一. 什么是Lambda
iySmNI 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
=8J\;h 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,
Dl"y| P4N{lQ.> U9k}y A!^,QRkRN class filler
' Uc|[l]
{
`86b public :
<A6<q&g|E void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
4a646jg) } ;
)8N/t6Q b<7.^ >5N}ZIN 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:
RE7[bM3a @'U4-x %%3ugD5i! +ypT"y for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
k1cBMDSokO 1R:h$*-z HmiwpI 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
P]x@h J$P]>By5: aY?}4Bx `}=Fw0 二. 战前分析
?IWLl 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。
MR~BWH?@ 1 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
Wx-{F x
Dr^&rC Ln:
y|t for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
rms&U)? /* --------------------------------------------- */
Y{S/A *X vector < int *> vp( 10 );
FUOvH85f transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
IQ~()/;3d /* --------------------------------------------- */
ew0 ) sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
3 (<!pA /* --------------------------------------------- */
-^Lj~O int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
'-~86Q /* --------------------------------------------- */
q)vD "{0. for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
,L^L uw'7 /* --------------------------------------------- */
V{*9fB#4L for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
"8rP?B( 9Z* vp^3 &0lNj@/ f[ v??^ 看了之后,我们可以思考一些问题:
~Ch`A@=5 1._1, _2是什么?
f9rToH 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。
yA_d${n 2._1 = 1是在做什么?
PNG'"7O 既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。
[|>.iH X Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。
2sTyuH. z/ i3 k^L (q\D 三. 动工
;F:(5GBi 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
=1,g#HS WV6vM()#!C Pf!K()<uJ 8e-{S~@W template < typename T >
x=Ru@n K; class assignment
H;CGLis {
"- Ns1A8 T value;
2#&K3v public :
RWoiV10 assignment( const T & v) : value(v) {}
3HA{18{4uP template < typename T2 >
ooq>/OI0 T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
m ;KP } ;
(&B &
V g7H;d 4*54"[9Hr# 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
<E^:{J95 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
k-89( rd"]$_P8O }l/md/C0 ]juXm1)>W1 class holder
mkWIJH {
ecFI"g public :
}C'z$i( y template < typename T >
15zL,yo assignment < T > operator = ( const T & t) const
o+nU { {
R_*\?^k|A return assignment < T > (t);
tQ)8HVKF }
$a-~ozr`C } ;
55;xAsG !98s[)B: 06ueE\@Sg 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:
eL(T DB*IVg
static holder _1;
F|PYDC Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
E u@TCw8@ }ri"u;.R for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
lf Giw^ 而不用手动写一个函数对象。
XGUF9arN x=H*"L= RJWlG'i ]y(#]Tw\ 四. 问题分析
[ bE9Y; 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。
]vhh* 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。
jG8ihi 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
b\H~Ot[i 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
o^_z+JFwb 下面我们可以对这几个问题进行分析。
#jK{)%}mA ~h0SD( 五. 问题1:一致性
0M-Zp[w\- 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?|
3v5]L3 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
1% EIP-z ^MDBJ0
I. struct holder
aW$7:<A{ {
xOPSw|!w //
e#SNN-hKsJ template < typename T >
Vg&`f T & operator ()( const T & r) const
6^}GXfJAc {
Nl PP|=o return (T & )r;
=-`X61];M }
X62z>mM } ;
?cowey\m
. _sJp"4? 这样的话assignment也必须相应改动:
x>p=1(L HFvhrG template < typename Left, typename Right >
v)4 kS class assignment
hjaI&?w {
C&K%Q3V Left l;
Q->'e-\E<" Right r;
noGMfZ1 public :
#li;L assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
(a@cK, template < typename T2 >
k;l^wM T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
9F ).i } ;
"n:L<F,g `Nc3I\tCM 同时,holder的operator=也需要改动:
I&1h/ ,TeDJ\k template < typename T >
R-bICGSE assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
;x|4Tm {
2gb49y~ return assignment < holder, T > ( * this , t);
kSoAnJ| }
l{_>?]S5 &=K-~!? 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
Kx ?}%@b 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
>2Z:=HT 3sHC1+ return l(rhs) = r;
qA
Jgz7=c 在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
nLJ]tpw^DH 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
pG:FDlR~ d\'M ~VQ template < typename Tp >
5-5qm[.; class constant_t
R8O<}>3a {
@fPiGu`L const Tp t;
/,c9&it(M public :
(:vY:-\ bO constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
AbcmI*y template < typename T >
L}lc=\ const Tp & operator ()( const T & r) const
F#O.i, {
onHUi]yYu{ return t;
T[~ak"M }
X 4;+` } ;
