一. 什么是Lambda
gg<lWeS/3 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
Nkc=@l{ 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,
$[H3O(B0* D&.+Dx^G LnLuWr<;} o_{-X 1w class filler
]@_*O$ {
<_h public :
BeBa4s void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
hivWQ$6% } ;
X'O3)Yg Wq]^1g_ W<\KRF$S; 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:
Fvg>>HVu ,XR1N$LN8_ 3d[fP#NY7 gd2cwnP for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
K1jE_]@Z iOw'NxmY GP1b/n3F1 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
} DoNp[` L_Z>*s& q5Z]Z.%3O c1c8):o+V 二. 战前分析
)A,MTi 首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。
:GK]"sNC 开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码
G{)2f&< l1nrJm8
2>p>AvcK for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
JT!-Q!O}O /* --------------------------------------------- */
Ww:,O48% vector < int *> vp( 10 );
b0t/~]9G transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
Z!DGCw /* --------------------------------------------- */
).5$c0`U& sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
54v}iG /* --------------------------------------------- */
z]K:Amp;Z int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
|BN^5mqP6 /* --------------------------------------------- */
p4[cPt ~C for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
F8KSB"!NR /* --------------------------------------------- */
2{(_{9<>z for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
]U82A**n :hC+r=!I 4+Wti!s "|`euxYV 看了之后,我们可以思考一些问题:
)17CG*K1 1._1, _2是什么?
)k$ +T% 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。
@!`x^Tzz 2._1 = 1是在做什么?
4YMX;W 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。
s9X?tWuL 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}` i )CKPzNf "=@X>jUc 三. 动工
O!#r2Y"?K1 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
MDAJ
p>o ;Lr]w8d B^nE^"b m5`<XwD9 template < typename T >
v;1<K@UT class assignment
'>4H#tu {
WS6'R T value;
V^apDV\AV public :
Mh3Tfp assignment( const T & v) : value(v) {}
sN"<baZ template < typename T2 >
QY|Rz(;m T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
hT go } ;
3RJsH:u8 `)?N7g[\u 0o7*5| T4 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
hv
(>9N 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
7Ji|x{`` Y`3V&8X "n'kv!?\ HtpZ5 class holder
X;'H@GU0 {
db#svj* public :
OXp(rJ*bK template < typename T >
#q?'<''d, assignment < T > operator = ( const T & t) const
bf@H(gCW= {
Kjzo>fIC{ return assignment < T > (t);
PUcxlD/a} }
UB^OMB-W.m } ;
K,j'!VQA4g O3 NI y!eT>4Oyg 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:
;8m) a *!NxtB!LC static holder _1;
TMJq-u51 Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
x18(}4 Gu@n1/m@o for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
4M*Z1 而不用手动写一个函数对象。
Q-<h)WTA 6pP:Q_U$ p?-qlPl C2
4"H|D 四. 问题分析
'Y2ImSWj 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。
z;wOtKl5r 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。
z|bAZKSRYx 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
/:B2-4>Q! 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
/Vdu|k= 下面我们可以对这几个问题进行分析。
=aB c.PJ^ "o)jB~:L 五. 问题1:一致性
cY]BtJ# 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?|
u4x>gRz) 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
Zz/
z7~{ WYJH+"@%j struct holder
F
~SA3M: {
}i$ER,hXh //
QZ&
4W template < typename T >
9$f% T & operator ()( const T & r) const
+R"Y~
m{F {
$:|?z_@ return (T & )r;
Y[!s:3\f }
CFXr=.yz } ;
B@k2lHks( jZr"d*Y 这样的话assignment也必须相应改动:
]$~\GE^ I
>aKa template < typename Left, typename Right >
TrPw*4h 9s class assignment
WeZ?L|&%w0 {
#(7^V y& Left l;
'pj*6t1~ Right r;
<P~pn!F} public :
vN&(__3(( assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
