一. 什么是Lambda
FH H2 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
EVmE{XlD; 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,
=TI|uD6T [laX~(ND{ ZsPBs4<p
Ll&5#q class filler
aEZn6k1 {
s.dn~|a public :
ELNA-ZKp void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
cfe[6N } ;
l 0b=;^6 !r!Mq~X<= R}+/jh2O| 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:
LRd,7P tT#Q`cB kAk,:a;P #WpO9[b> for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
Q}Vho.N@= k~?}z.g( U ._1'pW 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
R;V(D3 o_*|`E ptq{$Y{_ @x J^JcE 二. 战前分析
+`Bn]e8O 首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。
<,hBoHZSL 开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码
S@"=,Xj M D3lYy>~d5; ".i{WyTt for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
c`}X2u]k /* --------------------------------------------- */
Tk2kis(n vector < int *> vp( 10 );
S+>]8ZY transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
~D=@4(f8| /* --------------------------------------------- */
A>g$[ sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
X5/{Mx`8Oz /* --------------------------------------------- */
}Voh5*$E` int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
7VXeu+-P /* --------------------------------------------- */
ry]7$MQyV for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
9G8QzIac /* --------------------------------------------- */
lqCn5|S] for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
W=\dsdnu* _~(Xd@c( 1DcarF t3>rf3v 看了之后,我们可以思考一些问题:
Wkk Nyg, 1._1, _2是什么?
l9ihW^ 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。
bg*{1^ 2._1 = 1是在做什么?
.nH
/=
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。
@Kr)$F 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。
85{vz|(': ` ;=Se_ uRy6~' 三. 动工
G0Eq}MyF 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
19u?^w ;MJ1Q fx-*') E\S&} K,s template < typename T >
g\)z!DQ] class assignment
&Kp+8D* {
'X,V T value;
y#DQOY+@^# public :
T_Y }1n|7[ assignment( const T & v) : value(v) {}
yMkd|1 template < typename T2 >
m6cW T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
3Q}Y?rkJ5 } ;
_64@zdL+ 6I#DlAU@v @GtZK 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
EvmmQ 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
FO=1P7 wS0bk<( 5,ahKB8 BD-=y class holder
XE*bRTEw {
9Ol_z\5 public :
>NA7,Z2. template < typename T >
hY 2PV7"[; assignment < T > operator = ( const T & t) const
r&sOM_BUF {
tlgvBRH> return assignment < T > (t);
ji
-1yX }
=+S3S{\CK } ;
mm-UQ\h ug"<\" CZRo{2!?U 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:
H`lD@q'S X",0VO static holder _1;
i(iP}:3 Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
>o#wP 8G] m7Z for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
_i@eOqoC 而不用手动写一个函数对象。
PZRn6Tc ~C7<a48x /.YAFH|i)" .r5oN +?e 四. 问题分析
?lN8~Ze 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。
kseJm+Hc 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。
YQdX>k 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
qK
vr*xlC 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
RLOQ>vYY 下面我们可以对这几个问题进行分析。
)NmlV99q !LOors za 五. 问题1:一致性
QsJW"4d 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?|
.`>l.gmi& 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
D *I;|.=u E+ 3yN\X( struct holder
n,a5LR {
6y,P4O*q //
83ic@[ template < typename T >
FEZ"\|I| T & operator ()( const T & r) const
vF6*c {
fCf#zV[ return (T & )r;
Xu94v{u3 }
1~5q:X } ;
27E9NO= =Cy>$/H64 这样的话assignment也必须相应改动:
BT#=Xh Qj<{oZp& template < typename Left, typename Right >
JV]u(PL class assignment
Jhsv2,8
{ {
zP(=,)d Left l;
rH&r6Xv[ Right r;
F\=Rm public :
r ctSS:1 assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
