
PeT'^?> 6 r"<jh # 很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式:
HDLk>_N_s, 单目: return f(l(t), r(t));
putrSSL} return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
?EL zj 双目: return f(l(t));
,)XLq8 return f(l(t1, t2));
_LPHPj^Pg 下面就是f的实现,以operator/为例
xwr8`?]y "8RSvT<W^5 struct meta_divide
! z**y}<T {
P'2Qen* template < typename T1, typename T2 >
E3i4=!Y static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
6-I'>\U~ {
!?XC1xe~R return t1 / t2;
+H.`MZ= }
FtZ?C@1/ } ;
>bxS3FCX -%~4W? 这个工作可以让宏来做:
M{\I8oOg q@&6#B #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
R@0R`Zs template < typename T1, typename T2 > \
/B3i C#? static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
G"6 !{4g 以后可以直接用
O}P`P'Y|' DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
*fdTpXa 来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数
~BF&rx5Q (ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。)
j6YOKJX ;,TFr}p` \8
":]EU 下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体
Tk>#G{Wb- @oNXZRg6 template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
0erNc'e class unary_op : public Rettype
U(Zq= M {
9z0p5)]n> Left l;
Z.WW(C. public :
S 5U;#H unary_op( const Left & l) : l(l) {}
_&x%^&{ C}X\|J template < typename T >
n?Q|)2 2 typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
.N3mb6#[R {
@,}UWU return FuncType::execute(l(t));
C+]I@Go'Tk }
-} +[ S3#>9k;p template < typename T1, typename T2 >
So;<6~ typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
GVz6-T~\> {
FlQGgVN return FuncType::execute(l(t1, t2));
@c#(.= }
7P
T{lT } ;
*I+Q~4 b'g ) *R"/ |Ka 同样还可以申明一个binary_op
O<I- lFkR=!?= template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
s*4dxnS_8 class binary_op : public Rettype
\^LFkp {
<$YlH@;)`a Left l;
vIvIfE Right r;
"N;EL0= public :
=*Lfl'sr_ binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
6LZCgdS{ H+#FSdy# template < typename T >
t7pFW^& typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
C^){.UGmJ {
/}$+uBgJm return FuncType::execute(l(t), r(t));
hb-%_c"kq }
x38QD;MT b$7 +;I; template < typename T1, typename T2 >
k'YTpO typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
zqku e%^?- {
FwK]$4* return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
NHt\
U9l' }
rjP/l6
~' } ;
@CoIaUVP 3^ClAE"8 7=uj2.J6 很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
iCoX&"lb 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
"tZe>>I DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
_g8yDfcLG 那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
^Pf WG* 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
y7{?Ip4[ 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
AX INThJ 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
"MsIjSu 这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan)
l] vm=7: 下面是修改过的unary_op
_aphkeqd xk5]^yDp template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
jdN`mosJ class unary_op
("@!>|H {
}\f0 A- Left l;
Mt$
*a #Z #-Ht public :
X2_=agEP }ZI7J unary_op( const Left & l) : l(l) {}
Ef\-VKh i%/+5gq template < typename T >
x;S @bY struct result_1
SM'|+ d {
hp2t"t typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
[0of1eCSl } ;
GyIV
Hby l}
/F* template < typename T1, typename T2 >
#E?4E1bnB struct result_2
1oS/`) {
7pd$\$ typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
<%d>v-=B } ;
| Iib|HQ) sK{e*[I>W template < typename T1, typename T2 >
45e~6", typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
XX@ZQcN {
}EPY^VIw return OpClass::execute(lt(t1, t2));
0f/<7R }
ok[i<zl;' yfSmDPh template < typename T >
eDMO]5}Ht typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
AdEMa}u6 {
zda 3
,U2o return OpClass::execute(lt(t));
3<!7>]A }
XUYtEf .]u/O`c] } ;
8r{.jFGv CY1Z' ![1rzQvGDb 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
*VcJ= b
2Y 好啦,现在才真正完美了。
WMdg1J+~ 现在在picker里面就可以这么添加了:
khe}*y \85i+q:LuA template < typename Right >
$I=~S[p picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
29KiuP {
oxs#866x return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
wp_0+$?s }
{mg2pfhB! 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。
SU0
hma8 Sc0w.5m6 }tz7b# aOp\91
;TYBx24vD' 十. bind
uFE)17E 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。
U6K|fYN` 先来分析一下一段例子
1#x0 q:6 L,\Iasv w<#!h6Y= int foo( int x, int y) { return x - y;}
rp$'L7lrX bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
;pAK_> bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
d=(mw_-? 可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。
7dWS 我们来写个简单的。
7! Nsm 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
zPO9!?7| 对于函数对象类的版本:
%EH)&k F5<Hm_\: template < typename Func >
V0@=^Bls struct functor_trait
LV Ge]lD {
}#fbbtd typedef typename Func::result_type result_type;
]M=&+c>H~ } ;
aN?zmkPpov 对于无参数函数的版本:
/:
"1Z]@ a(nlTMfu template < typename Ret >
dd;~K&_Q/i struct functor_trait < Ret ( * )() >
W1~0_; {
4RO}<$Nx} typedef Ret result_type;
4s-!7 } ;
e
,(mR+a8 对于单参数函数的版本:
vsPu*[% =cI(d , template < typename Ret, typename V1 >
C+$#y2"z#n struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
M3\AY30L {
79gT+~z typedef Ret result_type;
b6bHTH0 } ;
Y2AJ+
| 对于双参数函数的版本:
x5Bk/e' _6Sp QW template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
t.<i:#rj>l struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
9[4xFE?| {
Q,g\ typedef Ret result_type;
X'ag)|5ot } ;
BPrt'Nc 等等。。。
kiEa<-] 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
2y4bwi C|bET template < typename Func >
,tFg4k[ struct func_return
5BIY<B+i {
dtDFoETz template < typename T >
_a, s
) struct result_1
vM={V$D& {
Rq -ZL{LR7 typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
203s^K61 } ;
b%+Xy8a W9&=xs6 template < typename T1, typename T2 >
w0.
