一. 什么是Lambda /YLHg5n8+
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 [K=M;$iQ
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, ]"2;x
|K(2_Wp
[@&0@/s*t'
`;7eu=
class filler /qd5{%:
{ VPh0{(O^=
public : RZgklEU
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} +~x'1*A_
} ; UK7pQt}9
sgGXj7
S#^2k!(|G
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: S#{jyU9 ]
Bo#,)%80
L/Ytk ag
I0qSx{K
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); i eL7jN,'m
2YbI."ob
(\8~W*ej"
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Q:5^K
(^@rr[.o7
^7Hwpn7E
b4R;#rm
二. 战前分析 X7g@.Oy`
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。 <3)k M&.B
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 ..K@'*u
sy]hMGH:3W
9zL(PkC%\
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); #lY_XV.
/* --------------------------------------------- */ ixY[ HDPq
vector < int *> vp( 10 ); )z^NJ'v4(
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 0R-J
\
/* --------------------------------------------- */ V"Sa9P{y"
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); +7KRoF |
/* --------------------------------------------- */ $VxKv7:
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); k6$Ft.0d1Z
/* --------------------------------------------- */ L[cP2X]NQ
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); ib\_MNIb
/* --------------------------------------------- */ DP8%/CV!*
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); qN"Q3mU^h*
F+SqJSa
! }>CEE
=o5|W'>`
看了之后,我们可以思考一些问题: ;I/ A8<C
1._1, _2是什么? W8_$]}G8E
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 kRb %:*
2._1 = 1是在做什么? [0n[ \&
0
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 X5tx(}j
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 ~+)>D7
2oo/KndU
oMNSQMlI
三. 动工 <2SWfH1>
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: -.OZ
Lb,wn{
.|e8v _2J
v{X<6^g
template < typename T > 4D}hYk$eP0
class assignment mt]^d;E
{ :>y;*x0w
T value; #,9s\T
public : ubv>*iO
assignment( const T & v) : value(v) {} +ag_ w}
template < typename T2 > ph$vP;}
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } ek"Uq RY
} ; SLW|)Q24
s1]m^,
1,(WS
F
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 \(MIDCZ@-
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 8'"=y}]H~
TwsI8X
(6Ciqf8
ob;O,&e0>
class holder ` {qt4zd0
{ 9:*[Q"v
public : edo+ o{^
template < typename T > k1.%ZZMM
assignment < T > operator = ( const T & t) const D94bq_2}
{ oY+p;&H
return assignment < T > (t); *M)M!jTv
} 2EOx],(|
} ; f92z/5%V
Eq%f`Qg+1E
,+5:}hR+
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: wn;)La
d
N$,AO T
static holder _1; fD lo L
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 !TivQB
(g*j+i
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Cv@)tb
而不用手动写一个函数对象。 >C19Kie72
SK#&%Yk
XF+4*),
;:&|DN3;
四. 问题分析 Wb>;L@jB7
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。 Q:|W/RD~
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。 $H)QUFyC
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Se_]=>WI
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 b50mMWtG
下面我们可以对这几个问题进行分析。 g60k R7;\
v$D U
q+
五. 问题1:一致性 |;7mDhj=
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?| :G6aO
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 T9I$6HAi
v3aPHf
struct holder [}M!ez
{ m^0vux
// @gfW*PNjlP
template < typename T > ,zdGY]$
T & operator ()( const T & r) const T@=C2
1
{ c-PZG|<C[
return (T & )r; ]'"Sa<->
} zPc"r$'0U
} ; <zL_6Y2
t,Ka]
/I
这样的话assignment也必须相应改动: XPU>} 4{
,0a_ou"P=_
template < typename Left, typename Right > v7SYWO#
class assignment :dh; @kp
{ OxYAM,F
Left l; 4qz+cB_
Right r; @lF?+/=$
public : [8a(4]4
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} yKoZj
template < typename T2 > K6t"98
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } s*[
I"iE
} ; gu!!}pwV9
]c~yMA+]FZ
同时,holder的operator=也需要改动: 9xO@_pkX
NJQ)Ttt
template < typename T > ZX` \so,&,
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const Jz~:
{ $Yt|XT+!&
return assignment < holder, T > ( * this , t); (0H=f6N
} jwT` Z
A4!X{qUT-
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 zXx/\B$&d*
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 }q`9U!v
XQ]vJQYIR
return l(rhs) = r; \^*:1=|7u]
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。 &U7v=a
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: n82tZpn
< j:\;mi;
template < typename Tp > v*?8 :>:}
class constant_t 9L:wfg}8s
{ pE&G]ZC
const Tp t; =S`h/fru
public : Yi%lWbr
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} RJ'[m~yl5X
template < typename T > !iKW1ks
const Tp & operator ()( const T & r) const 1H-Y3G>jN
{ ]]PNYa
return t; ng3ZK
} EL$DvJ~
} ; q$:7j5E
7]vmtlL
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 Xx{| [2`
下面就可以修改holder的operator=了 `/PBZnj
G0UaE1n
template < typename T >
]
#@:VR
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const ?Ts]zO%%Z
{ #{}?=/nJ~-
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); +d6onO{8
} m"n74cxS
(N9-YP?qm
同时也要修改assignment的operator() HLW_Y|QaFo
MW7~=T
template < typename T2 > _d@YLd78P
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } ]zol?