\CX`PZ>< #0hX)7(j 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
*.ZV.( 下面就可以修改holder的operator=了
i,$*+2Z &*T57tE template < typename T >
Z:u7`% assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
,hYUxh45 {
/J wQ5 return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
&yp_wW- }
mY
|$=n5X & i)p^AmM 同时也要修改assignment的operator()
pU<->d;-> 6*tI~ template < typename T2 >
wvBJ?t, T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
Q~ te` 现在代码看起来就很一致了。
ERCW5b[RT /c]I|$v 六. 问题2:链式操作
}#a d 现在让我们来看看如何处理链式操作。
+'y$XR~W { 其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。
A
ElNf: 事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。
Wd3/Y/MD 比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。
y*2:(nI 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
KR?-< (VU: &. template < typename T >
;~tKNytD`B struct result_1
dHg[0Br)r {
87r#;ND typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
p/4GOU5g } ;
}Q/xBC) G %Wjtrpj 那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为:
) zz"DH [;83
IoU} template < typename T >
M,3sK!`> struct ref
m7cp0+Peo {
=Pd3SC})6V typedef T & reference;
[
!].G=8 } ;
ikw_t? template < typename T >
5O]ph[7 struct ref < T &>
<t.yn\G-w {
65)/|j+ typedef T & reference;
bmGIxBRq } ;
n]r7} 2hM }BzV<8F 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
TMT65X! /!P,o}l7 template < typename T >
F
MHpa typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
K.JKE"j)d {
%f*8JUE16 return l(t) = r(t);
?qO_t;:0> }
X8GIRL)lJ 可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。
8I$>e ( 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
MOJKz!% SdeKRZ{o 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
hDSt6O4za _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
l> W?XH _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
g;UB+Y 247 +5 调用divide的对象返回一个add对象。
qa.nm4"6+ 最后的布局是:
+%UfnbZ Add
/hQTV!\u / \
0h_ 9 Divide 5
ToTehVw / \
9B{,q6 _1 3
wJNiw)C 似乎一切都解决了?不。
-2{NI.-Xd 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。
9!NL<}]{ 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。
J4;w9[a$ 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:
SRRqIQz !NuiVC] template < typename Right >
.-awl1 W assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
}i ^]uW*h Right & rt) const
;%0$3a {
1~zzQ:jAZ
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
onI%Jl sq }
HQCxO? 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
zogw1g&C XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。
wDVKp[' 因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。
I}q2)@ 最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。
iVu 除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。
~k^rI jR 且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么?
3"NO"+Q 正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明:
Ub2t7MU u!hY
bCB template < class Action >
7/&i'y class picker : public Action
Vzn0; {
~! ;*C public :
ZVs]_`(+ picker( const Action & act) : Action(act) {}
{p[{5k 0 // all the operator overloaded
@.0>gmY;: } ;
Fku~'30 Z-z^0QO Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。
(~q.YJ' 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
r'/&{?Je/ AJ}QS?p8s template < typename Right >
B52n'. picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
mvgsf(a*' {
Tsch:r S return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
n=J~Rssp }
#s>AiD ,h,OUo]LIY Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
iO 9.SF0:
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。
6?$yBu9l UTB]svC' template < typename T > struct picker_maker
9:
N[9;(' {
= >CADTU typedef picker < constant_t < T > > result;
M(8dKj1+ } ;
n_QSuh/Wn template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
)O\w'|$G {
10R#}~D typedef picker < T > result;
.);~H# } ;
ndg1E;> 17P5Dr& 下面总的结构就有了:
~tx|C3A`d functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。
E)sC:oO picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。
J=7.-R|t picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
h K;9XJAf 至此链式操作完美实现。
-LzkM" \A7{kI 1Xzgm0OS; 七. 问题3
QTr)r;Tro 如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。
VaP9&tWXj 4PK/8^@7)> template < typename T1, typename T2 >
uDD{O~wF, ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
f#mNx {
xB-\yWDZe
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
Q\Wh]=} }
mxD]`F 2iM]t&^<+ 很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2:
dhrh "x_?: b3. template < typename T1, typename T2 >
[l44,!Z& struct result_2
E$SYXe [, {
2_T2?weD5
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
Ig&H0S } ;
t2x2_;a Nm$Ba.Rg 显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢?