u\ struct result_2
P \I|, {
}>\C{ClI typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
?,/ }`3Vw } ;
i8p6Xht } ;
e-;}366} T{"(\X$ kZ~~/?B 最后一个单参数binder就很容易写出来了
btB%[] :RYTL'hes template < typename Func, typename aPicker >
7<4qQ.deE class binder_1
y_,bu^+* {
z:O8Ls^\T Func fn;
!D6]JPX aPicker pk;
!-bB559Nv public :
2wn2.\v M `cO:<^% template < typename T >
4i bc struct result_1
xw%0>K[ {
7)m9"InDI typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
1C.VnzRnJ } ;
:UdF }Z>)DN=+ template < typename T1, typename T2 >
`oJ [u:b struct result_2
2%1hdA< {
pAEx#ck typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
~[: 2I } ;
Dq xs+ s2?&! binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
L];b<*d Ac6=(B template < typename T >
%y@AA>x! typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
E7hhew {
zDp 2g) return fn(pk(t));
a.'*G6~Qgw }
^.tg 7%dJ template < typename T1, typename T2 >
b6[j%(
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
qR.Q,(b| {
X]=t> return fn(pk(t1, t2));
$e\M_hp*J }
)"LJ
hLg } ;
m|# y
>4 NI5``BwpO n%-0V> 一目了然不是么?
E]6
6]+;0_ 最后实现bind
l%ZhA=TKQ J1kM\8%b\ +(*DT9s+ template < typename Func, typename aPicker >
iE{&*.q_}> picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
_ |p8M!
{
?upM>69{ return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
H]!"Zq k }
598i^z{~0% Al'3? 2个以上参数的bind可以同理实现。
Bt#N4m[X*| 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。
zX~MC?,W1 / xQPTT 十一. phoenix
xPgBV~ Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
d3Rw!slIq H"KCK6 for_each(v.begin(), v.end(),
F?cK-. (
DMS!a$4
do_
5r_|yu [
aT<q=DO cout << _1 << " , "
"j-CZ\]U| ]
U&xUfBDt .while_( -- _1),
nm+s{ cout << var( " \n " )
mTh]PPo )
ca}2TT&t );
!c-*O<Y :jx4{V 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:
m68*y;# 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
S$k&vc(0 operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
]d`VT)~vje 那么我们就照着这个思路来实现吧:
DJ%PWlK5 a>)f=uS P_dJZ((X template < typename Cond, typename Actor >
,PZ ge class do_while
|M_UQQAB| {
<1pEwI~ Cond cd;
]HdCt 3X Actor act;
or]IZ2^n public :
X@f}Q`{Ymj template < typename T >
1sCR4L:+ struct result_1
[:V$y1 {
_~pbqa,
typedef int result_type;
*'X3z@R } ;
Kg$Mx 4fzZ;2sl} do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
oRzi>rr # [a*rD%m template < typename T >
fzA9'i` typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
{iLT/i% {
s{" 2L{,$ do
VD :/PL {
qCO/?kW act(t);
0;ji65 }
`XB
9Mi= while (cd(t));
g1o8._f. return 0 ;
3,=6@U }
$g7<Y*t[ } ;
!a<ng&H^U +MLVbK KdlQ!5(?X 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
4aY|TN/| 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
:@)>r9N 其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。
MS]r:X6 因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。
]7mt[2Cd 下面就是产生这个functor的类:
-gWZwW/lD PT9*)9<L Faf&U%]*` template < typename Actor >
~nPtlrQa#* class do_while_actor
%#}Z y
{
Lxk[;j+ Actor act;
rD>f|kA?L public :
B]$GSEB do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
<|\Lm20G] L:8q8i template < typename Cond >
IMfqiH) picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
)/EO&F } ;
'ah[(F<*@e \G3rX9xG X|8c>_} 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
m9A!D 最后,是那个do_
Bw{I;rW{2 4{l, J'2X&2 class do_while_invoker
+@:x!q|^ {
_,d~}_$`i public :
@gtQQxf" template < typename Actor >
|a%Tp3Q~ do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
\_U$"/$4VH {
p6WX9\qS( return do_while_actor < Actor > (act);
Jq^T1_iqn }
B~du-Z22IZ } do_;
65m"J' rc>6.sM
% 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
+t:0SRSt 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
{91nL'-' 最后来说说怎么处理break和continue
{
buy"X4 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。
27<
Enq] 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 ]