;oCSKY4 template < typename T2 >
C <Pd_& T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
#$X _,+<HZ } ;
uA4xxY muAgsH$/ 同时,holder的operator=也需要改动:
=O%'qUj`q BEtFFi6ot template < typename T >
@.)WS\Cv#E assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
FQBE1h@k0u {
',Y`\X return assignment < holder, T > ( * this , t);
nc3usq }
8 qlQC.VA[ y!8m7a 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。
E(F?o.b 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
jP#I](\eG `*WzHDv5p return l(rhs) = r;
IY
hwFw
5O 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。
}_=h]|6t 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
NY?pvb `y>BbJqy template < typename Tp >
~6=aoF5"3? class constant_t
a$K6b5`>Rs {
os n ,kD* const Tp t;
:.=#U public :
XTJA"y constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
8.HJoos template < typename T >
J@A^k1B const Tp & operator ()( const T & r) const
Qe =8x7oIP {
|G)P
I`BH return t;
;b}cn!U] }
(3WK2IM^ } ;
!i_~<6Wa7 {b|V;/ 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
Q[c:A@oW 下面就可以修改holder的operator=了
[]doLt;J s.^+y7$ template < typename T >
&o]fBdn assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
cJ\1ndBH {
vRb7=fXf return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
lWDSF]ZYV }
[Lcy &+
VIaj])m 同时也要修改assignment的operator()
Rrrq>{D 4-BrE&2f template < typename T2 >
rgo!t028^ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
(%'`t(< 现在代码看起来就很一致了。
P~84#5R1 z))rk vL% 六. 问题2:链式操作
>}B53.;.k 现在让我们来看看如何处理链式操作。
c*r@QmB: 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。
9a#Y
D;-p 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。
1 F&}e&}c 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。
m2HO .ljc 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
~7gFddi=i Yyw9IYB; template < typename T >
@"B{k%+ struct result_1
~x[(1 {
GL _hRu typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
0v#p4@Z } ;
/IlO _FU}IfG>t 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:
3:<[;yo F-XMy>9 template < typename T >
XZ2 ji_D struct ref
w\M"9T {
"pO**z$Z typedef T & reference;
cT@H49#uB } ;
K#Xl)h}y7 template < typename T >
_q4Yq'dI struct ref < T &>
y Ni3@f {
hY/qMK5 typedef T & reference;
{8 &=t8,c } ;
>U.7>K
V& %jJIR88 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
RBHU5]5 N/[!$B0H@ template < typename T >
nbW.x7 typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
\~r_S {
8?rq{&$t return l(t) = r(t);
e:K'e2 }
0$i\/W+ 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。
xf?"Q# 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
]z]=?;ty% \TLfLqA 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
t>Yl=79, _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
ix38|G9U _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
ol~ tfS +5 调用divide的对象返回一个add对象。
~i.rk#{?D 最后的布局是:
EN__C$ Add
G5lBCm / \
fm$Qd^E|e Divide 5
!^EA}N.u / \
cYvt!M\ed _1 3
r?|(t? 似乎一切都解决了?不。
g-H,*^g+ 你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。
QVah4wFL*. 如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。
GP x+]Jw8\ OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码:
C`uL
4r >|0I\{C template < typename Right >
'$VP\Gj. assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
[+
: zlA Right & rt) const
t.
HwX9 {
HdyE`FY \ return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
]bbP_n8 }
3NdO3-~) 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
$oJjgA xcZ 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。
#bCUI*N"P 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。
=@&>r5W1 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。
8w#4T:hsuN 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。
7#N
?{3i 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?
