一. 什么是Lambda C.WX.Je
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 b.2aHu( 3
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, h9t$Uz^N
[>jbhV'
pR*VdC _mY
K^
vIUZ>
class filler Kf bb)?
{ u(z$fG:g
public : qk%;on&`
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} ih58<Up5
} ; 66g9l9wm(
S5gyr&dm
Yz<3JRw
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: {DV_*5
\T4v|Pw\
y_*
!6Xr
P{8iJ`rBG
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); Y>dF5&(kb
5dx$HE&b)
-RE^tW*Yy
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 3atBX5
{ }:#G
1h^:[[!c
m]'#t)B_m
二. 战前分析 y*4=c_Z
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。 :vmH]{R
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 GSoX<*i
RVZ")Z(
$h+1u$po
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); .T}Wdng
/* --------------------------------------------- */ QVv#fy1"6
vector < int *> vp( 10 ); P}Gj%4/G
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); M,j U}yD3
/* --------------------------------------------- */ aZH:#lUlj
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); bZ dNibN
/* --------------------------------------------- */ @3>u@
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); f/ U`
/* --------------------------------------------- */ W\>fh&!)
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); Cz9xZA{[M
/* --------------------------------------------- */ ,kyJAju>
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); $jjfC
p\ Q5,eg
W/=.@JjI
G4Q[Th
看了之后,我们可以思考一些问题: &agWaf1%a
1._1, _2是什么? `
)/vq-9
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 pd:WEI
,
2._1 = 1是在做什么? ts,ZvY]
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 V><,UI=,n
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 RFi
S@.7
4)S,3G
.UQzPnK
三. 动工 X1DF*wI
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 6gL#C&
h\$$JeSV]
MR;1
2*p
.u)X3..J
template < typename T > iJ ($YvF4
class assignment
Y[ j6u\y
{ 6O7'!@@
T value; w x]0p
public : IQAZuN"<
assignment( const T & v) : value(v) {} 4svBzZdr
template < typename T2 > HCIU!4rH
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } _mj,u64
} ; Yz'K]M_Dq
y8d]9sX{
[meO[otb
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ;o
6lf_
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment #oS<E1
0%32=k7O[
/,BD#|
zUt'QH7E.
class holder EB0TTJR?#
{ ]RZ|u*l=x
public : &9.C l;I
template < typename T > WEw6He;
assignment < T > operator = ( const T & t) const ,cXD.y
{ =%BSKSG.
return assignment < T > (t); C1V|0hu
} 6`&a&%,O
} ; ML}J\7R
pf]xqhL
]l;o}+`G
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: m~w[~flgZ
A9[ F
static holder _1; R#s)r
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 E7WK
(
>Ifr [
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); I:E`PZ
而不用手动写一个函数对象。 MH
=%-S
FDv<\2+ c
X1:V<,}"
aFl;BhM
四. 问题分析 k6;?)~.
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。 aH yx_B
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。 Hf%@3X
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 k)i3
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 W6^5YH%
下面我们可以对这几个问题进行分析。 nxO"ua
I~[F|d>
五. 问题1:一致性 ]N/=Dd+|
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?| bc7/V#W
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 3BzNi'
!-g{[19\
struct holder ]dF
,:8
{ 9G9t" {
// ?Lx24*5%
template < typename T > .zr-:L5{
T & operator ()( const T & r) const d}OTO10
{ ,xw#NG6
return (T & )r; imVo<Je7z(
} UI0(=>L
} ; ;RH;OE,A
2my_ ;!6T[
这样的话assignment也必须相应改动: 8mCxn@yV
EHSlK5bD,
template < typename Left, typename Right > OP;v bZ
class assignment _Mi5g_
{ j9m_jv
Left l; q'+)t7!
