一. 什么是Lambda
x6,S#p 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
S3qUzK 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,
"VcGr#zW hUA3(!0) C _[jQTr Q1&: +7% class filler
pBL{DgX {
"t"dz' public :
~Zaxn~u:
void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
sur2Mw(M" } ;
rM bb%d: ,=6Eju#P r*+9<8-ZX< 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:
VWfrcSZg6M mW8CqW\Q5 Jz%&-e3 :?RK>}4|F for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
S~Q7>oNm Z/beROW ) =/dW5qy;*+ 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
sSD(mO<( IUc!nxF# 3\mFK$#sr i,4JS,82I 二. 战前分析
7BI0g@$Nn] 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。
G =< KAJ 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
SC|cCK hqi M9f*7{c u%}vTCg*p for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
)[nzmL*w /* --------------------------------------------- */
t'9E~_!C vector < int *> vp( 10 );
RE"}+D transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
gscsB4< /* --------------------------------------------- */
ZklidHL'); sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
T_Y 6AII /* --------------------------------------------- */
9sE>K) int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
*^.b}K% /* --------------------------------------------- */
-BoN}xE4 for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
I}k!i+Yl /* --------------------------------------------- */
B[$KnQM9Y for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
o~iL aN\+ })!n1kt ARU,Wtj# OvK_CN{ 看了之后,我们可以思考一些问题:
C|!E'8Rw 1._1, _2是什么?
>Q+EqT 显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
|qbJ]v! 2._1 = 1是在做什么?
]L&_R^ 既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。
(V=lK6WQm Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。
O
_1}LS! ~s5Sk#.z5 #Wc)wL-Tg 三. 动工
w$B7..r 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
1.>sG2*P <:&w/NjbI slQKkx \Dn 5.\!k8a template < typename T >
R9#Z=f, class assignment
BC4u,4S {
K@>v|JD T value;
<#R7sco' public :
+[F9Q,bH@b assignment( const T & v) : value(v) {}
Hpsg[d)! template < typename T2 >
RNt3az T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
"+XO[WGc } ;
+ubO-A? 9f"6Jw@F j:sac*6m 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
nK96A.B%p 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
3IJIeG> ^d2g"L
R/^ rh f O(.I class holder
pxY5S}@ {
=_,OucKkYG public :
:YV!;dKJ template < typename T >
xHL{3^ assignment < T > operator = ( const T & t) const
+zw<iB)J {
=8J\;h return assignment < T > (t);
hQet?*diU }
Dl"y| } ;
qK#* UR0% .#Sd|C]R7 8;Pdd1GyUL 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:
(ZI&'"H I'yhxymZ; static holder _1;
74[}AA Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
1zp,Suv }h]:I'R! for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
6 8_UQ. 而不用手动写一个函数对象。
)0'O!O <A6<q&g|E "3>#[o hB^"GYZ 四. 问题分析
f'.yM* 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。
j<gnh 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。
}3i@5ctQ 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
:#|77b0 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
\NSwoP 下面我们可以对这几个问题进行分析。
$jntT(V ,Y5+UzE@ 五. 问题1:一致性
)1i)I?m 首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?|
O'mX7rY<<( 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
lq9c2xK (>Yii_Cd struct holder
'%~zu]f' {
2KzKNe( //
1R:h$*-z template < typename T >
<T&$1 m{ T & operator ()( const T & r) const
kO9yei
{
9GGBJTk- return (T & )r;
)3 v8 }
dZYS5_wr } ;
-+4$W{OK*0 0loC^\f 这样的话assignment也必须相应改动:
6zI?K4o ?IWLl template < typename Left, typename Right >
L NE]#8ue class assignment
{&4qknPd% {
6Q>w\@lF Left l;
oJR!0nQ Right r;
?O3G public :
~/Ry=8 assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
[NFAdE template < typename T2 >
~/.&Z`ls T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
0FW=8hFp, } ;
JBg>E3*N E7D^6G&i 同时,holder的operator=也需要改动:
R.fRQ>rI . =+7H`A template < typename T >
%8-S>'g' assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
C[s*Na- {
m7@`POI return assignment < holder, T > ( * this , t);
-^Lj~O }
:kUH>O VEn%_9(] 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。
|_rj12.xo 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
tJn2:}-s Op0
#9W return l(rhs) = r;