abMB- 这个差事就留给了holder自己。
@};
vl \
SCi\j/a( >AK9F.
_z template < int Order >
)j,Y(V$P class holder;
Fi+8| /5 template <>
^AhV1rBB class holder < 1 >
~:FF"T> {
xVxN
@[ public :
#qLsAw--Q template < typename T >
mrmm@? struct result_1
|\.:h":!0~ {
\-Vja{J] typedef T & result;
H(?)v.% } ;
CP0;<}k template < typename T1, typename T2 >
[nc-~T+Mo struct result_2
ca=sc[ $+ {
R?{f:,3R typedef T1 & result;
r=6N ZoZ } ;
elJ?g
&" template < typename T >
H!'Ek[s+ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
i+q tL3 {
:;
z]:d return (T & )r;
4Jn+Ot.,d }
[>$?/DM template < typename T1, typename T2 >
35Ro85j typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
N\l|3~ {
5ENU}0W return (T1 & )r1;
Bnp\G h }
dNu?O>= } ;
X9
N4
&x?m5%^l template <>
_D 9/,n$ class holder < 2 >
:6gRoMb] {
}~NM\rm public :
CCHGd&\Z template < typename T >
Nl]_Ie6 struct result_1
%1mIngW=g {
;!S i_b2 typedef T & result;
@.&KRAZ } ;
shgZru template < typename T1, typename T2 >
4A0v>G`E*# struct result_2
>sjvE4s {
j>8S,b=% typedef T2 & result;
n'To: } ;
mE\)j*Nnv template < typename T >
mzRH:HgN? typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
63E)RR_Lh {
#V{!|Y ' return (T & )r;
uc{s\_ }
\@[Y~: template < typename T1, typename T2 >
IayF<y,8 typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
!'eh@BU; {
xX?9e3( return (T2 & )r2;
d>gQgQ;g }
r>#4Sr } ;
frokl5L@ 2BKiA[
;; kyi"U A82 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> >。
~|G`f\Ln" 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
4|&_i)S-Y 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
::p%R@? QE|x[?7e,! return l(i, j) = r(i, j);
(gRTSd T? 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
2FN E ;y( $D='NzE/ return ( int & )i;
*ESi~7;# return ( int & )j;
]GT+UX 最后执行i = j;
>*/:"!u 可见,参数被正确的选择了。
}Ug$d>\ +~>cAWZq_ G#Kw6 j[,XJ,5= 5g%D0_e5 八. 中期总结
y@@h )P# 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:
( Sjlm^bca 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
z }Lf]w? 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
Y[N@ )E_G 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
H:nO\] ce3``W/H3 }uwZS=pw ]z!Df\I c|@OD3w2lM X?YT>+g; 九. 简化
=Fc}T% 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。
q[Tl#*P?y 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
cQ;@z2\ 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:
0Bt>JbGs4 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
eiCmd
=O7 +-*/&|^等
$O&N
2. 返回引用。
9?q ^yy =,各种复合赋值等
nA(5p?D+YB 3. 返回固定类型。
Y <`X$ 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
NFy V02. 4. 原样返回。
NoMlTh(O operator,
v.ow`MO=; 5. 返回解引用的类型。
. HN4xL operator*(单目)
Uw]o9 e0S 6. 返回地址。
}vU^gPH operator&(单目)
7~r_nP_ 7. 下表访问返回类型。
<Mndr8 H operator[]
SKF0p))BJ 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
'C=(?H)M operator<<和operator>>
L=<$^ m U'^ G-@ OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。
l,9rd[ 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
Ng1bjq}E2 P v=]7>e template < typename Left >
f9OY>|a9 struct value_return
*kTj,&x[ {
g*Pn_Yo[. template < typename T >
EL%P v1 struct result_1
1,:QrhC {
ex#-,;T typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
<`WDNi$Y } ;
Ci 'V 7xM4=\~OG template < typename T1, typename T2 >
:]4s;q:m struct result_2
IAWs}xIly {
k&M~yb typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
Adet5m.|[8 } ;
<I*N=;7 } ;
g\9&L/xDN m7`S@qG )6BySk 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
^?_MIS`4N h@]{j_$u 下面我们来剥离functor中的operator()
CfO{KiM(2 首先operator里面的代码全是下面的形式:
P'[ISGt z}iz~WZ return l(t) op r(t)