"Xl"H/3r 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:
jAovzZ6BL %zR5q Lb template < class Action >
[;l;kom class picker : public Action
f%JM
a]yV {
WEoD?GLS8 public :
VA`VDUG, picker( const Action & act) : Action(act) {}
PP/#Z~.M // all the operator overloaded
$GOF' } ;
@1qdnU Nfv`
)n@ Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。
OB++5Wd 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
i>C%[dk9 _n4_;0 template < typename Right >
%$bhg&} picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
?0-3J )kW {
`=Rxnl,<U return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
l\!`ZhM, }
Fu% n8 >"z`))9 Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
FE:}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。
^W`RBrJay x_ <,GE@ template < typename T > struct picker_maker
3JD"* <zs {
9yu#G7 typedef picker < constant_t < T > > result;
'j?H>'t{ } ;
Hn/V*RzQ template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
aCi)icn$ {
Y1F%-o typedef picker < T > result;
XsSDz}dg } ;
J3/e;5w2Z b?2 \j} 下面总的结构就有了:
KM[&WT functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。
G @]n(\7Y 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。
'R#MH picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
]ki) (Bb 至此链式操作完美实现。
dnM. uH7!)LE# Dc 84^>l 七. 问题3
e@5w?QzW 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。
O7od2fV(i7 #iRd2Qj% template < typename T1, typename T2 >
FTzc,6 ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
(Zej\lEN {
F ^lau f return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
{IF$\{Al }
j'Gezx^.<e &g=6K&a$a 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:
tVNFulcz$ ^* CKx template < typename T1, typename T2 >
1suP7o A; struct result_2
Mp^G7JY, {
,>nf/c0. typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
!<F5W<V } ;
.3>q3sS :c(I-xif 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?
dsK*YY jH 这个差事就留给了holder自己。
]4'V59\ q4vHsy36 '$4&q629d template < int Order >
dIA1\;@ class holder;
[(vV45(E template <>
NFG~PZ`6R class holder < 1 >
YpG6p0
nd {
67||wh.BU public :
:3b\ pEO9\ template < typename T >
]w]:9w struct result_1
YllW2g: {
1M?Sl?+j typedef T & result;
gQeoCBCE } ;
#UvWS template < typename T1, typename T2 >
j*~z.Q | struct result_2
2ppJ;P{k {
*8/cd0 typedef T1 & result;
<2LUq@Pg } ;
>
lI2r} template < typename T >
/8,cF7XL* typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
II\}84U2
. {
"b"|ay return (T & )r;
%+(fdk-k+ }
Ss1&fZoj template < typename T1, typename T2 >
&O5&pet typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
fAR6 {
}{[p<pU$C return (T1 & )r1;
++!0r['+> }
D}2$n?~+ } ;
Bi0&F1ZC! vCtnjWGX}/ template <>
\.F|c class holder < 2 >
;Wn0-`_1, {
y+7A?"s) public :
"rrE_ template < typename T >
iE]^6i struct result_1
@y|JIBBRc {
\Awqr:A& typedef T & result;
!$Arc^7r } ;
j,1cb,}=^ template < typename T1, typename T2 >
T+:GYab/ struct result_2
Lp+?5DjLT {
/~g.j1 g typedef T2 & result;
d:hX3 } ;
+('=RyoT template < typename T >
J|8 u typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
JK'tdvs~ {
[h.i,%Ua"P return (T & )r;
Zj)A%WTD, }
Xx^v%[!`+ template < typename T1, typename T2 >
Gd|jE typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
ZCDXy {
cejD(!MKe return (T2 & )r2;
"Fxw"I
< }
!A+jX7Nb } ;
^>s{o5H& :x!'Eer
n )r
XUJ29. 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> >。
tU-jtJ 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
A*W/Q<~I 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
*[b~2 \obM}caT return l(i, j) = r(i, j);
zKf0 :X 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
zH
*7!)8 *{=q:E$ return ( int & )i;
Emv9l~mIu return ( int & )j;
]/Cu,mX 最后执行i = j;
2'?C 可见,参数被正确的选择了。
}5u; '>$ ?cD_\~ "@itn nwJc%0 ?Lr:> 八. 中期总结
l YjPrA]TC 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:
KwxJ{$|xH 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
)u307Lg 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
