一. 什么是Lambda }k;wSp[3
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 fJOwE
g|
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, "%lIB{
rtNYX=P
!#d5hjoX
9fm9xTL
class filler =WT&unw}
{ _AzI\8m
public : 1oe,>\\
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} zzK<>@c
} ; #N"m[$;QR
4M#i_.`z
JkhW LQ>o
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: }{y)a<`
"}MP {/
Qk? WX
(`B
1w~PHH`~
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); u@1 2:U$
}`kiULC'=
DQ(0:r
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 p#).;\M
/poGhB1k
?5FlbiT
)$RV)
二. 战前分析 Z#.1p'3qm1
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 1RJFPv
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 ( +Sv3h
" i:[|7
}4p)UX>aWT
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ,`JYFh M
/* --------------------------------------------- */ SV@*[r
vector < int *> vp( 10 ); rRg,{:;A
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); h;,1BpbM
/* --------------------------------------------- */ )by7[I0v
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); 8T1zL.u>q
/* --------------------------------------------- */ m^!:n$
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); Lo3N)~5
/* --------------------------------------------- */ Pr1qX5> =
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); #B<EMGH
/* --------------------------------------------- */ M^[;{p2uZ
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); Ie(i1?`A8
dzEi^*
(8
%ggf|\-e
1l$2T
y+
=
看了之后,我们可以思考一些问题: "h#R>3I1)
1._1, _2是什么? qmFG
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。 '{cSWa|
#
2._1 = 1是在做什么? @oE
5JM
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。 `mzlOB
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。 y92R}e\M
x>}ml\R
[EDX@Kdq)
三. 动工 lhKn&U
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: TY)QE
h{gFqkDoTI
4d`YZNvZW/
Hl,{4%]
template < typename T > N$6e KJ]
class assignment H"FK(N\
{ ,c4HicRJ#
T value; *Jgi=,!m
public : E
+_n@t"
assignment( const T & v) : value(v) {} RNi%6A1
template < typename T2 > 5E\.YqdV
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } +P^
;7"H
} ; D`T;j[SsS#
$AZYY\1
h+}BtKA
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 7q+D}+ Xf
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment kJJT`Ba&/
ysz =Xw
053bM)qW
cD0rU8x
class holder S MWXP
{ UGSZg|&6#*
public : n9'3~qVZ
template < typename T > E+aePo U
assignment < T > operator = ( const T & t) const wM+1/[7
{ t(u2%R4<d
return assignment < T > (t); IMkE~0x4</
} Zz0bd473k?
} ; CRK%^3g
M7TLQqaF
0
0N[
:%
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: PMfW;%I.
g'7E6n"!,
static holder _1; k,:W]KD
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 jr=9.=jI8k
!Y ,7%
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 4>d4g\Z0L
而不用手动写一个函数对象。 jH<
#)R
n 9B5D:.G
'^UHY[mX8
6KMO*v
四. 问题分析 ^%r6+ey
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。 #EH=tJgO|J
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。 .PB!1C.}@
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 IRN,=
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 qYK^S4L
下面我们可以对这几个问题进行分析。 -c_l
n K
j%6p:wDl
五. 问题1:一致性 Sq5,}oT_{j
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?| hY`<J]-'`
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 M~A#_%2U
NM{)liP
;8
struct holder t#^Cem<
{ \u,CixV=
// ,Y:oTo=~
template < typename T > 76l. {TXF
T & operator ()( const T & r) const 1#vu)a1+b
{ Rw?w7?I
return (T & )r; 2P"643tz
} 1dN/H)]
} ; Ok!P~2J
9<gW~
s>
这样的话assignment也必须相应改动: y\??cjWb]
s ~Eo]e
template < typename Left, typename Right > Y/sav;
class assignment k-~}KlP
{ 7nB4(A2[S4
Left l; > "hP
Right r; fEBi'Ad
public : u`XRgtI{g?
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Nw"df=,{
template < typename T2 > 7J);{ &x9h
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } N3u06
} ; F@<cp ?dR
_
s 3aaOL
同时,holder的operator=也需要改动: }ILBX4c
W>TG?hH
template < typename T > (-S^L'v62v
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const kXL0
{ q]4h#?.-1v
return assignment < holder, T > ( * this , t); -|V#U`mwF
} v~OMm\
G8}owszT
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。 fq>{5ODO
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 aj4ZS
H'i\N?VL
return l(rhs) = r; f>Rux1Je4
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。 a<-aE4wdm
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: X+Sqw5rH
-7!L]BcZ.
template < typename Tp > !>F70
class constant_t ~C{:G;Iy0
{ >~ *wPoW
const Tp t; huZ5?'/Fg
public : {>km]CG
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} oLkzLJ
template < typename T > ]U#of O
const Tp & operator ()( const T & r) const 29=ob("
{ azFJ-0n@"
return t; 0:Bpvl5
} *SJ[~
} ; |[~S&
j3&q?1
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 [Q:mq=<Z%
下面就可以修改holder的operator=了 m=n79]b:N
8AW}7.<5
template < typename T > ]Sj;\Iz
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const sPc}hG+N
{ :2KPvp7?
