一. 什么是Lambda z//6yr
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Ie;}k;?-
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, t\+vTvT)RE
i`:r2kU:*W
>7V&pH'
]+S.#x`#
class filler CD0SXNi"zH
{ .!t'&eV
public : h:+>=~\
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} ZjJEjw
} ; T+/Gz'
Wm ?RB0
BPKeG0F7
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: U`"nX)$
86@@j*c(@k
c~Hq.K$d
LNU9M>
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); V#6`PD6
0?j+d8*
STB=#z
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 P8s'e_t
h^0!I TL ^
{4{ACp
vi>V6IC4v
二. 战前分析 >!YI7)
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 #6JCm!s
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 N1!|nS3w
{ByT,92
VL<)d-
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); IV:Knh+
?
/* --------------------------------------------- */ ji2if.t@
vector < int *> vp( 10 ); *Mqg_} 0Y
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
FyQ^@@
/* --------------------------------------------- */ cj<j*(ZZ
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); vexQP}N0
/* --------------------------------------------- */ Hp":r%)
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); b_=k"d
/* --------------------------------------------- */ S?=2GY
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); 6q8qq/h)
/* --------------------------------------------- */ { l LUZM
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); U=%S6uL\bx
@*l}2W
Oox5${#^
!/$BXUrd
看了之后,我们可以思考一些问题: _W*3FH
1._1, _2是什么? ,[^P
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 X;p,Wq#D'
2._1 = 1是在做什么? PHD$E s
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。 4oOe
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。 58MBG&a%
YKUs>tQ!
]0dp^%
三. 动工 :/Nz' n
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ou-5iH?
D1lHq/
!=0N38wA
obX|8hTL%
template < typename T > G(4:yK0
class assignment G#CWl),=
{ Vo(d)"m?
T value; +]|J
public : .)u,sYZA|
assignment( const T & v) : value(v) {} |)IN20
template < typename T2 > T.W/S0#j3
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } OY`G _=6!N
} ; K#";!
88)0Xi|]KP
JUU0Tx:`9)
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 )CXJRo`j0
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment |g4!Yd
OH*[
m.EWYO0XQ
^#%$?w>wI
class holder +V7*vlx-
{ 5'>(|7~%\
public : +|(
eP_
template < typename T > x_(B7ob
assignment < T > operator = ( const T & t) const )kgy L,9
{ ~&4,w9b)j
return assignment < T > (t); it>FG9hVo
} mKnkHGM
} ; haa[ob6T
Vv=d*
~Cj+6CrT
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: _.FxqH>
NRq
jn; ,+
static holder _1; xb_35'$M
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 K$'
J:{yY
tp*AA@~
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); <h7C_^L10\
而不用手动写一个函数对象。 l=
!KZaH
vM\8>p*U
S]{K^Q),
18ci-W#p
四. 问题分析 uu=e~K
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 |n67!1
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 AytHnp\H
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Z^`>;n2
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 G*Z4~-E4*
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Dw6Q2Gnv
xp>ra2A
五. 问题1:一致性 tM]qR+
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| cKK 1$x
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 2f I?P
'ei9* 4y
struct holder M*+_E8Lh
{ UTmX"Li
// nKkI
template < typename T > u&
:-&gva
T & operator ()( const T & r) const Y@^MU->+
{ "o}3i!2Qr
return (T & )r; > -Jd@7-
} tX Z5oG7
} ; P",~8Aci(
pt|u?T_+
这样的话assignment也必须相应改动: ,uEWnZ"4
kV6T#RVob
template < typename Left, typename Right > *]O[ZjyOY
class assignment UG48g}
{ L&'2
Left l; .azdAq'r&\
Right r; Y R#_<o
public : S1;#58
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} R^fVwDl\
template < typename T2 > ) <^9`
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } (+bk +0
} ; kUn55 l
-~v;'zOO
同时,holder的operator=也需要改动: 6#.z:_
EQz`o+
template < typename T > &kRkOjuk
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const +`_%U7p(
{ SS@#$t:
return assignment < holder, T > ( * this , t); #ra:^9;Es:
} AXz'=T}{
Y-@K@Zu]?