Right r; 7( #:GD
public : T*I{WW
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ]q\b,)4
e
template < typename T2 > <c*FCblv
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 4aug{}h("
} ; [Hx0`Nc K
t Cw<Ip
同时,holder的operator=也需要改动: %3s1z<;R[S
*}Xf!"I#]N
template < typename T > :Oy%a'w
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const f<-Jg
{ pLl(iNf]
return assignment < holder, T > ( * this , t); s'3
s^Dd
} [RS|gem`
)Fc%+TpKi
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。 Ih@61>X.o*
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 !d'GE`w T
D,FHZDt
return l(rhs) = r; [.K1iZyTi
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。 X
enE^e+9
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: u]:oZMnj
{0r0\D>bw
template < typename Tp > t1]K<>g
class constant_t md+nj{Ib
{ =-tw5],
L
const Tp t; 3\AU 72-
public : '-wj9OU
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ( B!uy`
template < typename T > <xup'n^7C
const Tp & operator ()( const T & r) const "WlZ)wyF%
{ 6d:zb;Iz
return t; <<UB ^v m
} 6o^,@~:R
} ; `34zkPB??
5sdn[Tt##
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 4"GR]
X
下面就可以修改holder的operator=了 W,D4.w$@'
>d@&2F TO
template < typename T > uMUBh 80,L
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const 9X[kEl
{ u\a#{G;Z
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); r+' qd)
} w!#tTyk`
(XVw"m/ye
同时也要修改assignment的operator() 9y6-/H
,
,y1PbA0m
template < typename T2 > #
q~e^A
b
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } xg30xC[
现在代码看起来就很一致了。 Gw=B:kGk
?yZ+D z\
六. 问题2:链式操作 j 7fL7:,T
现在让我们来看看如何处理链式操作。 $yN{-T"
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 K'55O&2
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 #:jHp44J
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 EJj.1/]|r
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct wrviR
DP[IZC
template < typename T > s:?SF.
struct result_1 +ndaLhj'
{ Y)1PB+
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; lvdf^b/
j
} ; A8xvo/n$
P|^f0Rw3.
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: 09|K>UC)v
imo$-}A
template < typename T > #TeG-sFJg@
struct ref ]"r&]qx7
{ 4hO!\5-w:
typedef T & reference; V08?-Iz$
} ; gK_Ymq5>"M
template < typename T > 6wPaJbRtaM
struct ref < T &> oxC[F*mD
{ \4&fxe
typedef T & reference; u&^b~#T
} ; UG'Q]S#!
i% w3 /m
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 8k2?}/+
F7
5#*
template < typename T > ?e`^P
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const rT M}})81
{ h mvfw:Nq4
return l(t) = r(t); Nc1"g1JR
} &@G: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。 PZ2;v<
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 :C7_Jp*Qv
LVX[uWEM
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 d<% z
1Dj2
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: B%"
d~5Y
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 $}RJ,%~'x
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 bG 7O
最后的布局是: cq5jP Z}
Add 1G"z<v
B
/ \ +:8fC$vVfC
Divide 5 -mAUo;O
/ \ Q8C_9r/:N>
_1 3 o#;b
似乎一切都解决了?不。 t,QyfN
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。 DD7h^-x
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。 6TYY
UM"&
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: b $'FvZbk
ydFD!mO
template < typename Right > VAWF3
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const 83E7k]7]
Right & rt) const uya.sF0]9B
{ ;l4[%xld
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); #G.ulX
} 3%l*N&gsg:
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ]@dZ{H|
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 ?b*s.
^
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 RdWRWxTn8+
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 d^Inb!%w
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 u_hD}V^x4
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? b+,';bW
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: .GV;+8HzS
g@rb
template < class Action > p%#<D9S
class picker : public Action ?u-|>N>
{ RwKdxK+;
public : Mc=$/ o
picker( const Action & act) : Action(act) {} OJ,`
// all the operator overloaded uPhK3nCGo
} ; t,,k
6tX q:
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。 B&\IGWG(
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: Q(@U2a8
3cFf#a #
template < typename Right > AZ0;3<FfLp
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const ADS9DiX/
{ OSlvwH%(EE
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); M}d_I+
} ahuGq'
?/BqD;{?I
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > wr5AG<%(
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。 +s(HOq)b
&]8P1{
template < typename T > struct picker_maker 9zZr^{lUl
{ ,.rs(5.z8/
typedef picker < constant_t < T > > result; !HrKXy0{
} ; l9}3XI.=
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > t5[#x4
p
{ D6%J\C13`
typedef picker < T > result; c0PIc^R(@
} ; RLw;(*(g
h^?\xm|
下面总的结构就有了: { WIJC',Y
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。 g>Y|9Y
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。 UADFnwR[R
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 IT(lF
至此链式操作完美实现。 Rd2qe /
#,,d>e
[ad@*KFxy3
七. 问题3 aAJU`=uq
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。 ?6Jx@ Sh
Inn@2$m~
template < typename T1, typename T2 > {/"2Vk<H8
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const w,w{/T+B
{ j:5=s%S
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); }3o|EXx=
} u\ #"L
0KYEb%44
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: ;( KMGir
f~gSJ<t4
template < typename T1, typename T2 > Kr3];(w{
struct result_2 nmE5]Pcg
{ 0^<,(]!