8\)U|/A7 template < typename T2 >
e4=FU&RpNH T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
&xBK\ } ;
N`<4:v[P $TA6S+ 同时,holder的operator=也需要改动:
OVUs]uK En,)}yI template < typename T >
J(EaE2 assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
VqClM {
{;iHYr-zs return assignment < holder, T > ( * this , t);
juCG?}di; }
@UpC{M--Wr OS"{"P 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
xv$)u<Ve 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
EO].qN-8
sArje(5Eo return l(rhs) = r;
T1(j l) 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。
$K?T=a;z
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
lHcZi `&u<aLA template < typename Tp >
bvipbf[m< class constant_t
0Oc}rRH(C {
8
_4l"v
p const Tp t;
H~[LJ5x public :
Gpdv]SON{ constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
m%oGzx+ template < typename T >
f`hyYp`d5 const Tp & operator ()( const T & r) const
S9HBr {
~*7O(8 return t;
~5r=FF6 }
%XJQ0CE<( } ;
c$Xe.:QY ='dLsh4P2N 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
cc|CC
Zl 下面就可以修改holder的operator=了
ptV4s=G2 Pgn_9Y?< template < typename T >
%bIsrQ~B assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
Kajkw>z {
0).fBBNG return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
"_K}rI6(t }
cT-K@dg \npz.g^c_ 同时也要修改assignment的operator()
4 ,p#:! ug^om{e- template < typename T2 >
gB]C&Q T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
owE<7TGPI? 现在代码看起来就很一致了。
?. zu2 V~OUE]]Q 六. 问题2:链式操作
6xQ"bFm 现在让我们来看看如何处理链式操作。
O6yP
qG *j 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。
$brKl8P 事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。
CE~r4 比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。
f5@.^hi[ 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
:3*`IB ! z*6$&sS\> template < typename T >
9c#lLKrzG struct result_1
r2RBrZ@1 {
{bN Y typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
Ns'FH(: } ;
y0,Ft/D xM&EL>m>L 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:
G9\EZ\x! 6|QTS|! template < typename T >
Ay2b,q struct ref
$zdd=.!KiK {
F4Rr26M typedef T & reference;
j*XjY[ } ;
F
y b[{" template < typename T >
nt7|f,_J struct ref < T &>
SGt5~Txj {
8+9\7* typedef T & reference;
zei6S } ;
+ a-D#^2;
R6 ;jY/*# 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
N8VVGPa 6_WmCtvF template < typename T >
47KNT7C typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
/^Y[*5 {
012Lwd return l(t) = r(t);
yX`#s]M }
((qGh>* 可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。
975
_d_U 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
avg4K*v v {#N%Bq} 有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么
\6{LR& _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
P/G>/MD/l _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
)AI?x@ +5 调用divide的对象返回一个add对象。
7#ofNH J 最后的布局是:
(Izf
L1 Add
/HZv / \
9:Si]
Pp+S Divide 5
`%Q&</X / \
_B3zRO _1 3
6x/s|RWL1 似乎一切都解决了?不。
i3P9sdTD 你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。
Tpb"uBiXoo 如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。
w//omF'` OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码:
1DqX:WM6 W!91tzs: template < typename Right >
\%TyrY+`K assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
q6REh;$ Right & rt) const
_lX8K:C( {
DHv2&zH return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
pw\P<9e= }
}RIU8=P 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
E=]]b;u-n 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=YlUL 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。
\x(^]/@ 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。
GJ,aRI 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。
WI&lj<* 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?