:V"}"{(6 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。
jIW:O 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
duqu}*Jw N ;hq template < typename Tp >
@s[bRp`gd class constant_t
XR&*g1 {
`2Z=Lp const Tp t;
{P3,jY^ public :
h '}5"m constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
:G`_IB\ template < typename T >
rm
cy-}e const Tp & operator ()( const T & r) const
1,mf]7k$ {
)I<.DN& return t;
(= \P|iv }
C6Mb(& } ;
mPu5%% z/ i3 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
,=ICSS~9l 下面就可以修改holder的operator=了
Vz#cb5:g V&>7i9lEz template < typename T >
y^XwJX-f assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
-cW5v
{
~9n@MPS^! return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
*?8Q:@: }
b
9?w
_ 4VooU [Ka( 同时也要修改assignment的operator()
FD6|>G x=Ru@n K; template < typename T2 >
(0][hdI~B T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
oT_,k}L IX 现在代码看起来就很一致了。
OW.ckYt% l nZ=< T 六. 问题2:链式操作
vKW%l 现在让我们来看看如何处理链式操作。
;L`'xFo>> 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。
#8RQ7|7b| 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。
&@Q3CCDS 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。
78Gvc~j 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
%iGME%oXr e9:l template < typename T >
$`Ou * struct result_1
{L+?n*;CA {
l(`w]=t& typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
+j<Nu)0iY } ;
7OZs~6( ^NCH)zK]v 那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为:
`K@
eGE,zkj
FY template < typename T >
k-89( struct ref
Uarb
[4OZ {
WFB2 Ub7 typedef T & reference;
*0iP*j/] } ;
x88$#N>Q5 template < typename T >
l|&nGCW struct ref < T &>
L.GpQJ8u {
7!%cKZCY typedef T & reference;
$ey<8qzp } ;
h8h4)>: Sb`>IlT\# 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
|hpm|eZG"h NBeGmC|
template < typename T >
Qj=l OhM typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
R_*\?^k|A {
l5R H~F return l(t) = r(t);
*yf+5q4t }
kY|_wDBSb\ 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。
z!1j8o2 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
V`%m~#Me $+mmqc8 有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么
~E!"YkIr _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
)rXP2Z _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
kxdLJ_ +5 调用divide的对象返回一个add对象。
Ve=0_GR0 最后的布局是:
:?S2s Ne2 Add
2"mO"2d% / \
/0r2v/0 Divide 5
Ri,UHI4 W / \
mg;qG@? _1 3
W w8[d 似乎一切都解决了?不。
N(
/PJJ~ 你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。
!Khsx 如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。
Pc$<Cv|vz
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:
=HSE LHacHv template < typename Right >
A$oYw(m# assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
+(<CE#bb[ Right & rt) const
9(iJ=ao ( {
+zlaYHj return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
W<x2~HW( }
6=& wY 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
^C'k.pV
n~ XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。
'rg$%M*( 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。
"_(o% \"7 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。
kL&^/([9 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。
v/^2K,[0> 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 /PEm)=Tt 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:
n3)g{K^ ~U^0z|. template < class Action >
#v v
k7 class picker : public Action
-_2=NA?t {
gy>2=d public :
BBp
Hp picker( const Action & act) : Action(act) {}
dJ|]W|q< // all the operator overloaded
PGybX:L } ;
YsTfv1~z# Vb1@JC9b 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。
X&McNO6" 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:
sQ`8L+oY / '7WL[< template < typename Right >
Ek4aC3 picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
?d_Cy\G {
wPW9 bu return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
a.gu }
;[6u79;I Bg#NB Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
VE GUhI/d 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。
OixQlAb{ Ck[Z(=b$$: template < typename T > struct picker_maker
& XrV[d[> {
KDY~9?}TM typedef picker < constant_t < T > > result;
<H 3}N! } ;
:Ct}||9/ template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
ikY=} {
a|fyo#L typedef picker < T > result;
;`xu)08a } ;
Kj-`ru MjLyB^M 下面总的结构就有了:
?!