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; V,4.$<e
} ; N=ifIVc
wL
eHQ]
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? LcUlc)YH5
这个差事就留给了holder自己。 r\mPIr|
j 2}v}
[yd6gH
template < int Order > W8/(;K`/
class holder; ,Aa|Bd]b
template <> Zq?_dIX
%
class holder < 1 > KRk~w]
{ X ]s"5ju|t
public : ,t~sV@ap
template < typename T > F3 f@9@b
struct result_1 p?Sl}A@`
{ Zc\S$+PM
typedef T & result; ,olwwv_8G
} ; @\!!t{y
template < typename T1, typename T2 > F.KrZ3%4iB
struct result_2 {!K;`I[]v
{ q) _r3
typedef T1 & result; ER<eX4oU
} ; 8tZ};="F
template < typename T > 46ChMTt
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const KM5 JZZP
{ ec'tFL#u{
return (T & )r; ?M"HXu
} ZlM_m
>,o
template < typename T1, typename T2 > (v;A'BjN
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 6lU|mJ`M
{ FE6C6dW{
return (T1 & )r1; 5'9.np F)
} i<:p.ug-O
} ; FW^.m?}|
|Y{PO&-?r
template <> B! `\L!
class holder < 2 > 3/tJDb5
{ q!2<=:f
public : !fZLQc
template < typename T > {y/-:=S)A
struct result_1 \\iK'|5YG
{ $h]NXC6J
typedef T & result; $[QcEk
} ; Kw*~W
i
template < typename T1, typename T2 > QZ0R :TY
struct result_2 *. dKR
{ C38XQLC
typedef T2 & result; `(T!>QVW+g
} ; &<{}8/x8(
template < typename T > YAMfP8S
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const [Pqn3I[
{ -7L
return (T & )r; @ay|]w
} P8]ORQ6ZF
template < typename T1, typename T2 > C,='3^Nc
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ReqE?CeV
{ 8q*";>*
return (T2 & )r2; <|Iyt[s
} V
Qh/
} ; ,Z4^'1{D
yI4DVu.
'{W3j^m7
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 p.aE
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: x!`KhTu`_A
首先 assignment::operator(int, int)被调用: >DS}#'N4l
w%I8CU_}.
return l(i, j) = r(i, j); cS
4T\{B;
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) u!u5g.Q
_M&{^d
return ( int & )i; h;}ODK(.