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); ~0+<-T
} >-V632(/{o
"'t f]s
同时也要修改assignment的operator() ~rb]u
Ny-
dG+$!*6Z
template < typename T2 > TfJ*G6\7e#
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } <}RD]Sc$1
现在代码看起来就很一致了。 =?W7OV^BE
r<kgYU`
六. 问题2:链式操作 khjdTq\\
现在让我们来看看如何处理链式操作。 /t`|3Mw
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 sCJ|U6Q-
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 iOfO+3'Z_U
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 ;07$ G+['
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct WI&A+1CK-5
//N="9)@
template < typename T > fn/?I\
struct result_1 KaMg[G
{ #qk=R7"Q
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; B#hvw'}
} ; G0m$bi=z
0t7)x8c
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: uO]|YF
CAx$A[f<
template < typename T > }fk3a9j9u
struct ref Y5 ;a
{ L8n?F#q
typedef T & reference; Qu Mv1)n
} ; Py#EjF12
template < typename T > <V}q8k
struct ref < T &> 0827z
{ Y=|20Y\K
typedef T & reference; )H]L/n
} ; &,8Qe;
wQhu U
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: oCE'@}s.i
j;48Yya'
template < typename T > PA803R74
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const $?!]?{K
{ %Iflf]l
return l(t) = r(t); DazoY&AWE
} z
&P1C,n)
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 _1Rw~}O
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 OY(CB(2N
d0}(d Gl
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 "y*3p0E
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: #J3}H
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 rZ+4kf6S
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 PfU\.[l$
最后的布局是: Eo^m; p5
Add 3
eF c
/ \ zJ(DO>,p&
Divide 5 Oq% TW|a#
/ \ cy(w*5Upu
_1 3 "8uNa
似乎一切都解决了?不。 u59l)8=
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。 8<0P Ssx
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。 ;p~!('{P
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: MYb^G\K
S?`0,F
template < typename Right > U5-8It2OR
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const .]KC*2
Right & rt) const 4yqYs>
{ XP!m]\E&I
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); B%u[gNZ
} JAjiG^]
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 )lt1I\n*k
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。 8Uh|V&
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。 ^{IZpT3
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。 ud)WH|Z
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。 Wk3-J&QbS
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? Bca$%3M
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: hTO2+F*
6y
Muj<L
template < class Action > aynaV
class picker : public Action F~E)w5?\O
{ t 3N}):
public : 3 ;F
picker( const Action & act) : Action(act) {} 9?hF<}1XH}
// all the operator overloaded |Fze9kZO
} ; 3}phg
z}-R^"40
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。 }m?Ut|
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: =,ax"C?pR
BcpbS%S
template < typename Right > Yz[Rl
^
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const i83Jy w,f
{ (>u1O V
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); [cEGkz
} &,PA+#
(JdheCq!x
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > O\o@]
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。 yyu -y0_
cy
mC?8<
template < typename T > struct picker_maker OPq|4xu
{ kzUj)
typedef picker < constant_t < T > > result; !~F oy F
} ; ZW"f*vwQo
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
E>*b,^J7g
{ 3HP
{
a
typedef picker < T > result; x~Z7p)D_<
} ; B/lIn'=
t'W6Fmwkx
下面总的结构就有了: 7u^wO<
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。 ,mCf{V]#
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。 F:<+}{Av
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 +U,t*U4,
至此链式操作完美实现。 BDPE.8s
.L#4#IO
s/~[/2[bnf
七. 问题3 hr'?#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。 FO!0TyQ
tQ'R(H`
template < typename T1, typename T2 > mGP%"R2X
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Jr2>D=
{ ~v/`
`s
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); q |Pebe=
} j;j~R3B
l1 08.ao
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: ^56D)A=
xk8NX-:
template < typename T1, typename T2 > ]+qd|}^
struct result_2 UDcr5u eKn
{ .|L9}<
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; AoxORPp'
} ; w\Q(wH'
'5T:*Yh