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 p?=rQte([
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 +!dIEt).U
z)yxz:E
return l(rhs) = r; @+:S'mAQC
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 Qy5\qW'
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: lJu2}XRiU
nXk<DlTws
template < typename Tp > SpjL\ p0
class constant_t Iz!Blk
{ xhj
A!\DS
const Tp t; W<u63P
public : z';p275
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} r^VH [c@c
template < typename T > hf8=r5j=
const Tp & operator ()( const T & r) const eB<R@a|?S
{ /) MzF6
return t; XQ%*U=)s
} Pc`d@q
} ; C8DZ:3E$c
w,;CrW T2t
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 b qEwi[`
下面就可以修改holder的operator=了 rH$0h2
e
,k,L
template < typename T > 6#K1LY5 }
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const {SbA(a?B
{ y 7|x<Z
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); {Z3B#,V(g
} (p-a;.Twj
N3TkRJZ
同时也要修改assignment的operator()
$F`jM/B6
=sPY+~<o
template < typename T2 > 3 =KfNz_
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } J,_I$* _0
现在代码看起来就很一致了。 $j)Er.!9|R
%f#3;tpC8
六. 问题2:链式操作 BPIp3i
现在让我们来看看如何处理链式操作。 smF#'"{
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 |Xlc2?e
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 @w[WG:-+
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 P'KaW u9z
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct KaZ*HPe(
O+@"l$;N
template < typename T > wtndXhVC4>
struct result_1 8h78Zb&[
{ 5<<e_n.2q
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; `
Cdk
b5
} ; CY?]o4IV
]tanvJG}'
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: <:W]u T
WhMr'l/e
template < typename T > #^"\WG7{
struct ref yrs![ u
{ iKu[j)F
typedef T & reference; hT>h
} ; 5-0
template < typename T > Ge8&_7
struct ref < T &> /Tv=BXL-
{ t IdH?x
typedef T & reference; 0e^j :~*
} ; x;#
OM
3o%JJIn&
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 3x#=@i
cmmH)6c>
template < typename T > @f{yx\u/
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const KN'l/9.
{ Vrf2%$g
return l(t) = r(t); [#fXmW>N/
} KM*sLC#
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 cYFR.~p
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 HIcx "y
:=+s^K
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 &kB[jz_[A
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: >r2m1}6g"
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 L~cswG'K
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 J/pW*G-U|
最后的布局是: 2^Tj7@
Add &,4^LFZW
/ \ SXSH9;j
Divide 5 7]_UZ)u
/ \ Ua#*kTF
_1 3 4tz8^z[Kw
似乎一切都解决了?不。 Uq 2Uv
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 Is` S
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 s<cg&`u,<M
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: su<_?'uH
i DO`N!
template < typename Right > LDN'o1$qo
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const hV;Tm7I2
Right & rt) const )NGBA."t
{ /ZlW9|
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); pM9Hav@iWU
} mDC{c ?
下面对该代码的一些细节方面作一些解释
w1F7gd
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。 :W<aga;J
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。 c|x:]W'ij
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 uO/
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。 BA' ($D>
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? [aU#"k)M
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: 8XD9fB^
!ge,]@/
template < class Action > [-bL>8
class picker : public Action W1$B6+}Z0V
{ j_-$xz5-
public : sTU]ntoQqR
picker( const Action & act) : Action(act) {} 6cp x1y]~6
// all the operator overloaded +j_Vs+0
} ; XL_X0(AKf
"5BgajrB
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 eC%.xu^
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: Zk$AAjC&
`W
e M
template < typename Right > 1wmS?
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const j9XY%4.
{ =<s+cM
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ,miU'<8tQ|
} KYD,eVQ
oOy@X =cw
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > E,JDO 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。 )fP,F(
8X][TJG$
template < typename T > struct picker_maker V=I au_
{ aD8cqVhM3&
typedef picker < constant_t < T > > result; |jJC~/WR
} ; )I9AF,K
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > [Maon.t!l
{ "\Jq2vM
typedef picker < T > result; VV)PSo db
} ; 4JKB6~Y
Vj_(55WQ
下面总的结构就有了: *Af]?-|^{#
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。 :T"!6;
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。 T/p}Us
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 B++.tQ=X.
至此链式操作完美实现。 #s{>v$F
C(b"0>
g2^7PtJg
七. 问题3 f/H rO6~k%
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 ?`_US7.@
+ _rjA_
template < typename T1, typename T2 > @y[Zr6\z
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Yr-a8aSTE5
{ @xH|(
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); quN7'5ZC[
} .21%~"dxJ
p<?~~7V
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: 4,tMaQ
d%Jl9!u
template < typename T1, typename T2 > PwQW5,,h0
struct result_2 q<o*rcwf^
{ "
E72j.