现在代码看起来就很一致了。 fEZuv?@
8OZj24*'DS
六. 问题2:链式操作 #"N60T@
现在让我们来看看如何处理链式操作。 -i`jS_-Cv-
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。 S[zvR9AW&
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。 GQtNk<?$I
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 [A7TSN
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct bFG~08Z ,d
/*qRbN
template < typename T > zWEPwOlI1P
struct result_1 V'&;r'#O
{ -Q n-w3~&
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 0F |t@?S
} ; >9{?]x
%]4Tff
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: Zk=,`sBC
s(=wG|
template < typename T > pN[WYM?[
struct ref 7[1Lh'u
{
Z_q+Ac{p
typedef T & reference; Te-p0x?G.
} ; 1B4Qj`:+0
template < typename T > s * (a
struct ref < T &> PQ4mNjXN
{ OIP]9lM$nC
typedef T & reference; 1CB&z@
} ; zV&l^.
gHe:o`
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 1"H;Tr|
!/}3/iU
template < typename T > ^p3GT6
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const t8*Jdd^3Z/
{ `dZ|Ko%k
return l(t) = r(t); uV5uZ
} ?@'&<o0p#
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。 ' h7Faj
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
RNk|h
: "85w#r
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%9 C<+.R
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: cXb*d|-|N
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
^ }7O|Y7
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 AQ'%}(#0
最后的布局是: q/ljH_-
Add bT,_=7F
/ \ *5feB#
Divide 5 {:1j>4m2
/ \ v #+ECx
_1 3 yNvAT>H
似乎一切都解决了?不。 ?Lg(,-:
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。 5NhFjPETr
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。 t /+;#-
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: 3}|[<^$
P{o)Ir8Tt
template < typename Right > 3]*Kz*i
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const p\&O;48=
Right & rt) const ]E/0iM5
{ `s7pM
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 0ID9=:J
} ^^b'tP1>
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 4#IT" i
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。
GLf!i1Z
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。 t%}<S~"
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。 h.EI(Ev"GN
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。 ,6>3aD1w~q
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? '[#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: TE
Z%|5(]
@62,.\F
template < class Action > Z}S[fN8
class picker : public Action /QQRy_Z1)
{ $?56 i4
public : Tx.N#,T|
picker( const Action & act) : Action(act) {} 5 bI:xL}
// all the operator overloaded p~w] ~\
} ; roQI;gq^
{[!<yUJ`S#
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。 A)U"F&tvm
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: \ptO4E
*Ypn@YpSp
template < typename Right > ga
+,
P
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const I-R7+o
{ ^77W#{ Zs
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); B'yjMY![
} nqy*>X`
L3%frIUd
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ;oOTL'Vu
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。 ia5%
NTu|cX\R
template < typename T > struct picker_maker $}&a*c>
{ >kQp@r\nQ
typedef picker < constant_t < T > > result; _WZx].|A=
} ; %
G=cKM
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
o
]*yI[\
{ Jinh#iar
typedef picker < T > result; E*YmHJ:k
} ; (7g"ppf
/GgID!8
下面总的结构就有了: Cu+p!hV
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 <MS>7Fd2
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 p :xyy*I
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
fJ*^4
至此链式操作完美实现。 cNd&C'/N
??/bI~Sd
Z,)H f
七. 问题3 WHE<E
rV%
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 6u"wgX]H
'UX^]
template < typename T1, typename T2 > D|zuj]
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const X;!*D
{ j6l1<3j
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
AOg'4
} XCI
2 ,nhs,FZ
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: Ar>B_*dr
T:Cq}4k<
template < typename T1, typename T2 > 8]#FvgX
struct result_2 2Z{?3mAb;
{ 4 ?BQ&d
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; JzEg`Sn^
} ; }5fd:B m;
*<^C0:i(
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? PY.HZ/#d
这个差事就留给了holder自己。 /kGWd9ujF
]+e
zg(C}
Z RjM^
d;
template < int Order > Uc!k)o#=
class holder; _`SDG5
template <> O]XRalkEM
class holder < 1 > }C @xl9S "
{ ]pm/5|
public : B*G]Dr)e
template < typename T > ZW;Ec+n_K
struct result_1 X8tPn_`x
{ Pjh;;k|V
typedef T & result; 76T7<.S
} ; J0Yb_(w
template < typename T1, typename T2 > "vk]y
struct result_2 V~PGmn[V
{ -+){ ;,
typedef T1 & result; T4W20dxL7
} ; 5"h4XINZ
template < typename T > S(3h{Y"#
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const :'r*
5EX
{ MZ%J
]Nd
return (T & )r; qD%88c)g
} J-+mdA
template < typename T1, typename T2 > y3j$?oM
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ~0CNCP
{ r~=+>,
_
return (T1 & )r1; X(Af`KOg[
} K cex%.