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? [!KsAsmk
这个差事就留给了holder自己。 -2U|G
FRPdfo37
}L{GwiDMDl
template < int Order > V~o'L#a
class holder; w[QC
template <> UiK)m:NU
class holder < 1 > `N}'5{I
{ V*%><r
public : ] 4*E:
template < typename T > @frV:%
struct result_1 /k\)q
{ 4 l+z
typedef T & result; yG# x*\9
} ; @WKJ7pt`'N
template < typename T1, typename T2 > !14v Ovj4{
struct result_2 pF~aR]Q
{ ] TZ/=Id
typedef T1 & result; 3ox|Mz<aZX
} ; /b4>0DXT5
template < typename T > [*ug:PG
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const `v/p4/
{ H}usL)0&&
return (T & )r; +rrA>~
} cft@sY
template < typename T1, typename T2 > R\6dvd
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const d.U"lP/)D
{ eM7F8j
return (T1 & )r1; -3y
$j+
} \:Hh'-77q
} ; g</Mk^CE
S*ie$}ZX
template <> 2rf#Bq?7
class holder < 2 > weOga\
{ qs
(L2'7/
public : [XA:pj;rg'
template < typename T > -BrJ5]T>*
struct result_1 ^w
jM u5f
{ ZZeF1y[q
typedef T & result; /EZ -
} ; >+[{m<Eq
template < typename T1, typename T2 > |[/XG2S
struct result_2 ae+*gkPv8
{ %LnG^L
typedef T2 & result; H ;HFen|
} ; wr6(C:
template < typename T > gp^xl>E
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const G|UeR=/
{ OK:YnSk "
return (T & )r; X'7MW?
q@
} XE:bYzH
template < typename T1, typename T2 > ~2XiKY;W?
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 3pkx3tp{
{ pG$l
return (T2 & )r2; AT"!Ys|
} @WzrrCpj
} ; B!1L W4^
Ec!R3+
Rdy-6
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 }Szs9-Wns
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: ;E\ e.R
首先 assignment::operator(int, int)被调用: kE{-h'xADD
-$f$z(h
return l(i, j) = r(i, j); ].x`Fq3
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) E@)9'?q
SKSI\]Cc
return ( int & )i; =K6{AmG$
return ( int & )j; F#l!LER^1g
最后执行i = j; t[bZg9;
可见,参数被正确的选择了。 (0S;eM&
.$r7q[
J<ZG&m362p
24d{ol)
]Cc8[ZC
八. 中期总结 -Rr Qv(
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: MZ<BCRB
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 E"t79dD
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 >L88`
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 0d #jiG
7j{63d`2
fzjZiBK@
G/_9!lE
NAEAvXj
|&0Cuwt
九. 简化 j{H,{x
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 ,gn**E
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 @DCw(.k*
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: 6vebGf
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 Z oQPvs7_
+-*/&|^等 qM0Df0$?x
2. 返回引用。 S1d{! ` 3
=,各种复合赋值等 -jL10~/
3. 返回固定类型。 ](sT,'
各种逻辑/比较操作符(返回bool) ]s^Pw>/`
4. 原样返回。 4lF?s\W:
operator, A$XmO}+
5. 返回解引用的类型。 LP5@ID2G
operator*(单目) ]ZM-c~nL
6. 返回地址。 h<IPV'1
operator&(单目) DeRC_ [
7. 下表访问返回类型。 y>_*}>2 ,O
operator[] 8/+x1, S%
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 s_Gf7uC
operator<<和operator>> hYU4%"X
8YwSaBwO
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 2sNV09id
例如针对第一条,我们实现一个policy类: szU_,.\
R7~#7qKQB
template < typename Left > kJG0X%+w
struct value_return R}Z2rbt
{ jp P'{mc
template < typename T > s!F`
0=J^
struct result_1 EiWsVic[
{ O2C&XeB:4
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; \N"=qw^ t
} ; P`!31P#]L
n6s[q-td
template < typename T1, typename T2 > ?_Y2'O
struct result_2 yUp"%_t0
{ 2C_/T8
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; [ _wenlkm
} ; ?PST.+l
} ; mnS F=l;;
@Zov&01
^=V b'g3P~
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait _vgFcE~E@
B$@fE}
下面我们来剥离functor中的operator() BARs1^pR4
首先operator里面的代码全是下面的形式: /$,~|X;&
Xj("
return l(t) op r(t) ?wQaM3 |^:
return l(t1, t2) op r(t1, t2) Dhy@!EOS
return op l(t) |#_`aT"
return op l(t1, t2) wc.T;(
return l(t) op {#X]D~;s+
return l(t1, t2) op 60r4%>d
return l(t)[r(t)] ^wm>\o;
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] [>N`)]fP
&mJ
+#vT
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: Zn]njf1x
单目: return f(l(t), r(t)); 5$w`m3>i(
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); NHjZ`=Js
双目: return f(l(t)); mzkv/
return f(l(t1, t2)); ~xSAR;8
下面就是f的实现,以operator/为例 bO2s'!x
cun&'JOH?U
struct meta_divide G^Q8B^Lg
{ vOl<
template < typename T1, typename T2 > xOAA1#
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) jR[3{ Reo
{ j jLwHJ
return t1 / t2; m5/d=k0l
} sKK*{+,kh;
} ; 9< $n'g
+.u)\'r;h
这个工作可以让宏来做: 2a3RRP
8:)W!tr
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ l#;DO9
template < typename T1, typename T2 > \ ~Os1ir.