R5(F)abi 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:
H:Y&OZ H O*YBL template < class Action >
cS(;Qs]Q class picker : public Action
ezUQ>
e {
UFw](%=&M public :
m(_9<bc> picker( const Action & act) : Action(act) {}
~x#vZ=]8 // all the operator overloaded
KP{3iUqvO } ;
r[pF^y0 \f%.n]> 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。
+D`*\d1 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:
?:uNN C?o6(p"b template < typename Right >
(` c
G picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
E
oe}l
{
50$W0L$ return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
~=cmM }
/iG7MC\` 'SV7$,mK@ Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
>{nH v) 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。
-[heV| $; wk @,wOt template < typename T > struct picker_maker
5jZiJw( {
jatr/ typedef picker < constant_t < T > > result;
|`0n"x7 } ;
fzPZ| template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
*x(Jq?5O7X {
Ch5+N6c^ typedef picker < T > result;
Fr [7 } ;
ppN} k)m .zkP~xQ~ 下面总的结构就有了:
?obm7< functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。
>5ChcefH picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。
#fDs[ picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
tC)6 至此链式操作完美实现。
DNP@A4~ |5MbAqjzC LW:1/w&pv 七. 问题3
<Ef[c@3 如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。
4XJiIa? 5o0Ch template < typename T1, typename T2 >
E^CiOTN ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
<+tD z ( {
{' 5qv@3 return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
-d=WV:G%e }
^4pto$#@O: ,hRN\Kt)p 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:
(S/F)? Nneo{j template < typename T1, typename T2 >
5?u}#zO struct result_2
:dnJY%/q {
KoBW}x9Jp typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
0. ;}]v } ;
B\CN<<N>dD JAjku6 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?
S Xr%kndS 这个差事就留给了holder自己。
*hY2.t; X j*R,m1e8 wCKj7y[ template < int Order >
iK;opA" class holder;
@cD uhK"U} template <>
v ~)LO2y
class holder < 1 >
kOrl\_!z3 {
)"<8K}%! public :
ajH"Jy3A template < typename T >
6lFfS!ZFA struct result_1
RHY4P4B<v> {
5.0e~zlM- typedef T & result;
[(mlv42" } ;
K_&MoyJJ9f template < typename T1, typename T2 >
1KE:[YQ1 struct result_2
_aS;!6b8W {
F"jt&9jg typedef T1 & result;
8|g<X1H{M } ;
vqdX^m^PY template < typename T >
#f,y&\Xmf typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
R9o- `Wz {
0 p uY"[c return (T & )r;
LlYTv%I }
gzn^#3 b template < typename T1, typename T2 >
#ToK$8 typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
1NLg _UBOK {
YTaLjITG return (T1 & )r1;
D-p.kA3MJ }
9$*s8}| } ;
SZU
\i* V9%aBkf8w template <>
*f+: <=i class holder < 2 >
8At<Wic {
E8[T public :
Lxl_"kG template < typename T >
]ZoPQUS? struct result_1
2t#L:vY {
fxQN+6; typedef T & result;
aAt>QxGQW } ;
'Prxocxq template < typename T1, typename T2 >
IVxWxM*N< struct result_2
7Ke&0eAw {
-7qIToO. typedef T2 & result;
5jcte<
5I_ } ;
:$3oFN*g template < typename T >
k ]a*&me typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
pW\'ZRj {
J5M+FwZq return (T & )r;
G=9d&N }
MjL)IgT template < typename T1, typename T2 >
vb{i typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
5z$,6T {
E2wz(,@ return (T2 & )r2;
~%k ?L4% }
VyLH"cCv } ;
_"a=8a06G ^C)n$L>C0 (]2H7X:b 新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
^rNUAj9Z 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
.x83Ah` 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
+~zXDBS9 uq3{hB# return l(i, j) = r(i, j);
NPnHH:\; 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
8T[
6J{|C <=K qcHb return ( int & )i;
<i\A_qqc/ return ( int & )j;
)eeN1G`rDE 最后执行i = j;
-T@`hk` 可见,参数被正确的选择了。
5N$E()m$ x[_=#8~.1x IIFMYl gF Wzq>JNny E$s/]wnr[ 八. 中期总结
;i uQ?MR3 目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事:
`TqSQg_l 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