<>( v~a] return l(t1, t2) op r(t1, t2)
tS Y4' return op l(t)
i03=Af3 return op l(t1, t2)
OJ7Uh_;/ return l(t) op
L8Q/!+K return l(t1, t2) op
o6RT 4` return l(t)[r(t)]
x[fp7*TiG return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
PbY.8d%2/k _>)@6srC 很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式:
qW*k|;S 单目: return f(l(t), r(t));
>Hmho' return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
me F. 双目: return f(l(t));
A6+qS
[ return f(l(t1, t2));
QCG-CzJ9l 下面就是f的实现,以operator/为例
;dtA-EfOZ fLeHn,*," struct meta_divide
q,_EHPc {
N?8nlrDQ template < typename T1, typename T2 >
Zl>wWJ3y static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
{t4':{Y+ {
O2"@09: return t1 / t2;
C^LxJG{L5 }
4]E1x l } ;
_j4K +K8T%GAr 这个工作可以让宏来做:
(uX"n`Dk Uu@qS #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
*NM* template < typename T1, typename T2 > \
T24$lhM static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
1NG[ 以后可以直接用
FI[]# DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
,-kz\N@. 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
M04u>|
, (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。。。)
IF@vl 5!wjYQt3 :^qUr`) 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
tR4+]K >p#_L^oZ% template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
OlptO60{ ] class unary_op : public Rettype
6;@:/kl t {
YE:5'@Z Left l;
J0YNzC4 public :
JaR!9GVN7 unary_op( const Left & l) : l(l) {}
1D2RhM% uKTYb#E7 template < typename T >
.g7\+aiTUd typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
N/b$S@ {
~eS/gF? return FuncType::execute(l(t));
a2]>R<M }
ILiOEwHS7F >)Bv>HM template < typename T1, typename T2 >
|Bv,*7i& typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
EP90E^v^ {
Nx+5r p return FuncType::execute(l(t1, t2));
XF>!~D }
5Q:49S47 } ;
t\PSB (WP^}V5 c/=\YeR 同样还可以申明一个binary_op
EY.m,@{ * *oDQwW]* template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
IL uQf- class binary_op : public Rettype
DGw*BN%` {
~ 588md : Left l;
+.rE|)BPy Right r;
-G#m'W& public :
Eg2SC? 5 binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
{lUaN0O: Z0v&AD= template < typename T >
&T ^bv*P typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
7AqbfLO {
z5D*UOy5M return FuncType::execute(l(t), r(t));
$"}[\>e*{ }
_ /Eg_dQ~@ kY9$ M8b template < typename T1, typename T2 >
x8C
* typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
_KBa`lhE {
KdzV^6K<c return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
>wFn|7\)s> }
'c]Pm,Ls } ;
9l |*E DeeV;?: epG =)gd=8 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
16nU`TN 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
;#8xRLW DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
.$Yp~ 那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
E8t{[N6d 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
<xrya_R? 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
s;[=B 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
R((KAl]dL 这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan)
i=hA. y` 下面是修改过的unary_op
NO/5pz}1 l<(jm{q?u template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
5zyd;y)|' class unary_op
S!^I<#d K {
gNkBHwv Left l;
P?jI:'u!R. cK\?wZ| Y public :
e5"5 U7 H|MAbx
7 unary_op( const Left & l) : l(l) {}
[A]
+Azc A!uiM*"W template < typename T >
Jp_ :.4 struct result_1
r
Cz,XYV {
tWQ$`<h typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
6(Ntt } ;
nQg_1+ LY#V)f template < typename T1, typename T2 >
ER}5`*X{ struct result_2
%WX^']p {
Id>I.e4 typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