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 7\?0d!
以后可以直接用 9h$08l
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) h/a|-V}m&
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 L~PBD?l
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) %Ct^{k~1
S);SfNh%CL
1"4Pan
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 8o SNnT
7|/Ct;oO:
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > [$<\*d/
class unary_op : public Rettype ?{Rv/np=F
{ 6|Qg=4_FHt
Left l; UbnX%2TW
public : V4.&"0\n #
unary_op( const Left & l) : l(l) {} <V~B8C!)
ls928
template < typename T > BM,]Wjfdj
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const +[R,wsG
{ ]#fmih^
return FuncType::execute(l(t)); +=:*[JEK,U
} 1ab_^P
;
m]KKB
template < typename T1, typename T2 > R|&Rq(ow"
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const O_kBAC-|R(
{ :Q=tGj\G
return FuncType::execute(l(t1, t2)); s6k@W T?"^
} vo]!IY
} ; fVXZfq6
UBm L:Qv
!*tV[0i2
同样还可以申明一个binary_op P"%QFt,
3hi0
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > g"dq;H
class binary_op : public Rettype e}u68|\EC
{ `+\6;nM
Left l; &&daQg4Ha
Right r; &qjc+-r{l
public : WCdl 25L#
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} J_|LGrt})
;K$ !c5
template < typename T > _&wrA3@/L
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const R[#vFQ
{ UD!-.I]
return FuncType::execute(l(t), r(t)); ^c-8~r|y,
} d:X@zUR*)
'
a>YcOw
template < typename T1, typename T2 > $0mR_pA\fW
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const lA/.4"nN
{ sP'U9l
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); Xt.ca,`U
} ]<xzCPB
} ; vmj'X>Q
"M!]t,?S
z8@[]6cW
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 0R-J
\
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 _t/~C*=:=
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) w:VD[\h
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 euyd(y$'k
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! bl3?C
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。。。 B" 0a5-pkr
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 hjgB[
&U>
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) _yRD*2 !;
下面是修改过的unary_op z@21Z`,
;TC"n!ew
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > {zTnE?(o`
class unary_op SYd6D@^2j
{ Ab
In\,x
Left l; p>l:^-N;f
OfK>-8
public : `x]`<kS;
_M)
G
unary_op( const Left & l) : l(l) {} X5tx(}j
$3=S\jyfK
template < typename T > &"?S0S>r!
struct result_1 f}t8V% ^E
{ 6E-AfY'<
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ^~;"$=Wf
} ; 1N}vz(0"
#M)+sK$H%f
template < typename T1, typename T2 > !$hi:3{U,
struct result_2 \2^o,1r/
{ #\8"d
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; EeR} 34
} ; jVPX]8
FyQr$;r
template < typename T1, typename T2 > 7Fx0#cS"\
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const O.DO,]Uh
{ zP&D
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); G*f\
/
} ?C`r3
bq2f?uD-}
template < typename T > V}Ee1C
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const MD^,"!A
{ M@z_tR'3\
return OpClass::execute(lt(t)); +s;>@j()V
} jU-aa+
IZLBv2m
} ; %P7qA
}xry
l,*5*1lM
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug J&iSS9c
好啦,现在才真正完美了。 =I aWf
现在在picker里面就可以这么添加了: f92z/5%V
@QMy!y_K~m
template < typename Right > 84!Hd.H
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const wX5q=I
{ Gj?$HFa
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ('{aOiSH
} SpImd IpD
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。 Cv@)tb
_RIlGs\.
!,dp/5
V
16>D?;2o(
QWnGolN
十. bind ;{aGEOP'U
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。 3FtL<7B'.