+xv!$gJEj 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
sUkm|K`# 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
.1 )RW5|c UKd'+R] ,$*IzL~ '=E9En#@ 5v.DX`" RrrK*Fk8= 九. 简化
[4Ll0GSp 很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。
]w).8=I 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
+]xFoH
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种:
+ZsX*/TOn 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
q(o/yx{bm +-*/&|^等
9 ;t]Hp_+K 2. 返回引用。
Z [Xa%~5>5 =,各种复合赋值等
}alj[) 3. 返回固定类型。
>>Ar$ 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
`|O yRU"EK 4. 原样返回。
@~
Dh'w2q operator,
t
!`Jse> 5. 返回解引用的类型。
>QE{O.Z operator*(单目)
Lm*VN~2 6. 返回地址。
R,2=&+ e operator&(单目)
i%Z2wP.o 7. 下表访问返回类型。
q z&+=d@ operator[]
S0/usC[r 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
&a)eJF]:! operator<<和operator>>
-cF'2Sfr 7k%T<;V 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。
#G]! % 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
*4Fr&^M\ Yj(4&&Q template < typename Left >
1$lh"fHU struct value_return
;oOv/3 {
a~LC+8|JW template < typename T >
<G8w[hs struct result_1
{i~8 : {
H jNxqaljt typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
,1{Ep` } ;
gYop--\14] 4\5uY template < typename T1, typename T2 >
Z{NC9 struct result_2
KLQTKMNv {
+V862R4,o typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
9 t
n!t } ;
&:B<Q$g# } ;
9a$56GnW1 (WlIwKP l7[7_iB&E 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
U!w1AY| 1YxgR}7 下面我们来剥离functor中的operator()
N)8HR9[! 首先operator里面的代码全是下面的形式:
cTZ.}eLh $3+PbYY return l(t) op r(t)
wmr-}Y!9u% return l(t1, t2) op r(t1, t2)
Rs& @4_D return op l(t)
6~meM@ return op l(t1, t2)
~q +[<xR\ return l(t) op
a@d=>CT$ return l(t1, t2) op
}1 vT) return l(t)[r(t)]
c>bq%} return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
O!1TthI ;)0w:Zn/[ 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:
$.St ej1 单目: return f(l(t), r(t));
2Nc>6 return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
YMpf+kN 双目: return f(l(t));
"](6lB1Oe return f(l(t1, t2));
N^?9ZO 下面就是f的实现,以operator/为例
v]:=K-1n 5wt TP ;P struct meta_divide
s0UFym8 {
t6N*6ld2b template < typename T1, typename T2 >
Ac k}QzXO static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
q]&.#&h {
U$&hZ_A return t1 / t2;
^W83ByP }
Doze8pn } ;
!v#xb3"/ }71LLzG`/ 这个工作可以让宏来做:
)QKf7 [: mo]KCi #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
:Gqy>)CxX template < typename T1, typename T2 > \
FeJr\|FT static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
yTM{|D]$( 以后可以直接用
][PzgzG DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
nCg66-3A 来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数
sE(HZR1 (ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。)
[K~]& e>'H
IO &FdWFt=X 下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体
<T?oKOD ] 6w3R'\9 template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
K2_Qu't0$ class unary_op : public Rettype
7;`o(
[N {
pI`?(5iK6| Left l;
!SOrCMHx public :
EER`?Sa( unary_op( const Left & l) : l(l) {}
s)A<=)w/e AtS;IRN@ template < typename T >
i yYJR typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
+y+"Fyl {
`XTh1Z\ return FuncType::execute(l(t));
W3W'oo }
< O*6T%; E&$_`m; template < typename T1, typename T2 >
vZ7gS typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
a[bBT@f {
Huw\&E return FuncType::execute(l(t1, t2));
co 4h*?q }
7"X>?@ } ;
[t\B6XxT >r/rc`Q 5@Bu99` 同样还可以申明一个binary_op
Fh7'[>onw }S-DB#6 template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
Yx'res4e class binary_op : public Rettype
2],_^XBvB {
S&C1 TC Left l;
` >!n Right r;
fBtm%f public :
WnFG{S{s binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
73A)lU. UAF<m1 template < typename T >
Q "r_!f typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
.Jb$l$5'w {
$5`!Z%>/ return FuncType::execute(l(t), r(t));
5y2?