} ; ~d&&\EZ
MY{Kq;FvRP
template <>
_*}D@yy&
class holder < 2 > yuC"V'
{ k|x mZA*
public : F$>#P7ph\a
template < typename T > 1]>JMh%X9t
struct result_1 #U0| j?!D
{ e }O&_j-
typedef T & result; kPOk.F%)
} ; jA8Bmwt;w
template < typename T1, typename T2 > +;!^aNJ,
struct result_2 n jd2
{ &K!0yR
typedef T2 & result; 5[\g87\
} ; &pl)E$Y
template < typename T >
6!)hl"
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const =l2 @'Y Q
{ MuO(%.H
return (T & )r; no\G
>#
} [*K9V/
template < typename T1, typename T2 > E5gt_,j>
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const VB^1wm
{ H^*[TX=#[
return (T2 & )r2; (|O(BxS
} 3I'7+?@@l
} ; 6k')12~'
"@ZwDg`
p8]X Ne
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> >。 S]E|a@kD3
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: JWu0VLo
首先 assignment::operator(int, int)被调用: .4 NcaMj
]x1ba_
return l(i, j) = r(i, j); C^JtJv
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) =sAOWI,8!
j~rW
2(
return ( int & )i; FBi&MZ`
return ( int & )j; |p/[sD+M
最后执行i = j; |I]G=.*E
可见,参数被正确的选择了。 1h]nE/T.O
m{*_%tjN0
M;g"rpM
0kp{`3ce
ME*zMLoF+
八. 中期总结 q.hpnE~#lh
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: <@>icDFEHn
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 z/o&r`no
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ?S)Pv53>}
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor Ux);~P`/o
Kr<a6BEv5
'eQ*?a43
41C6ey
9$sx+=(
%Q93n {?
九. 简化 ,[| i^
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 xs)SKG*
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Y,KSr|vG
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: KWVl7Kw#e
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 27JZwlzZ
+-*/&|^等 Wsw/ D
2. 返回引用。 b5
AP{
#
=,各种复合赋值等 1A7(s0J8 :
3. 返回固定类型。 E_xCRfw_i]
各种逻辑/比较操作符(返回bool) UN6nh T
4. 原样返回。 mnYzn[d3U
operator, pr\OjpvD
5. 返回解引用的类型。 ,7Q b24A
operator*(单目) |3EKK:RE
6. 返回地址。 e>HdJ"S`
operator&(单目) 2reQd47
7. 下表访问返回类型。 \S#![NC
operator[] x]"N:t
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 /a-OBU
operator<<和operator>> Eye.#~
^hwTnW9Z1:
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 r[&/*~xL
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 35#"]l"
|/RZGC4
template < typename Left > K"=I,Vr:
struct value_return `Yo!sgPO\
{ ftqeiZ
2
template < typename T > qAVZ&:#
struct result_1 oe1$;K>.7
{ "&TN}SBW
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; x)2ZbIDB:"
} ; S4>1 d-
8|S}!P"
template < typename T1, typename T2 > -]Q6Ril
struct result_2 }FAO.
{ }woNI
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; iFB {a?BE
} ; F@@6D0\X?