;
0M"T[c } ;
>66
`hZ znIS2{p/` template < typename T1, typename T2 >
K!2%8Ej,J typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
w6-<HPW<S {
g@>93j=cZU return OpClass::execute(lt(t1, t2));
myd:"u,}9 }
nyOmNvZf ZXIz.GFy+ template < typename T >
",Fvv
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
Sogt?]HB$ {
`_]Ul I_h return OpClass::execute(lt(t));
jz>b>; }
~0}d=d5g ^7t1'A8e< } ;
*/|<5X;xIA YOA)paq+ ?V(+Cc 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
6!;D],,"#. 好啦,现在才真正完美了。
k\g:uIsv$ 现在在picker里面就可以这么添加了:
?N@[R]; zH#urF6< template < typename Right >
5{v uN)K3 picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
[81q 0@ {
[F{P0({%? return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
e nw*[D ! }
a6;5mx 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。
/xBO;'rR x`2du/
C SDk^fTV8x s3K!~v\L] 'tjqfR 十. bind
k/BlkjlNE 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。
lvLz){ 先来分析一下一段例子
p9S>H [| N73m,& 1S yG int foo( int x, int y) { return x - y;}
:YLurng/] bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
k[@/N+;")` bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
~]'yUd1gSZ 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。
gg Nvm 我们来写个简单的。
Yn0iu$;n 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
,rNud]NM8 对于函数对象类的版本:
hf7[<I,jov +%K~HYN template < typename Func >
o*oFCR]j struct functor_trait
.kgt?r
{
X!@ Y, typedef typename Func::result_type result_type;
k-)Ls~#+ } ;
2h)Qz+|7 对于无参数函数的版本:
}KEr@h,N *u < ZQq template < typename Ret >
+/" \.wYv struct functor_trait < Ret ( * )() >
D.ySnYzh {
_N0N#L4M typedef Ret result_type;
/a6i` } ;
2@I0p\a 对于单参数函数的版本:
J6<O|ng:: Nx
E=^
v template < typename Ret, typename V1 >
QUh`kt(E struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
.8;0O
M {
"^Y zHq6 typedef Ret result_type;
[X>f;;h } ;
POX{;[SV 对于双参数函数的版本:
4Tb"+Y} wti template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
>5D;uTy
u struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
ViG>gMG v {
${gO=Z typedef Ret result_type;
%36@1l-N } ;
jvo^I$|2h 等等。。。
,lFp4 C 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
m1xR uj] =1<v1s|)q template < typename Func >
wxT(ktE struct func_return
QV4FA&f& {
wzBw5nf\ template < typename T >
py'xBi6}v struct result_1
)t CNp {
g${k8.TV typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
rZE+B25T~ } ;
#&%>kfeJ)< q1m{G1W
n template < typename T1, typename T2 >
IaU%L6Q] struct result_2
&
x_
#zN] {
Eh$1piJG typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
MV07RjeS } ;
G&"O)$h } ;
t+{vbS0 '|<S`,'#hg &:1q3gDm 最后一个单参数binder就很容易写出来了
Mz\l
C)\B ,_Kr}RH template < typename Func, typename aPicker >
<y&&{*KW8m class binder_1
Ys&)5j- {
;|:R*(2 Func fn;
*%E\mu,,c aPicker pk;
c]/S<w< public :
xErb11 ;uzLa%JQ template < typename T >
E]=>@EX struct result_1
J ;4aghzY {
Wrh$`JC typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
?0?3yD-!9 } ;
[1 O{yPV3s X;
6=WqJj template < typename T1, typename T2 >
,i8%qm8 struct result_2
B&6lG!K'? {
|68k9rq typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
7!\zo mx } ;
|=MhI5gsx vo%"(! binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
IDL0!cF ml /S|`Drk template < typename T >
Yy6$q\@rV typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
`*D"=5G+ {
Qkhor-f0 return fn(pk(t));
$48Z>ij?f }
D3%2O`9 template < typename T1, typename T2 >
1Kd6tnX typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
mrr~ #Bb> {
j-.Y!$a%6 return fn(pk(t1, t2));
|qz%6w= }
f8`dJ5i } ;
n9n)eI)R p@[ fZj <fV][W 一目了然不是么?