7K/t>QrBtU 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
(2/i1)Cq }G<A$*L1 T>v`UN Bl] }vW3<|z (y2P." ::Pf\Lb> 九. 简化
sP%J`L@h 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。
Rm@F9D[, 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
@SAJ*hfb0 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:
JL?|NV- 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
]iaQD _'\ +-*/&|^等
DjiWg(X 2. 返回引用。
=fI0q7]ndz =,各种复合赋值等
!6*4^$i#o 3. 返回固定类型。
q/3co86c 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
?WrL<?r)}U 4. 原样返回。
inyS 4tb operator,
?MJ5GVeH 5. 返回解引用的类型。
>soSOJ[ operator*(单目)
^bXCYkx 6. 返回地址。
R-\"^BV#Z operator&(单目)
H&0S 7. 下表访问返回类型。
4$4n9`odE operator[]
.u;'eVH)a} 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
^I!gteU; operator<<和operator>>
t\lx*_lr 7 '7a`-W 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。
RH;Kbu 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
Cta!"=\ =5M
'+> template < typename Left >
Q8bn|#` struct value_return
6hqqZ {
T!Uf
PfEI template < typename T >
jHc/ EZB struct result_1
oX[I4i%G {
(9!kKMQW' typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
SSr2K } ;
15!b]': `wNJ*` template < typename T1, typename T2 >
i$4lBy_2 struct result_2
q<A,S8'm {
7x`4P|Uu typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
,+RoJwi m } ;
L9 H.DNA } ;
CIf""gL9 Xd9<`gu V;]U] 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
GI#TMFz3 jp-]];:aPJ 下面我们来剥离functor中的operator()
Ji:0J},m 首先operator里面的代码全是下面的形式:
}/Y)^ 8?k.4{? return l(t) op r(t)
B4;P)\2 return l(t1, t2) op r(t1, t2)
5>M@
F0 return op l(t)
3hNb
? return op l(t1, t2)
:n(!, return l(t) op
X] t * return l(t1, t2) op
)jN fQ!?/ return l(t)[r(t)]
edh<L/%D return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
'5n=tRx JLV?n,nF 很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式:
~8G cWy6 单目: return f(l(t), r(t));
~sc@49p return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
|n.ydyu` 双目: return f(l(t));
ktK/s!bgY return f(l(t1, t2));
Z!qF0UDj 下面就是f的实现,以operator/为例
}ilX
2s?> :a9$f8*b struct meta_divide
" qrL:, {
8__C T template < typename T1, typename T2 >
4$b9<:M_ static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
.@]M'S^1 {
^b(>Bg)T return t1 / t2;
}@wXm }
DR#[\RzNI } ;
Z(fhH..T` 8^dsx1U# 这个工作可以让宏来做:
CI,xp
Q*AgFF%wn #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
T 9?!.o template < typename T1, typename T2 > \
VEg/x z4c static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
@5(HRd 以后可以直接用
_k.gVm DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
6 0Obek` 来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数
YiPp#0T[Gx (ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。)
J*O$)K%Hx 1Du9N[2'P b1qli5 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
jRIm_) >@U
lhJtW template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
4WV)&50 class unary_op : public Rettype
) XHcrm& {
,@*`2I>` Left l;
{p@uj_pS public :
H0i\#)Xs unary_op( const Left & l) : l(l) {}
)BLoj:gYn &;k`3`MC~w template < typename T >
V/7?]?!xu typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
prg8Iq'w {
@Ao E> return FuncType::execute(l(t));
jj 9eFB }
"t"&6\ >zAI#N4 template < typename T1, typename T2 >
H@WQO]PA typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
QabYkL5@ {
abM4G return FuncType::execute(l(t1, t2));
Y_<(~eN` }
)z?Kq0 } ;
T3
k#6N. @3b|jJyf >qI|g={M 同样还可以申明一个binary_op
I3V>VLv %S<( z5 template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
DY%#E9 class binary_op : public Rettype
c F(]`49( {
JP<Z3
A2q Left l;
~0>{PD$@ Right r;
<=,KP) public :
>h
m<$3 binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
(&u)FB* m=<;) template < typename T >
XL7jUi_4:L typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
n`hes_{,g {
s~6irf/ return FuncType::execute(l(t), r(t));
5K*-)F
] }
wfrWpz=FO H;n(qBSB template < typename T1, typename T2 >