} ; 2u^/yl
N._&\fHY
ty)~]!tA
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait V%'+ ob6
D"GQlR
下面我们来剥离functor中的operator() W"H*Ad(V
首先operator里面的代码全是下面的形式: >0jg2vqt
rTYMN
return l(t) op r(t) Q$=X
?{
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 0r'<aA`=I
return op l(t) k|F TT
return op l(t1, t2) A{KF<Omu
return l(t) op HF]|>1WV[
return l(t1, t2) op L[.RV*sL
return l(t)[r(t)] 0%GQXiy
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] A\};^Y
qHra9yuSh
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: Qj',&b
单目: return f(l(t), r(t)); v?qU/
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); )_Wo6l)i
双目: return f(l(t)); tU>?j1
return f(l(t1, t2)); nkTu/)or
下面就是f的实现,以operator/为例 4ROuy+Ms'
`_5{:
9N$
struct meta_divide DmpG35Jk
{ )l"py9STF
template < typename T1, typename T2 > _ -C{:rV
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) I`FqZw
{ {S5HH"
return t1 / t2; ]Geg;[t
} KO5! (vi@
} ; tg'2v/
Sk|DVV$
这个工作可以让宏来做: { x/~gp
<WRrB
`nO
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ E\dJb}"x %
template < typename T1, typename T2 > \ aX{i
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; |?/,ED+|>D
以后可以直接用 x|`o7.
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) :B"Y3~I
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 m6^n8%
(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。。。) '\I!RAZ
:FqHMN
QC^#ns&
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 +_ZXzzcO<
uKE?VNC]
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > S1D=' k]
class unary_op : public Rettype U9eb&nd
{ Ir :y#
Left l; 8Jb N&C
public : 1aBQ.-E-
unary_op( const Left & l) : l(l) {} nYbI =_-
ZI/Ia$O
template < typename T > ^7>k:|7-t
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const /Dk`vn2 eN
{ X4{O/G
return FuncType::execute(l(t)); |VxO ,[~
} 7t~12m8x
2~(\d\k
template < typename T1, typename T2 > t0-)\kXcA
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ipdGAG
{ [)S&PK
return FuncType::execute(l(t1, t2)); C6ry]R@
} "Q<
} ; D +Ui1h-
T i!<{>
T(2*P5%&
同样还可以申明一个binary_op /_.1f|{B
C^8n;i9
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > LL"c 9jb4z
class binary_op : public Rettype q@0g KC&U
{ uk=f /nT
Left l; vnOl-`Z ~
Right r; $G}!eV
6
public : bj$VYS"kY
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} "nQ&~KQ
(dgBI}Za
template < typename T > tX@G`Mr(
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 2SV}mK U
{ yZcnky
return FuncType::execute(l(t), r(t)); 5vo5t0^o
} rS&"UH?c7
[oS4WP
template < typename T1, typename T2 > 7wB*@a-
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const [B+]F~}@
{ h5^qo ^;g7
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); :Cdqj0O3u
} !)-)*T
} ; {#C)S&o)6
jhF&
WkUV)/j
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 iPeW;=-2Wk
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 $z48~nu@j
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) T;`2t;
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 -J'0qN!
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! N.D7
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 E hw2o-s^
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Yx3ivjX.>
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) 7I4<Dj
下面是修改过的unary_op aPRXK1
Ygs:Ox"[-G
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > J{qsCJiB
class unary_op d$qi.%<kh
{ wS+ekt5
Left l; ;6AanwR6
)kk10AZV-E
public : Hzc5BC
ec3zoKtV
unary_op( const Left & l) : l(l) {} {baG2Fe1`b
Kv~'*A)d
template < typename T > ?R":"*eu
struct result_1 Xc8
XgZk
{ Rv)*Wo!L
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; XmAun
} ; I#UL nSJ3
?A]/
M~3B
template < typename T1, typename T2 > C'.^2s#e8
struct result_2 iBh.&K{j
{ 7KJ%-&L^
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Dn[u zY6
} ; 8T5W6Zs1
w\lc;4U
template < typename T1, typename T2 > -Dy":/Bk
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const >qS2ha
{ `R
m<1
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); j.kv!;Rj=
} Mb:>
g#lMT%
template < typename T > a[=;6!
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const PS$g*x
{ YVLK X}$)(
return OpClass::execute(lt(t)); {HbSty
} ?