kup 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。
ly{~X 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。
+ W +<~E picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
Pajr`gU 至此链式操作完美实现。
#cApk *{tJ3<t(1 K|s+5>]W/[ 七. 问题3
lxxK6;r~> 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。
'Oq}BVR& HDC`g template < typename T1, typename T2 >
)kd PAw ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
b|xz`wUH0$ {
HL_MuyE return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
B'=*92i>S }
M
r@M~ - 3kJAaI8 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:
R!,RZ?|v ,>Yz1P)L template < typename T1, typename T2 >
ah}aL7dgO struct result_2
{)Gh~~57_W {
\(Hg_]>m typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
tBf u{oC } ;
CqF<
BE ]{;K|rCR- 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?
7&+Gv6E 这个差事就留给了holder自己。
FS']3uJ/ ,@2O_O`: 2
OGg`1XX template < int Order >
aUJ& class holder;
.2u %;)S template <>
QXF>xZ~ class holder < 1 >
N($j;<Q {
qC]D9
A public :
%u!#f<"[ template < typename T >
OtnYv struct result_1
7-(tTBH {
(apAUIE typedef T & result;
uT=sDWD: } ;
2Yyc`o0R;h template < typename T1, typename T2 >
W<58TCd struct result_2
NW~n+uk5v {
dLo%+V#/A typedef T1 & result;
] e&"CF
} ;
.kBAUkL: template < typename T >
()P?f ed typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
^^)Pv#[3 {
{E@@14]g return (T & )r;
b@,w/Uw[* }
y_a~>S template < typename T1, typename T2 >
v1;`.PWD typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
mjH8q&szf {
tFb49zbk return (T1 & )r1;
8XTVpf4 }
e+2!)w)[ } ;
AU)Qk$c (?~F}u
v template <>
<iL+/^# class holder < 2 >
}z[O_S,X {
;;UvK
v public :
<6Br]a60RR template < typename T >
X, J.!:4` struct result_1
&
8e~< {
-
5A"TNU typedef T & result;
%1e`R*I } ;
koaH31Q template < typename T1, typename T2 >
om@` NW struct result_2
#p\sw {
:y]l`Mo - typedef T2 & result;
PN<Y&/fB
} ;
>j\zj] -" template < typename T >
ah~7T~ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
)LnHm {
0Wk}d(f return (T & )r;
d~YDg{H }
Kf(% aDYq template < typename T1, typename T2 >
)M}bc1 _ typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
haB$W 4x {
|QXW$ return (T2 & )r2;
B< 6*Ktc }
KJSN)yn\ } ;
As78yfK pcL02W|J G!%1<SLi. 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> >。
vsLn@k3 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
/I: d<A 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
~!Onz wmO ^${-^w@,%V return l(i, j) = r(i, j);
011 _(v 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
O4(
Z%YBe t t#M4n@ return ( int & )i;
g_.BJ>Uv return ( int & )j;
hC~lH eH 最后执行i = j;
{Uu7 @1@n 可见,参数被正确的选择了。
tpA7"JD u5%.T0
P Jw9|I)H 1jQz%^~ X%39cXM C 八. 中期总结
Hn:%(Rg=aW 目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事:
]xV7)/b5G 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
,7tN&R_ 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
|1;0q<Ka 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
dZv-lMYBE 6rdm=8WFA }LQ&AIRN "jb?P$ `} Q+: Dh J<\_; 九. 简化
+5 @8'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。
<A+Yo3|7 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
82>zu} 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:
~pwp B2c 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
yS lN|8d +-*/&|^等
8(&C0_yD 2. 返回引用。
b\H~Ot[i =,各种复合赋值等
Zj!S('hSY 3. 返回固定类型。
&eyFApM[Z 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