return ( int & )j; }(cY|
最后执行i = j; .hgH9$\
可见,参数被正确的选择了。 U[Nosh)hu\
"<T ~jk"u
mCG;[4gM
tKX}Ok:V%
)?9\$^I
八. 中期总结 z^9E;
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: VX&WlG`wa
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 l"?]BC~
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 pNSst_!>
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor L3g9b53\
V:QdQ;c
Bj+wayMi
PgTDjEo
ktWZBQY
PMsC*U,oe
九. 简化 vQcUaPm\$
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。 :Ip~)n9t
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 b+_hI)T
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: e
%&
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 :=Nb=&lst
+-*/&|^等 uh1S
7!^
2. 返回引用。 a6P!Wzb
=,各种复合赋值等 [}@n*D$
3. 返回固定类型。 oM2|]ew)
各种逻辑/比较操作符(返回bool) xLZMpP5c
4. 原样返回。 ` )]lUvR
operator, tz3]le|ml
5. 返回解引用的类型。 QWQ!Ak
operator*(单目) WySNL#>a
6. 返回地址。 u5/t2}^T
operator&(单目) G6<HO7\
7. 下表访问返回类型。 J/=
+r0c
operator[] q1P :^<[
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 =J`gGDhGY-
operator<<和operator>> s v6INe:
qZ233pc
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。 vD_u[j]
例如针对第一条,我们实现一个policy类: u9 %;{:]h
3m3
EXz
template < typename Left > F],TG&>5
struct value_return d`UF0T
{ *J.c $1#h
template < typename T > e7h\(`J0lj
struct result_1 H a90
{ ]u~Os<
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; x{~_/;\p3
} ; fHLFeSfH
aQxe)
template < typename T1, typename T2 > A}gYcc85Z
struct result_2 AVU7WU{
{ q$3HvZP
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; kGruo5A
} ; h<GyplG
} ; wXP_]-
/#@LRN<oCq
o}d2N/T
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait PVZEB
_dJp
3D
下面我们来剥离functor中的operator() ys/`{:w8p
首先operator里面的代码全是下面的形式: 33O)k*g
@Ap@m6K?q
return l(t) op r(t) +yt 6.L
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 7xz#D4[
return op l(t) |}:e+?{o
return op l(t1, t2) Zp^)_ 0
return l(t) op |&9tU
return l(t1, t2) op l.sm~/
return l(t)[r(t)] ]~$c~*0g
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] gv`%Z8u(
]aREQ?ma&z
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: *X%?3"WH8
单目: return f(l(t), r(t)); sV]i/B
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); @wg&6uQ
双目: return f(l(t)); Ml'bZLwq
return f(l(t1, t2)); loml.e=87
下面就是f的实现,以operator/为例 rve7YS'
jM{qRfOrg
struct meta_divide 2Y9y5[K,F)
{ MacL3f
template < typename T1, typename T2 > D WsCYo
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) YCtIeq%
{ `MN&(!&C*
return t1 / t2; .%|OGl ?
} { +i; e]c
} ; ^H
f+du
@ARAX\F
这个工作可以让宏来做: "K9vm^xP
UDhwnGTq(l
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ _HSTiJVr
template < typename T1, typename T2 > \ 8 h55$j
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; y.L|rRe@P
以后可以直接用 Wh#os,U$
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ,| $|kO/
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 40`9t Xn
(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。。。) l=Vowx.$2f
nC-c8y
dY/|/eOt<K
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 %iHyt,0v2
[GcA.ABz
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > A}az
m>
class unary_op : public Rettype oVKsic?
{ ]9bh+
Left l; -U/I'RDLEz
public : T2c_vY
unary_op( const Left & l) : l(l) {} J"m%q\'
{s9y@c*15.
template < typename T > :
OSmr
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Dx9$H++6$X
{ | 7t=\
return FuncType::execute(l(t)); ,Y78Q
} w*|= k~z
Sn{aHH
template < typename T1, typename T2 > n_e}>1_
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ,U} 5
{
@vVRF
Z
return FuncType::execute(l(t1, t2)); oyi7YRvwd
} e<ism?WG
} ; (h'$3~
[wXwKr
4GmSG,]
同样还可以申明一个binary_op 4]|9!=\
~ wJ3AqNC?
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > wj5qQ]WC
class binary_op : public Rettype 2zmQp
{ mR!&.R?
Left l; Q6s5#7h'"
Right r; yg-L^`t+B5
public : %zIl_/s
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} S'v V"
y \mutm
template < typename T > a:(: :m
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const "(HA9:
{ KoxGxHz^Y3
return FuncType::execute(l(t), r(t)); {="Su{i}}
} Ppi- skT
q9g[+*9]$
template < typename T1, typename T2 > V'f&JQA
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const UIm[DYMS
{ !#_h2a
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); R-2FNl
} ,YAPCj
} ; d~P<M3#>
i_jax)m%
#NVF\
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 =: v><
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Bsih<`KF^
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) S1x.pLHj8
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。 *'AS^2'
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! ]iE.fQ?;J
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。。。 jx5[bUp4u
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 lN][xnP
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) +*r**(-Dm
下面是修改过的unary_op ^J*G%*
o\=i0HR9
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ib""Fv7{
class unary_op q|Pt>4c5?