J/NYV
V='A;gs
} ; w0P Atu
BG_6$9y
W4q
|55
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 _sAcvKH
好啦,现在才真正完美了。 95mwDHbA
现在在picker里面就可以这么添加了: hMyN$7Z
%m##i
template < typename Right > "EBCf.3-
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const snP]&l+
{ 4ufT-&m};s
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); GG
%*d]
} *X
uIA-9
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 L| ]fc9W:
#xh
M&X
d>O/Zal
D<'G\#n3I=
Ze?n Q-
十. bind LcTTfb+<
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 ',!>9Dj
先来分析一下一段例子 *^:s!F
K0|:+s@u
X7txAp.
int foo( int x, int y) { return x - y;} mhI
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 U#`2~Qv/1
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 VNwOD-b/]
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 `SQobH
我们来写个简单的。 M'JCT'(X
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: LtGjHB\+
对于函数对象类的版本: U6#9W}CE
qq"0X! w
template < typename Func > h0")NBRV&
struct functor_trait j!"5,~
{ \46*4?pP
typedef typename Func::result_type result_type; ul]hvK{2
} ; ,z#S=I
对于无参数函数的版本: y"k%Wa`*
:r7!HG_
template < typename Ret > 4m6/ba
struct functor_trait < Ret ( * )() > P1R[M|Fx
{ R&Ss ET.
typedef Ret result_type; zU'7x U-
} ; Zr(eH2}0D
对于单参数函数的版本: vy-q<6T}:p
JvkTfTE7
template < typename Ret, typename V1 > v6ei47-
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > LtPaTe
{ yd[4l%G(zS
typedef Ret result_type; qMw_`dC
} ; ;]k\F
对于双参数函数的版本: i(kx'ua?
0"Zxbgu)
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > O;|jLf_If
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > Mkr
&30il[
{ S VypR LVB
typedef Ret result_type; OIkjO}/7
} ; DVf}='en8
等等。。。 D=K{(0{"/,
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 6 X'#F,M
@d:GtAW
template < typename Func > (}s& 84!
struct func_return Dl,sl>{
{ egH,7f(yP
template < typename T > 4q.yp0E
struct result_1 dnV&U%fO
{ ia,5=SKJ
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; {`-AIlH(
} ; X ka+1c
?f6SKC
template < typename T1, typename T2 > E)wf'x
struct result_2 !tb!%8{~
{ @|s$:;(=
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ))<vCfuz2
} ; 3Pp+>{2_?
} ; ?zfm"o
y:_>R=sw
Uy*d@vU9c
最后一个单参数binder就很容易写出来了 R~eLEjezm
PF#<CF$ =
template < typename Func, typename aPicker > Ikw.L
class binder_1 %Y"pVBc
{ A%x0'?GU
Func fn; X|D-[|P
aPicker pk; Q [C26U
public : :X:s'I4J
D
IZiS3
template < typename T > O#p_rfQ
struct result_1 qM6hE.J
{ 5ArgM%
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; A&M(a
} ; Uq`6VpZ
x+ER 3wDD@
template < typename T1, typename T2 > Vw.)T/B_D
struct result_2 [9V}>kS)
{ wLb:FB2
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; |=KzQY|u
} ; gsUF\4A(J
g^x=y
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} g$zGiqzMK
9
W|'~r
template < typename T > .p> ".q
I
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const lpS v
{ t\'MB
return fn(pk(t)); +\;Ro18?
} 4_sJ0 =z-
template < typename T1, typename T2 > 6\jbSe
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ZJc{P5a1J
{ *po
o.Zz
return fn(pk(t1, t2)); d:>'c=y
} t&F:C
} ; \13Q >iAu
>;R`Q9s7
=wW M\f`=
一目了然不是么? z^jmf_
最后实现bind IR$d?\O3
x X[WX#'f
TJZ/lJU
template < typename Func, typename aPicker > ARt{ 2|
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) []aw;\7}Y
{ <
W`gfpzO
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); w{|`F>f9
} B$YoglEW:
WVhQ?2@ }
2个以上参数的bind可以同理实现。 kB=B?V~#
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。 %3"3V1
r<Z .J/a
十一. phoenix &|}QdbW
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: %'_:#!9
at{p4Sl
for_each(v.begin(), v.end(), qg1\ABH
( ujkWVE'
do_ 6-tIe_5
[ HeO&p@
cout << _1 << " , " !lL
`L\
] =+Odu
.while_( -- _1), H!hd0.
cout << var( " \n " ) o<txm ?+N
) nxBP@Td
); hmOGteAf-
r|*_KQq
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: On~KTt3Mp
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 1KGf @u%-1
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 +se OoTKR
那么我们就照着这个思路来实现吧: K1A<m=If
U^
,!
>i >|]
template < typename Cond, typename Actor >
FXn98UF Y
class do_while ~_"V7
{ QdcuV\B}
Cond cd; F=w:!tqA
Actor act; @mxaZ5Vv}
public : G~bDl:k`A
template < typename T > @RszPH1B
struct result_1 T?d}IDv1
{ (3D&