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; I:U /%cr,
} ; xcnHj1r-o'
(l{+T#
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? TyD*m$`y
这个差事就留给了holder自己。 8jd<|nYnfc
KGxF3xS*7
J5)e 7
template < int Order > 91r9RG>
class holder; VQU [5C
template <> C6,GgDH`
class holder < 1 > p18-yt;
1
{ eW"i'\`0
public : {/uBZ(
template < typename T > W:O<9ZbQ_
struct result_1 9vWKyzMi
{ F7^8Ej9*a
typedef T & result; q@F"fjWBr
} ; Jy@cMq2
template < typename T1, typename T2 > YN?@ S
struct result_2 it=L_zu}
{ h?j;*|o-
typedef T1 & result; /|t
vGC.#
} ; BF<7.<,
template < typename T > Vo+d3
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const nM x0+N1
{ /%po@Pm#I
return (T & )r; kFgN^v^t
} 6[$kEKOY=
template < typename T1, typename T2 > "h_]it};C
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const zwR@^ 5^6
{ Wv_5sPqLW
return (T1 & )r1; 7J~6J.m
} hE\,4c1
} ; oo)P(_"u
-}%'I]R=
template <> KSIH1E
class holder < 2 > s=(~/p#M
{ I{<6GIU+
public : kQC>8"
template < typename T > B}X
C
struct result_1 ogs9obbZ!
{ (aVsp*E
typedef T & result; $5GvF1
} ; E}lU?U5i
template < typename T1, typename T2 > a({qc0+UK
struct result_2 _DMj)enH"
{ c=I!?a"
typedef T2 & result; |2CW!is
} ; 7IBm(#
template < typename T > 9<kKno
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const )PL'^gRr
{ ,
M /-lW
return (T & )r; pWSYbN+d
} 8H./@~_ =
template < typename T1, typename T2 > %=/Y~ml?
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const vNLf)B
{ g,Kb9['
return (T2 & )r2; |.=Ee+HZ
} ($E(^p% O
} ; M~I M;my
Yk(OVl T
Z%Y=Lx
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> >。 L'6_~I
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: TUJ]u2J8?
首先 assignment::operator(int, int)被调用: W2|*:<Jt
7
tF1g=\
return l(i, j) = r(i, j); .2Q`. o)
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) fbB(WE+
DG8$zl5
return ( int & )i; 3
C=nC
return ( int & )j; 4S 2I]d
最后执行i = j; d`StBXG!
可见,参数被正确的选择了。 \@pl:Os
\>cZ=
Mki(,Y|1~
174H@
*Zt)J8C
八. 中期总结 V?Lf&X?
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: X^_,`H@
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 o1Mb HBb
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 #Q 2$v;
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor H b]
aC]~
\VHi
VOG DD@
~#I1!y~`
R{!s%K&
九. 简化 jV:U%
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。 L$ ]D&f8:
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 RK'3b/T
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: v6s8 p
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 *X %`MN
+-*/&|^等 5y=X?hF~)
2. 返回引用。 ~Ufcy{x#
=,各种复合赋值等 v&H&+:<
3. 返回固定类型。 {zbH.V[
各种逻辑/比较操作符(返回bool) o"Ef>5N
4. 原样返回。 }xLwv=Ia
operator,
H.Jcp|k[;
5. 返回解引用的类型。 "kP.Kx!
operator*(单目) }5Y.N7F
6. 返回地址。 xg'0YZ\t
operator&(单目) `*}#Bks!
7. 下表访问返回类型。 deHBY4@
operator[] bGK&W;Myk
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 T%P0M*
operator<<和operator>> {:6VJ0s\
Vy}:Q[
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。 w/YKWv{_S
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 4yRT!k}o
Ba`]Sm=
template < typename Left > qf)]!wU9
struct value_return C!qW:H
{ xBB:b\
template < typename T > WpTC,~-
struct result_1 %*|XN*i XC
{ }{iR+MX
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 14oD^`-t
} ; fD,#z&
3XL0Pm
template < typename T1, typename T2 > QR4v6*VpD
struct result_2 Yo7ctwzdH;
{ @q^WD_k
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; #\`6ZHW
} ; gkBat(Uc
} ; H[-zQ#I9
O,^,G<`
>IoOCQQ*
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait !m_'<=)B4~
3D<P
[.bS
下面我们来剥离functor中的operator() Em4TEv
首先operator里面的代码全是下面的形式: {\]SvoJnJ
Bc t>EWQ
return l(t) op r(t) )j6S<mn
return l(t1, t2) op r(t1, t2) F!fxA#
return op l(t) r\Man'h$
return op l(t1, t2) %eD&2$q*
return l(t) op 3l4k2
return l(t1, t2) op )}paQmy#
return l(t)[r(t)] 6 _73
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] _^SNI ~
c?IIaj!
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: &mY<e4
单目: return f(l(t), r(t)); <Xl G :nmY
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); (/qY*?