f }
uNbH\qd= h5z)Lc^ template < typename T1, typename T2 >
C) QKPT typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
y]..=z_ql {
.UCt|> $ return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
pqM~l& }
YO{GU7 } ;
g o5]<4`r :R6bq! QlFZO4 P3| 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
?zJpD8e 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
j;yf8Nf DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
@Fv=u 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。
/il@`w;G 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
gsar[gZ 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。。。
6TWWlU^e 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
{cK^,?x 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)
Sydh2d 下面是修改过的unary_op
<q)4la F1;lQA*7K. template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
,iNv' class unary_op
?q`0ZuAg\< {
z_;3H,z` Left l;
5OIc(YhYf "}WJd$ public :
'PZ|:9FX! pN6%&@) = unary_op( const Left & l) : l(l) {}
4!62/df 14eW4~Mr template < typename T >
uxn)R#? struct result_1
QZAB=rR {
;^
wd_ typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
S|V4[ssB } ;
aeyNdMk- ,:Jus template < typename T1, typename T2 >
I7+9~5p struct result_2
3gWvmep1 {
FQ%c~N typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
:pX`?Ew`g } ;
dhg~$CVO gieN9S template < typename T1, typename T2 >
N(6|yZ<J3M typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
gbOpj3 {
-Lu)'+ return OpClass::execute(lt(t1, t2));
<Tw>|cFT }
uf<@ruN Tl]e%A`| template < typename T >
v dbO( typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
GY3 Wj {
E9\vA*a return OpClass::execute(lt(t));
"@@I!RwA }
sKz`aqI 2I3h
MD0 } ;
C,V%B k NqS8R| v`J*ixZ7t 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
e:E0 "< 好啦,现在才真正完美了。
5wB => 现在在picker里面就可以这么添加了:
T#%/s?_>. _EnwME{@ template < typename Right >
HD,xY4q&N picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
\]Kh[z0" {
wHZW ` return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
dG QG!l+> }
\}6;Kf}\ 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。
V6$xcAE"</ ^L1L=c;, i"zuil f:*vr['d lN,/3\B 十. bind
hc
(e$## 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。
Y3kA?p0 先来分析一下一段例子
OJT1d-5p GWsE; L!/\8-&$P int foo( int x, int y) { return x - y;}
~DO4, bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
4p;aS$Q bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
rG?>ltxB 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。
g&dPd7 我们来写个简单的。
9[!,c`pw 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
}(a+aHH 对于函数对象类的版本:
AE: Z+rM* 3X9b2RY*L/ template < typename Func >
pZ`|iLNl- struct functor_trait
GdB.4s^ {
aKU*j9A?;Z typedef typename Func::result_type result_type;
"~UUx"Y } ;
d]9U^iy 对于无参数函数的版本:
'c\iK=fl Va Z!.#(P template < typename Ret >
[ dtbkQt,c struct functor_trait < Ret ( * )() >
Cs2;z:O] {
+q6ydb, typedef Ret result_type;
|AZg*T3:W } ;
j4=(H:c~E 对于单参数函数的版本:
Lb LiB*D#s }@if6(0 template < typename Ret, typename V1 >
Q{e\}wN struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
]weoTn: {
9rh}1eo7 typedef Ret result_type;
FP[!BUOf" } ;
6c0>gUQx- 对于双参数函数的版本:
!w
BJ,&E c1X1+b, template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
lKk/p^: struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
j*xV!DqC {
vb9OonE2 typedef Ret result_type;
S/;bU: } ;
ZiLj=bh 等等。。。
UMX@7a,[3 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
8p[)MiC5W^ ){jla,[ template < typename Func >
x@8a'' struct func_return
h gJ[LU| > {
ybp -$e template < typename T >
tHLrhH<w struct result_1
`est|C '+ {
VK@!lJu! typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
@k&qb!Qah } ;
A 7[:5$ ftH:r_"O# template < typename T1, typename T2 >
!A48TgAeE struct result_2
/dnCwFXf {
\W1/p` typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
e}1uz3Rh } ;
4@xE8`+bG } ;
BT}&Y6 ,AT[@ v+99
-. 最后一个单参数binder就很容易写出来了
vm>b m J4Dry< template < typename Func, typename aPicker >
[=~ pe|8: class binder_1
nT2)E&U6% {
.bio7c6 Func fn;
Yup3^E
w& aPicker pk;
B7imV@< public :
?IpLf\n- _YRE (YZ/ template < typename T >
/hO1QT}xd struct result_1
.`&F>o(A {
$tl\UH7%2 typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
y|wc,n%L> } ;
Sfdu`MQR kBN+4Dr/$ template < typename T1, typename T2 >
:,)lm.}]t struct result_2
"yW:\ {
hJPlq0C typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
X]y)qV)a[c } ;
0V?F'<qy W5R\Q,x6 binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
q:g2Zc'Y~W =G]@+e template < typename T >
YID4w7| typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
yDGVrc' {
fDP$ sW return fn(pk(t));
x,'!eCKN }
b6*!ACY template < typename T1, typename T2 >
//aF5:Y# typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
N
8-oY$* {
)(@Hd return fn(pk(t1, t2));
bwl|0"f+` }
@/1w4'M } ;
O]m+u \7*`}& ,#8e_3Z$ 一目了然不是么?