yc`*zLWh 最后实现bind
q6<P\CSHy< P,F
eF'J^ J_.cC template < typename Func, typename aPicker >
b&dv("e
4 picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
-Mz [S {
DUh\x>^ return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
Ez-Q'v(9 }
w~ON861 , 2xv 2个以上参数的bind可以同理实现。
N"suR}9% 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。
'2ZvK i'4.w?O Z 十一. phoenix
1X&jlD? Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
_A])q " 0m4&K(3, for_each(v.begin(), v.end(),
h9#)Eo (
z^z`{B do_
/,UnT(/k( [
P.QF9% cout << _1 << " , "
~QDM
.5 ]
C+[)^2M{ .while_( -- _1),
aB?usVoS cout << var( " \n " )
aT(_c/t. )
Rn]xxa' );
+jyGRSo X6 N&:< 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:
7nFOVZ 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
u6Lx3 operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
bI8uw|c 那么我们就照着这个思路来实现吧:
,isjiy
J S#$Kmm
| T ~(Sc'8 template < typename Cond, typename Actor >
m}\QGtJ6 class do_while
aWJj@',_ {
^_<|~ Cond cd;
o:fe`#t Actor act;
RAP-vVh/C public :
CxZh^V8LP template < typename T >
l`i97P?/W struct result_1
\C h01LR" {
2E[7RBFY+\ typedef int result_type;
I[d<SHo } ;
]JV'z< TlRc8r| do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
^|]Dg &N. ~x#TfeU] template < typename T >
"=T&SY typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
dRnf {
XWyP'\ do
\Z&Nd;o {
-THMTRFz act(t);
.V?[<}OJn }
=I)43ahd while (cd(t));
XclTyUGoK+ return 0 ;
?1a9k@[t }
mPk'a } ;
;%B9mM#p~ dK4rrO jWv'`c 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
kMMgY? 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
_gI1rXI 其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。
>[,eK= 因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。
~~Ezt*lH 下面就是产生这个functor的类:
R| ?Q&F_$ %Jt35j@Ee WHdM P template < typename Actor >
)QE6X67i class do_while_actor
IA2VesHb {
9zwD%3Ufn Actor act;
;llPM`) public :
d @R7b^#g do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
qVC+q8 z9aR/:W} template < typename Cond >
XV]N}~h o` picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
\sNgs#{7E7 } ;
(U:-z=E#1 0=$/ )p\`H;7*V4 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
w2
Y%yjCV 最后,是那个do_
d&+]@ Ii QLY;@-jF$ Kb%Y%j class do_while_invoker
8^UF0>`' {
LCorT- public :
TKB8%/_p template < typename Actor >
A9xeOy8e do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
}~
D
WB" {
$${I[2R) return do_while_actor < Actor > (act);
)'+[,z ;s }
Cbff:IP } do_;
_E C7r>V& N~!,
S;w 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
t"VT['8 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
hEZvi
最后来说说怎么处理break和continue
*K/K97 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。
X:i?gRy" 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 ]