双目: return f(l(t)); -Ep-v4}
return f(l(t1, t2)); oO= 6Kd+T
下面就是f的实现,以operator/为例 v t(kL(}v
jriliEz;f
struct meta_divide `^_.E:f
{ ky!'.3yoI
template < typename T1, typename T2 > }r,k*I'K
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) .5ingB3%
{ snj+-'4T
return t1 / t2; E; RI.6y
} p=Vm{i7
} ; 66z1_lA
wl9E
这个工作可以让宏来做: C9bf1ddCW&
yq;gBIiZ
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ <PfW
template < typename T1, typename T2 > \ 4;&(
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ;itz`9T
以后可以直接用 ?[VS0IBS
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ?rr%uXQjH
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 :r#FI".qx
(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。。。) 5?2PUE,a
uFECfh
wcV~z:&^5
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 Soop)e
501|Y6ptl
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > AZtZa'hbkQ
class unary_op : public Rettype &|gn%<^
{ $Cf_RFH0
Left l; Iy`Zh@"~
public : 3 YRhqp"E
unary_op( const Left & l) : l(l) {} gv<9XYByt
4}?Yp e-
template < typename T > A
u(Ng q
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const !xa,[$w(^
{ <L5[#V_
return FuncType::execute(l(t)); %JiA,
} Vl'|l)b4W
BBy/bc!
template < typename T1, typename T2 > 8HTV"60hTs
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const oYqlN6n,=6
{ b]*9![_
return FuncType::execute(l(t1, t2)); <EpP;
} (u$Q
} ; m2VF}%
EIr
~":?})
"-^TA_XfI
同样还可以申明一个binary_op L! Q&?xP
N5oao'7|A
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > P_i2yhpK
class binary_op : public Rettype /<y-pFTg
{ cty.)e=
Left l; >F@7}Y(
Right r; WXXLD:gxI
public : X"'}1o
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ],' n!:>
WKmGw^
template < typename T > oIbd+6>f
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const PVV \@
{ i' N
return FuncType::execute(l(t), r(t)); 13
} n; !t?jnf.
#nn2odR
template < typename T1, typename T2 > |4wVWJ7
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const e9N 1xB
{ O7q-MeMM
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); tS`fG;
} TQbhK^]
} ; rXfQ_
ywCE2N<-V?
%:((S]vAi
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 qb
"H&)aHw
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 R+, tn,<<
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) v#D9yttO{
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 SAXjB;VH6
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 6P+8{?V&
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 ,uuQj]Dac+
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 0UlaB
sv
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) 4JP01lq'\
下面是修改过的unary_op DhkzVp_
d<: VoQM6M
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > {v~&.|
class unary_op 8ae]tX5$
{ q6/ o.j
Left l; }^P( p?~
?u 9)
GJO[
public : t</Kel|D
/koNcpJ
unary_op( const Left & l) : l(l) {} !L-.bve!
lty`7(\
template < typename T > bxEb2D
struct result_1 N.BD]_C
{ i>0I '~V
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; U3%!#E{
} ; ^vo^W:
USe"1(|E
template < typename T1, typename T2 > K3'`!K a*
struct result_2 >^>
\y8on
{ z26zl[.
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; B 2&fvv?
} ; \asF~P
Wi hOGdUS6
template < typename T1, typename T2 > y&9v0&o
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const "D8xHHb
{ 3(6i6 vV
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); q^Oq:l$s
} N$?mula
7P:0XML}
template < typename T > Yq<D(F#qx
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const #Rjm3#gc
{ )N`ia%p_]
return OpClass::execute(lt(t)); QQ1+uY
} ;STO!^9~
|~rDEv3
} ; 3"!2C,3c#
)!p=0&z@{
6Z|/M6f
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 &l{yEWA}g
好啦,现在才真正完美了。 %^gT.DsX-
现在在picker里面就可以这么添加了: %+FM$xyJ
=@V4V} ?
template < typename Right > ~SP.&>Q>
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const t3v*P6
{ pg*'2AT
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); #j iQa"
} tkV:kh< L~
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 HC}D<FX|
D@5&xd_@4
~>xn9vb=
7Dom[f
C6CX{IA]
十. bind @QVAsNW:O
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 IS]0 3_uQ
先来分析一下一段例子 >Mrz$
z{x
m'oVqA&
Joq9.%7Q
int foo( int x, int y) { return x - y;} q.~.1
'`!