先来分析一下一段例子 Rx.v/H
`yP`5a/
2kt0Rxg
int foo( int x, int y) { return x - y;} #N"u 0
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 |j-ng;
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 LRg]'?
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。 ,/%'""`w
我们来写个简单的。 $C sE[+k1
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: qY$ [2]
对于函数对象类的版本: ? 3OfiGX?
Fuzb4Df
template < typename Func > ggL/7I(
struct functor_trait TZ+ p6M8G
{ 33EF/k3vW
typedef typename Func::result_type result_type; x\U[5d
} ; t,Ka]
/I
对于无参数函数的版本: )AxD|A
/OWwC%tM/
template < typename Ret > 1f<R,>
struct functor_trait < Ret ( * )() > :SS \2
{ I8YUq
typedef Ret result_type; F3EAjO)ch
} ; -2; 6Pwmv
对于单参数函数的版本: l'/`2Y1
w;gk=<_
template < typename Ret, typename V1 > >x JzV
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > $3PDe
{ W~0rSVD$<z
typedef Ret result_type; ",.f
} ; nj'5iiV`]
对于双参数函数的版本: 0\{dt4nW&O
gK QJ^a\!
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > h AAh
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > @b,H'WvhfS
{ ?W{+[OXs
typedef Ret result_type; fJ[ ^_,O
} ; dI
,A;.
等等。。。 aL4^ po
然后我们就可以仿照value_return写一个policy &J&'J~N
I09 W=
template < typename Func > X7huc*
struct func_return 12z!{k7N
{ ea"X$<s>-
template < typename T > ?@9v+Am!
struct result_1 46}U+>
{ "D
_r</b
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; K2zln_W
} ; SK\@w9#&$
1H-Y3G>jN
template < typename T1, typename T2 > 1~c\J0h)d
struct result_2 T0tX%_6`
{ GIM/ T4!)
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; SYYx>1;8`
} ; C P}fxDW
} ; VGc*aQYa
;[}OZt
~i"=:D
最后一个单参数binder就很容易写出来了 X$>F78e*
(Lgea
template < typename Func, typename aPicker >
K<e
#y!
class binder_1 iAk:CJ{
{ -xHR6
Func fn; '#f<wfn
aPicker pk; $Y|OGZH8E
public : !0,q[|m
5v)^4(
)
template < typename T > T/3LJGnY
struct result_1 =7<JD}G
{ m[}k]PB>
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; Mp`$1Ksn
} ; rkjnw@x\
7#R)+
template < typename T1, typename T2 > ]o<]A[<
struct result_2 ]3O&8,
{ ['IH*gi
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ]%Eh"
} ; [<#jK}g
]@#9B>v=
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} D.a>i?W
|SkQe[t
template < typename T > ..}P$
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Vgm'&YT
{ msmW2Zc
return fn(pk(t)); Te-p0x?G.
} |{ N{VK
template < typename T1, typename T2 > ZM.'W}J{*
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const o]<Z3)
{ f;{Q ~
return fn(pk(t1, t2)); Hh%!4_AMw
} [[$CtqLg
} ; '0HOL)cIz
'zI(OnIS
7 9tE
一目了然不是么? B7 s{yb
最后实现bind UGO#o`.G}
[J,.?'V
)=5&Q
template < typename Func, typename aPicker > >&(#p@#
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ;QBS0x\f@
{ 7zG
r+Px
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); sSW'SE?,<
} N9w"Lb
A8m06
2个以上参数的bind可以同理实现。 I){4MoH.
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 -ZaeX]^&Q\
u}5CzV `
十一. phoenix /7UvV60
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: y\skke]
o Xm
!
for_each(v.begin(), v.end(), E.K^v/dNdq
( +hN>Q$E
do_ 83vMj$P
[ RIMSXue*Ha
cout << _1 << " , " F rckA
] kq}byv}3I
.while_( -- _1), ;%e)t[5
cout << var( " \n " ) &e^;;<*w
) m]n2wmE3n
); DB|1Sqjsn
Fl`U{03
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: 1B;2 ~2X
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor ?EFRf~7JP
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 m4/qxm"Dx:
那么我们就照着这个思路来实现吧: #~
x7G
w ,j*I7V
]RT
template < typename Cond, typename Actor > \;&;K'
class do_while m'"r<]pB*4
{ kE:[6reG
Cond cd; WoTeIkM9
Actor act; &>\;4E.O5
public : 6}6Q:V|
template < typename T > Yz/Blh%V
struct result_1 KL_/f
{ t.(
`$
typedef int result_type; h*fN]k6
} ; J+P<zC
nCq'=L,m
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} P*&[9)d6
5&