K*p^Gs, 4. 原样返回。
[+>$'Du operator,
=3""D{l 5. 返回解引用的类型。
#^#N%_8 operator*(单目)
eEupqOF*:W 6. 返回地址。
R6CxNPRJ operator&(单目)
JF!!)6!2# 7. 下表访问返回类型。
aY8>#t? operator[]
!!dNp5h` 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
}_XKO\ operator<<和operator>>
SyX>zN! 'szkn0 OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。
Ow mI*` 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
@ttcFX1:W 5-aCNAF2 template < typename Left >
Q!|. ,?V struct value_return
}fL8<HM\'c {
c\"oj&>A template < typename T >
"5ah{,
struct result_1
xlS
t {
~ia#=|1} typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
a)[t kjU } ;
/?HRq ?n ]r6,^" template < typename T1, typename T2 >
x~A""*B~ struct result_2
WWHT;ST {
prhFA3
rW. typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
8_m dh + } ;
^MDBJ0
I. } ;
) Q]kUG#` ;. /Tv84I^ nBZqhtr 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
_9""3O '<$(* 下面我们来剥离functor中的operator()
!j(v-pQf" 首先operator里面的代码全是下面的形式:
!9OAMHa*9 My
Af~&Y+ return l(t) op r(t)
,7k)cNstW return l(t1, t2) op r(t1, t2)
;]+kC return op l(t)
NuW9.6$Jrf return op l(t1, t2)
2}'&38wMT return l(t) op
RhXX/HFk return l(t1, t2) op
LKftNSkg" return l(t)[r(t)]
!#g`R?:g return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
{_KuztJGA %UY=VE\F 很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式:
Y Q3%vH5#y 单目: return f(l(t), r(t));
+2MsyA?6_ return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
9e1gjC\ c 双目: return f(l(t));
] QtG gWtC return f(l(t1, t2));
bG;vl;C 下面就是f的实现,以operator/为例
l*xA5ObV u*}6)=+: struct meta_divide
B5P++aQ {
OJQ7nChMm template < typename T1, typename T2 >
noGMfZ1 static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
E^T/Qu {
U/wY;7{)# return t1 / t2;
Q(E$;@
}
IcI y } ;
!W{|7Es?. |4x&f!%m 这个工作可以让宏来做:
c[@>#7p`o xL=g(FN(6L #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
U~!97,|ic template < typename T1, typename T2 > \
FxD\F static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
uWv l<{2 以后可以直接用
nakhepLN DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
uA*Op45 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
N{L ]H_= (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。。。)
E&GUg/d SL>>]A,E<` >c8zMd 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
VBBqoyP
h "?}QwtUW template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
GVCyVt[!- class unary_op : public Rettype
Et# }XVCJ {
|`E\$|\p Left l;
)u'oI_ public :
.ikFqZ$$ unary_op( const Left & l) : l(l) {}
pi3Z)YcT jQ1~B1( template < typename T >
~ m,z| typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
] l}8 {
L)HuQVc g return FuncType::execute(l(t));
LHR%dt|M }
wC..LdSR 12;"K?7{ template < typename T1, typename T2 >
d cYUw] typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
4,wdIdSm4 {
(gs"2 return FuncType::execute(l(t1, t2));
gP^'4>Jr }
>x(^g~i } ;
mzfj!0zR* Q3_ia5 `O {- 7T\mj 同样还可以申明一个binary_op
FzFY2h;n]B :q0C$xF template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
I `p44}D3 class binary_op : public Rettype
b;Q
cBGwKT {
(:vY:-\ bO Left l;
w9H%u0V? Right r;
3Akb|r public :
'?wv::t binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
2gg5:9 -QI1>7sl template < typename T >
nke[}Hqf typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
}eULcgRG {
QJvA return FuncType::execute(l(t), r(t));
=/Vr,y$ }
>eW HPO \ bd?