S[ ,r.+ typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
C&'Y@GE5 {
{XNu4d9w( return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
8Cr?0Z }
q}["Nww- } ;
4n@,
p0 ZWJFd(6
Dk fw*Oo 很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
TY|]""3f9 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
1xo<V5 DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
prY9SQd 那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
]X)EO49 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
^$y_~z3o#7 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。。。
BE}qwP^ 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
lA<IcW 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)
W$Bx?}x($ 下面是修改过的unary_op
P( W8XC o;JBe"1 template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
I
-obfyije class unary_op
<ZNa` {
m H'jr$ ? Left l;
STmCj +:[dviyPt public :
ca_8S8lv UmU=3et<Wj unary_op( const Left & l) : l(l) {}
y*6r&989 :L FwJ template < typename T >
U<NpDjc" struct result_1
D] 2+<;>`> {
YAZ=-@]`\ typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
z@ A5t4+3 } ;
1W
HR;!u 9=I(AYG{m template < typename T1, typename T2 >
6#5@d^a struct result_2
\o@b5z]e {
9ffRY,1@ typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
nx,67u/Pb } ;
N_r*Ig ap9eQsC template < typename T1, typename T2 >
,Ql3RO, typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
{R,rc!yF {
eeb8v:4 return OpClass::execute(lt(t1, t2));
u6jJf@!ws }
^B?koU l^ j>R7OGg' template < typename T >
-ij1%#t z typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
J\
{
Ye!= return OpClass::execute(lt(t));
gpr];lgS }
Dl/UZ@8pl c e=6EYl } ;
miHW1h[= VkhK2 xyz-T1ib 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
5
|C;]pq 好啦,现在才真正完美了。
n]coqJ 现在在picker里面就可以这么添加了:
8yFD2(# INzQ0z-z template < typename Right >
!1"~tA!+p= picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
`U`Z9q5- {
9LJ/m\bi return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
_I|wp<R }
S_2I8G^A 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。
e@^}y4
C uNhAfZ -3_kS/ eB$v'9S8/ .FHOOw1r= 十. bind
^Z:x poz, 既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。
NnHM$hEI"U 先来分析一下一段例子
7@tr^JykO ^#^u90I ;N"XW=F4e int foo( int x, int y) { return x - y;}
S%xGXmZ bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
cB<0~& bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
;co{bk|rj 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。
D|-]"(2i 我们来写个简单的。
!8=uBS% 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
x|<|eRYK 对于函数对象类的版本:
&|E2L1 {/0,lic template < typename Func >
vW)GUAF[ struct functor_trait
p6}jCGJ {
*%)L?* typedef typename Func::result_type result_type;
[sNn^x } ;
S-f3rL[? 对于无参数函数的版本:
2,QkktJLo bR&hI9`%F template < typename Ret >
c@nl;u)n struct functor_trait < Ret ( * )() >
X?7$JV-: {
U;V. +onv typedef Ret result_type;
[sKdIw_ } ;
#{
Uk4 对于单参数函数的版本:
dEe/\i'r9 bh7 1Zu template < typename Ret, typename V1 >
& vLX struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
3?5
~KxOE( {
3UN Jj&-` typedef Ret result_type;
!&'xkw ` } ;
&aF_y_f\ 对于双参数函数的版本:
]&G5/]f m/ 6oQ template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
BxZop.zwE( struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
vCpi|a_eCu {
am"/Anml| typedef Ret result_type;
*10e)rzM } ;
SV\x2^Ea0 等等。。。
10}Zoq|)n 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
hCxL4LrF +j@|D@z template < typename Func >
o$-8V:)6d struct func_return
v\MH;DW^Z {
n3|~X/I template < typename T >
ZXUe4@qfl struct result_1
l
E&hw {
s*8hN*A/, typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
D 1hKjB& } ;
'Yd%Tb|* QOF;j#H^ template < typename T1, typename T2 >
M3t_!HP}! struct result_2
f`IgfJN {
"rKIXy typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
!<YRocQY } ;
quKD\hL$ } ;
uRL3v01?H0 AV2q* W#lvH=y 最后一个单参数binder就很容易写出来了
hr{%'DAS -91l"sI template < typename Func, typename aPicker >
y2qESAZ%k} class binder_1
SY$%!!