FKmFo^^0 最后实现bind
BX yo Hik3wPnp I&YSQK:b template < typename Func, typename aPicker >
B2O} 1. picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
b3VS\[p {
n\Lb.}]1~ return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
1PatH[T[ }
jkvgoxY wT{nu[=GH* 2个以上参数的bind可以同理实现。
;{[.Zu 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。
CH<E,Z
C1T 42qYg(tZ 十一. phoenix
Tq~=TSD Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
>&U,co$> )sT> i for_each(v.begin(), v.end(),
l(#)WWr+ (
jt.3P do_
&sd}ulEg` [
H_QsNf cout << _1 << " , "
f@c`8L@g ]
f^.AD- .while_( -- _1),
(zFi$ cout << var( " \n " )
y? co| )
^) s2$A:L );
|*0<M(YXN s91JBP|B7 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:
x UD-iSY 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
}:~x7|~s: operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
:dqn h 那么我们就照着这个思路来实现吧:
J`^I./ ,YMp<C "l*`>5Nn9 template < typename Cond, typename Actor >
[2{1b`e class do_while
D= h)& {
aX }P|l Cond cd;
Ez-[
)44/ Actor act;
,9o"43D:a| public :
go<W( ,O template < typename T >
bAm(8nT7w struct result_1
KFwzy U" {
h|"9LU4a typedef int result_type;
n .RhxgC< } ;
#*(td<Cp :B:"NyPA do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
$"H{4x`- PuZf/um template < typename T >
E!P yL>){ typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
81i655!Z {
|Xk4&sDrK do
w2'f/ {
wL:flH@ act(t);
5)MS~ii }
& J2M1z% while (cd(t));
)}?# return 0 ;
ML>[^F }
u[
Yk } ;
=^5Alba/ m-*hygkcDu &Ob!4+v/GP 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
iB& 4>+N+ 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
wLOB}ZMT 其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。
]@Uq=?% 因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。
S :<Nc{C 下面就是产生这个functor的类:
G8Y<1%`< ktpaU,% x-?Sn' m template < typename Actor >
F
70R1OYU class do_while_actor
pxh"B\"4* {
EpX&R,Rxk Actor act;
z3;*Em8Ir public :
n*{sTT do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
*5^Q7`` D5*q7A6 template < typename Cond >
vz7J-CH picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
1BpiV-]=
} ;
RpD=]y!5_ <yH4HY --c"0,7 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
%*0^0wz 最后,是那个do_
TO?R({yx* M 4?ig}kh &RnTzqv class do_while_invoker
m4l&
eEp {
GfmI<{da public :
2vWx)Drb6 template < typename Actor >
I
,z3xU do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
\}"$ ?d'f {
P<a)25be/ return do_while_actor < Actor > (act);
:i .{ }
Yd=>K HVD } do_;
s)6U_ ov_j4j>6P 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
8)10o,#L 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
AN/;)wc 最后来说说怎么处理break和continue
|w<H!lGe!$ 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。
g|vNhq0|i 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 ]