`." template < typename T1, typename T2 >
a~:'OW:Q typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
H:a(&Zb {
r6*0H/* return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
i,$*+2Z }
d+ql@e ] } ;
po\Q Me cQS}pQyYN UTHGjE 很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
V)_mo/D!D 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
*~:4&$ DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
{*yhiE , 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。
&HT
PeB 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
|JnJ=@-y 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。。。
6 @'v6 1' 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
vAHJP$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)
|A[Le
;, 下面是修改过的unary_op
-8#Of)W ;UArDw H template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
OAc+LdT class unary_op
r}pYm'e {
pc:~_6S Left l;
0waQw7
E [1G4he% public :
DLJu%5F rP^2MH" unary_op( const Left & l) : l(l) {}
zG+oZ kYmkKl_ template < typename T >
zl4Iq+5~6Q struct result_1
]geO%m {
^W3xw[{ typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
{UvZ } ;
!E4YUEY6 7:9WiN5b template < typename T1, typename T2 >
ZMy,<wk struct result_2
7o'kdYJzo {
G0xk @SE typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
FgKDk!ci } ;
Y{f;qbEQH' $
[0 template < typename T1, typename T2 >
- YJ7ne] typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
4B^f"6' {
5 ,q uM" return OpClass::execute(lt(t1, t2));
gdNEMT }
> ~J&i3 /2~qm/%Q template < typename T >
f0O"Hm$Z typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
lk)38. {
nH/V2>Lm return OpClass::execute(lt(t));
1vx:`2 A4 }
9p9:nx\ v`*!Bhc- } ;
"b|qyT* Sl = 0Z}s ./rNq!*a 该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug
yAW%y 好啦,现在才真正完美了。
<x53b/ft 现在在picker里面就可以这么添加了:
[?.k 8;k r@/+ template < typename Right >
|z-A;uL < picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
v0apEjT {
&3:-(:<U return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
'>@evrG }
}BzV<8F 有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。
TMT65X! /!P,o}l7 F
MHpa K.JKE"j)d %f*8JUE16 十. bind
?qO_t;:0> 既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。
X8GIRL)lJ 先来分析一下一段例子
)8!""n~ J
XPE9uH BwEO2a{ int foo( int x, int y) { return x - y;}
~]O~a}]g( bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
Cevl#c5p> bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
g-bHf]' 可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。
F$^RM3 我们来写个简单的。
es6!p 7p? 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
}[ld=9p( 对于函数对象类的版本:
{M )Y6\v sV%<U-X template < typename Func >
7:)= struct functor_trait
u$X[= {
3ktjMVy\ typedef typename Func::result_type result_type;
&&nvv &a } ;
%7xx"$P:R 对于无参数函数的版本:
g~rZ= :54ik,l template < typename Ret >
LkK%DY struct functor_trait < Ret ( * )() >
O@ F0UM`! {
N>/!e787OU typedef Ret result_type;
%-/[.DYt } ;
=e$<[" 对于单参数函数的版本:
^mv F%"g W.'#pd template < typename Ret, typename V1 >
64fa0j~<*M struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
HQCxO? {
g=XvqD< typedef Ret result_type;
yT.h[yv"w } ;
-Wd2FD^x 对于双参数函数的版本:
&CpxD."8x
{^a"T'+ template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
'JU(2mF struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
nm`[\3R {
M%92^;|` typedef Ret result_type;
#^|y0:
} ;
NjrF":'Y 等等。。。
@n"7L2wY 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
?