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 26.iFt/:
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 Z(*nZT,
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。 fC]+C(*d
我们来写个简单的。 @MAk/mb&
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: (Qq! u
对于函数对象类的版本: :a#]"z0
Y5cUOfYT
template < typename Func > ?2_u/x
struct functor_trait 7:{4'Wr@6|
{ :14O=C
typedef typename Func::result_type result_type; p5c'gziR
} ; m!N_TOl-^
对于无参数函数的版本: H,KU!1p
9"_qa q
template < typename Ret > OQW#BBet@
struct functor_trait < Ret ( * )() > 1\kOjF)l
{ J
A4'e@
typedef Ret result_type; 5|S|HZ8G
} ; >UWLT;N/W
对于单参数函数的版本: {foF[M
y%}Po)X]f
template < typename Ret, typename V1 > -H'_%~OV(
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > c@5fiRPv!
{ 7 fqK{^L
typedef Ret result_type; wL5IAkq
} ; ch
\*/
对于双参数函数的版本: ;&;coH8`
S)@R4{=e"V
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > JS}W4 N
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > /M v\~vg$1
{ TBrAYEk
typedef Ret result_type; cJj0`@0f
} ; 7+#^:;19`
等等。。。 </:f-J%U/
然后我们就可以仿照value_return写一个policy RyIr_:&-~
h_*=_ 2|}
template < typename Func > V |#B=W
struct func_return @ g~kp
{ b(;"p-^
template < typename T > $axaI$bE
struct result_1 zd>[uIOR
{ ]A9Vh
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; h7[VXE
} ; :v1'(A1t
+=$]f jE?
template < typename T1, typename T2 > r7JILk
struct result_2 7ABHgw~?8r
{ V\!FD5%
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; p^5B_r:
} ; xm/v:hl=
} ; }@SZ!-t%rD
.Z'CqBr[:
yY[[)
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ^dYFFKQ
$C,f>^1
template < typename Func, typename aPicker > H Y.,f_m
class binder_1 <4C`^p
{ `$G7Ia_ $]
Func fn; XRJ<1w:
aPicker pk; k[A=:H1"
public : R:0Fv9bwS
"EWU:9\0
template < typename T > vb{&T<
struct result_1 i ,4
{ *=~
9?
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 2=(=Wjk.
} ; [q9TTJ@2
gigDrf}
template < typename T1, typename T2 > >(`|oD`,Y
struct result_2 HP*x?|4
{ jR}h3!
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 1#aOgvf
} ; >~>=[M0
&AUL]:<s
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ?u'JhZ
fnL!@WF
template < typename T > y 9/27yWB
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const \>23_d0
{ ^p|@{4f]
return fn(pk(t)); P,xayy
} h"#^0$f
template < typename T1, typename T2 > 0Q]x[;!k
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const -
Kj$A@~x
{ ,UH`l./3DX
return fn(pk(t1, t2)); o=w&&B
} PKwHq<vAsB
} ; PX\}lTJ
k,X` }AJ6
1a/@eqF''
一目了然不是么? |~8iNcIS
最后实现bind ~Jp\'P7*
8
E.u3eS
7I(Sa?D:
template < typename Func, typename aPicker > ]1abz:
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 31Zl"-<#-
{ N%_-5Q)so
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); VP0wa>50!
} JAmv 7GL'6
76zi)f1f
2个以上参数的bind可以同理实现。 &q``CCOF&
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 %mtW-drv>
)nQpO"+M
十一. phoenix @6h=O`X>
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: "%qGcC8
A}H)ojG'v
for_each(v.begin(), v.end(), N$:[`,
( Z^>3}\_v
do_ 8'Z9Z*^h#x
[ x8b w#
cout << _1 << " , " /bfsC&
3
] KB*[b
.while_( -- _1), #E{OOcM
cout << var( " \n " ) ldI;DoE#U1
) @~QW~{y
); uH65DI<
gPQ2i])"Q
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: rguC#Xt!4
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 #x':qBv#
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 -.ha\ t0J
那么我们就照着这个思路来实现吧: HQQc<7c",
j9x}D;?n
Maf!,/U4
template < typename Cond, typename Actor > pYceMZ$
class do_while bYgrKz@uK
{ E"pq ZP =
Cond cd; \qNj?;B
Actor act; ,F6i5128{
public : l')?w]|
template < typename T > kX+y2v(2++
struct result_1 wKXKc\r
{ &"K74
typedef int result_type; Z3~$"V*ZB{
} ; -'5:Cq
f{^C+t{r
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 42ttmN1F
Mf/zSQk+
template < typename T > 0&2TeqsLh)
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const o-GlBXI;
{ qD7#q]
do `[VoW2CLH+
{ 3xp%o5K
act(t); 1ncY"S/VO
} EG@*J*|S
while (cd(t)); aoI{<,(
return 0 ; P `T&z