@R {
cLYc""= Func fn;
VmUM_Q~ aPicker pk;
f<}!A$wd public :
VG8rd'Z O\D({> template < typename T >
no/]Me!j= struct result_1
\iL,l87 {
tm|lqa typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
iZSSd{jO } ;
XsG]-Cw _L=vK=, template < typename T1, typename T2 >
c\]L struct result_2
"w'YZO]> {
"yz\p, typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
4KM$QHS5{ } ;
iP!Y4F eN-{ binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
vXnpx}B {tT`It template < typename T >
Z~,.l
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
3w9
]@kU {
M|v.5l# return fn(pk(t));
ipzUF o<w }
fM|g8(TK, template < typename T1, typename T2 >
bK].qN typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
:te xl {
6m.Ku13; return fn(pk(t1, t2));
Zn/9BO5 }
t!T}Pg(Bo } ;
F889JSZ% jF3!}*7, 8x9kF]= 一目了然不是么?
)>Q 2G/@ 最后实现bind
dq8 /^1P p;7 4+q kR6 t
. template < typename Func, typename aPicker >
v\Wm[Ld picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
~4>Xi*
B {
&53#`WgJ return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
V-cuG. }
#pe{:f? mWusRgj+8 2个以上参数的bind可以同理实现。
OhW=F2OIV 另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。
8@fDn(]w O9|'8"AF
十一. phoenix
epR~Rlw>2 Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
)PG,K4z C}h@ El for_each(v.begin(), v.end(),
a`-hLX)~Z (
];I| _fXo% do_
Ky yG8;G% [
,Mhe:^3 cout << _1 << " , "
gZjOlp ]
ob] lCX) .while_( -- _1),
ii;WmE& cout << var( " \n " )
|tg?b&QR )
{a3kn\6H0 );
ZmULy;{<) `Q&]dE= 是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:
&1p8#i 首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor
R2$ U K operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
Vf?#W,5>= 那么我们就照着这个思路来实现吧:
t>wxK
, Lmwh`oOl ]hj1.V+ template < typename Cond, typename Actor >
YF -w=Y6 class do_while
HLe^| {
aVP|:OAj Cond cd;
&5.~XM; Actor act;
4Z}bw# public :
VDTY<= Q template < typename T >
8`G{1lr4o struct result_1
&Bn; Vi {
MA+-2pMc|7 typedef int result_type;
^-IsK#r.k } ;
^2r}_AX ;1.>"zX( do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
mbBRuPEa=u <s-@!8*( template < typename T >
Uxemlp%%* typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
5b#6 Y {
*|HZ&} do
j/9QV {
=4e=wAO(i act(t);
p{a]pG+3 }
Ys$YI{ while (cd(t));
v1C.\fL return 0 ;
nr>{ uTa }
@LKG\zYBu } ;
_g 4/% <8)s F36ViN\b 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
yb{Q, Dz 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。
I/Jp,~JT* 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。
r%l%yCH 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。
mY`]33??v 下面就是产生这个functor的类:
cIr1"5POXK wz+5
8( d_C4B template < typename Actor >
+V9B class do_while_actor
^
6.lb\ {
dPx<Dz; Actor act;
?Y{^un public :
z9 w&uZzi do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
~u0xXfv# A,gx5!J template < typename Cond >
}{8Fo4/ picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
HB7( } ;
-k&{nD| YvruK:I `OP>(bU0 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
d>, V 最后,是那个do_
lmQ 6X _~[?>cF% JT|u;Z*n class do_while_invoker
?{: D,{+ {
HRV*x!|I public :
Yu^H*b template < typename Actor >
_IL2-c8 do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
p08kZ {
^%8qKC`Tt return do_while_actor < Actor > (act);
y-# }
xb>n&ym? } do_;
NaA+/: i~)NQmH< 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
Px?Ao0)Z, 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
'qV3O+@MF 最后来说说怎么处理break和continue
ADGnBYE 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。
&|N%#pYS 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 ]