%XTD39 %JF^@\E!| template < typename Func >
p.A_,iE struct func_return
iyKAw
{
6!*be|<& template < typename T >
<2"' R(4", struct result_1
#>iBu:\J {
ywTt<;
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
sEkfmB2J/ } ;
%IL]
Wz< aMe]6cWHV> template < typename T1, typename T2 >
]V0V8fU| struct result_2
Z$LWZg {
dWqKt0uh! typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
`<2k.aW4e8 } ;
Q3[MzIk 4 } ;
=(2y$,6g? )S@e&a|
+pXYBwH
7Q 最后一个单参数binder就很容易写出来了
|;sL*Vr f>!)y- 7 template < typename Func, typename aPicker >
c<bV3, class binder_1
U*(/eEtd- {
>HNBTc=~t Func fn;
Ne#FBRu5 aPicker pk;
kl%%b"h' public :
M15Ce)oB1( >cU#($X$^ template < typename T >
nWb*u struct result_1
@6h,#8# {
nsn typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
gR1vUad7 } ;
,.DTJ7H+ E:vgG|?? template < typename T1, typename T2 >
H1>~,zc>E struct result_2
{*mf Is {
9^;Cz>6s typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
M$_E:u&D } ;
0,~||H{ kb3>q($ binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
+q n[F70} yC \dM1X template < typename T >
yX9 .yq typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
?#s9@R1 {
-&q@|h' return fn(pk(t));
cD.afy }
;QO3^P} template < typename T1, typename T2 >
J([Y4Em5 typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
Y*VF1M,2_ {
t2x2_;a return fn(pk(t1, t2));
pPL)!=o! }
HQ /D )D } ;
4g4[n7 _D+pJ{@W gy5 ^JL 一目了然不是么?
GmhfBW? 最后实现bind
P* X^)R oZ,J{I!L B7x(<!B template < typename Func, typename aPicker >
5PY4PT=G picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
;k?Z,M: {
'Em3;`/C*+ return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
uA-1VwW+N }
M(
w'TE@ O06 2c)vIY 2个以上参数的bind可以同理实现。
/U$5'BoS 另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。
,3XlX(P 6v"WI@b4 十一. phoenix
'/="bSF Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
[~NJf3c" j(~e{HZ for_each(v.begin(), v.end(),
3d>8~ANi=% (
!$u:[T_8 do_
)J^5?A [
@7HHi~1JK cout << _1 << " , "
F8H4R7
8>; ]
8:t!m>(* .while_( -- _1),
c,CcKy;+ cout << var( " \n " )
<)$&V*\ )
jOUM+QO );
F(O"S@ +Y?)? 是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:
bG)EZ 首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor
o$QC:%[# operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
A"tE~m;"7 那么我们就照着这个思路来实现吧:
o5B]? ekpq 6Y`rQ/F 7Pe<0K)s( template < typename Cond, typename Actor >
!zVjbYWY class do_while
$UD$NSl {
^'%Q>FVb Cond cd;
r01u3! Actor act;
*iX PG9XZ public :
4A0v>G`E*# template < typename T >
>sjvE4s struct result_1
j>8S,b=% {
n'To: typedef int result_type;
ARUzEo
gcf } ;
8]K+,0m6 )%q!XM do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
Tw,|ZA4XH 6E@TcN~,! template < typename T >
A$g'/QM typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
j/t)=c {
T mK[^ do
K
0e*K=UM {
|.KB act(t);
).)^\ }
CJjT-(a while (cd(t));
A^c
( return 0 ;
(`&SV$m }
hG~HV{6 } ;
>*MGF=.QG HV&i! M@T U5
ia| V 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
cG"wj$'w 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
*(s0X[- 其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。
00B,1Q HP 因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。
82)%`$yZw[ 下面就是产生这个functor的类:
e'yw8U5E/ g@'2 :'\ DH7]TRCMZ) template < typename Actor >
tmd{Gx}c class do_while_actor
Up1n0 {
5dX /< Actor act;
8d?%9# p-) public :
[Kg3:]2A do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
C);3GPp XRmE template < typename Cond >
\_(|$Dhq picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
nx(jYXVT } ;
T[evh]koB H|S hi / 2:@,~{`#* 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
OI_Px3)
y 最后,是那个do_
Co,?<v=Ll -mP2}BNM 5)Z:J class do_while_invoker
'rNLh3 {
Wf3{z
D~ public :
#_Zkke~{ template < typename Actor >
QFK'r\3pU do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
p//mVH% {
4p7j"d5 return do_while_actor < Actor > (act);
:IX,mDO }
DUSQh+C } do_;
1pK(tm Q/@ pcU 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
d/3bE*gr
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
O=vD6@QI 最后来说说怎么处理break和continue
6i;q=N$' 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。
bXvriQ.UH 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 ]