{ eD`
,
Left l; f2SU5e2
%FR^[H]
public : XeIUdg4>R
'o#J>a~!9L
unary_op( const Left & l) : l(l) {} AD!<%h:
ac+k 5K+
template < typename T > 9 z8<[>
struct result_1 *]E7}bqb
{ 95gsv\2
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; wn A%Nh7
} ; ftI+#0?[!
w$U/;C
template < typename T1, typename T2 > t}c}@i_c
struct result_2 ;ow~vO,x
{ 7S~9E2N
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; skC|io-Zv
} ; _:fO)gs|1
+DbWMm
template < typename T1, typename T2 > "o5gQTwb
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 33,JUQ2u
{ 9Qs"X7iH
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); yV+ E;
} nTlv'_Y(
ZR01<V
template < typename T > R6WgA@Z|r
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ah!O&ECh
{ ]zwqG A
return OpClass::execute(lt(t)); #()cG
} k1$2a8ja
/Vm}+"BCS
} ; (Q+:N;
Jn
<^Q7N
sY;gh`4h
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 l
SVW}t
好啦,现在才真正完美了。 >$S,>d_k`
现在在picker里面就可以这么添加了: yzM+28}L<I
eE.5zXU3R
template < typename Right > KZ<RDXV T
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const )T};Q:
{ cLyuCaH>c
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ]htZ!; 8J
} >%p
m"+h{
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。 5c}9
:!iPn%
>&TnTv?I
<K=B(-~
/@nRL
十. bind 3!oQmG_T
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。 ^tKOxW#
a
先来分析一下一段例子 ?#EXG
J"2ODB5"
FG5c:Ep
int foo( int x, int y) { return x - y;} HT,kx
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 h3d\MYO)B
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 g=YiR/O1QN
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。 xjhAAM
我们来写个简单的。 W6xjqNU
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: #L IsL
对于函数对象类的版本: k'I_,Z<,
/E4 }d=5L
template < typename Func > ,8"[ /@
struct functor_trait C}P
\kDM
{ ?'/5%f`
typedef typename Func::result_type result_type; T;[c<gc/
} ; , w'$T)
对于无参数函数的版本: ;Y|~!%2~
AIxBZt7{b
template < typename Ret > > v!c\
struct functor_trait < Ret ( * )() > BQ}.+T\
{ >wS:3$Q
typedef Ret result_type; E#2k|TpH4
} ; `w=H'"Zv
对于单参数函数的版本: dK;\`>8
jme5'FR
template < typename Ret, typename V1 > 3
cW"VrFy9
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ,S0~:c:)
{ ?6YUb;
typedef Ret result_type; ExP25T
} ; 6j"I5,-~!
对于双参数函数的版本: v4>"p!_C
x^O2Lj,w\
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > +l?ro[#6&.
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 73z|'0.
{ vwH7/+
typedef Ret result_type; .q9|XDqQc
} ; $E,DxDT
等等。。。 ic]tUOC :
然后我们就可以仿照value_return写一个policy :0j`yo:w
//5_E7Ehu$
template < typename Func > hCvLwZ?LF
struct func_return Ufe
{ :9
iOuu
template < typename T > Nx (pJp{S
struct result_1 $0S" Lh{
{ j _9<=Vu
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; >.wd)
} ; #M^Yh?~%w
;6 qdOD6
template < typename T1, typename T2 > *;yMD-=
struct result_2 o4 g
{ {ZM2WFpE
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; zu*G4?]~h
} ; e, 0I~:
} ; 6N+)LF}P b
F4<2.V)#-
G1^!e j
最后一个单参数binder就很容易写出来了 %PdYv _5
9egaN_K
template < typename Func, typename aPicker > >;r05,mc
class binder_1 EbYH?hPo
{ g7LW?Ewr
Func fn; )zt4'b\)v
aPicker pk; RrpFi'R
public : "sx&