一. 什么是Lambda
e' l9 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
u4~+Bc_GL 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,
F9j@KC(yg "++\6H< ck{S >g{&Qx`& class filler
{OEjITm {
$~b6H]"9 public :
JW[6
^Rw void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
Q<V(#)* } ;
[ *Dj:A)V^ \lQ3j8U /*y5W-'d^ 这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决:
X3}eq|r9 e|{R2z"^ zfKO)Itd ts,r,{ for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
,N(Yjq"R We{@0K/O F
`o9GLxM} 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
U)8yd,qG[% j$q5m 24L [o<hQ`& cZBXH*-M! 二. 战前分析
Vr},+Rj 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。
$!*>5".A 开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码
!Sn|!:N4 |qMG@ Bn]=T for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
wU+r]SK@ /* --------------------------------------------- */
:+/8n+@# vector < int *> vp( 10 );
cRf F!EV transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
6
^3RfF^W /* --------------------------------------------- */
o^~ZXF} sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
*eoH"UFYQ# /* --------------------------------------------- */
Fy{yg]O" int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
.+1I>L /* --------------------------------------------- */
~QbHp|g for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
-Rw3[4>@O" /* --------------------------------------------- */
(O+d6oT=Z2 for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
)oCL![^pXe HMF2sc$N qt@/ 1k6asz^T 看了之后,我们可以思考一些问题:
:o8`2Z *g 1._1, _2是什么?
tG$O[f@U6 显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
7.Y;nem:( 2._1 = 1是在做什么?
veq3t$sj 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。
gttsxOgktH 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。
-E|"? O z0-cM8t
/#Pm'i>B 三. 动工
4uiq'- 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
`'s_5Ek qI uo8o} iXm&\.% z]N#.utQ template < typename T >
06&;GW!- class assignment
J`5+Zngr {
Jai]z T value;
(
3B1X public :
c]Epg)E assignment( const T & v) : value(v) {}
@}4>:\es template < typename T2 >
~Yd[&vpQ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
XDCm } ;
nZB~l= <}WSYK,zUY i[KXkjr 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
G K~A,Miqk 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
tlQ6>v' GG>53}7{ Q (f0S [ojL9.6 class holder
aaU4Jl?L {
Oz%6y
ri public :
IQ<G. template < typename T >
t,%m-dU assignment < T > operator = ( const T & t) const
5Yv*f: {
G@DNV3Cc return assignment < T > (t);
y0p=E^QM }
1K3XNHF } ;
IB#
ua: ^4`x:6m TI3xt-/ 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:
M%_*vD /UunWZ u% static holder _1;
"}_J"% Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
}'Ap@4 liYsUmjZ= for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
3Y# 而不用手动写一个函数对象。
^*l
dsc \9,lMK[b a.<XJ\ 75H!i$(*+ 四. 问题分析
eWqS]cM# 虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。
0z \KI?kd 1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。
&PPnI(s^K 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
5P<"I[" 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
^
q ba<#e 下面我们可以对这几个问题进行分析。
je$H}D |rJN 五. 问题1:一致性
huv|l6 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?|
D>jtz2y=D 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
2#$7!`6K <9>L^GgXA struct holder
Ydsnu {
Bs0~P 4^ //
2n>mISy+ template < typename T >
H%n/;DW T & operator ()( const T & r) const
0(c,J$I]Z! {
=55)|$hgD return (T & )r;
w +UBXW }
0* x?rO? } ;
JUw|nUnl? H$?MPA-c 这样的话assignment也必须相应改动:
x3'ANw6E o!h::j0,~ template < typename Left, typename Right >
RQ|K?^k
v class assignment
]NaH *\q {
&O+S[~ Left l;
t@lTA>;U@ Right r;
[i~@X2:Al public :
"xC$Ko _ assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
`vt+VUNf
template < typename T2 >
$Rze[3 T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
zz3{+1w] } ;
xM)P=y_!M+ ^K`PYai 同时,holder的operator=也需要改动:
N*m;A6? 7h/Mkim$5 template < typename T >
-GL.8"c[ assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
g NE"z {
<AVWT+, return assignment < holder, T > ( * this , t);
dn~k_J=p }
D {E,XOi M| }?5NS
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。
s;<]gaonB_ 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
(Z@-e^R -{L 7%j|R return l(rhs) = r;
4Vj]bm 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。
mtFC H 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
agoMsxI9 ,|+{C~Ojx template < typename Tp >
hHEn class constant_t
s Fk{Tv@Yz {
,UVd+rY} const Tp t;
@B+8' b$9 public :
1iqgTi> constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
N}z]OvnZH template < typename T >
Xa}y.qH const Tp & operator ()( const T & r) const
V+'zuX {
h/aG."U return t;
s*CBYzOm }
Z~
q="CA4 } ;
r,,* k E jxw8jo06: 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
l0!`>Xx[b 下面就可以修改holder的operator=了
IQ#Kod;) Ov:U3P?% template < typename T >
,mp^t2 assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
-oju-gf K {
<aMihT)dd return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
Fvv/#V^R }
=6'D/| 3 0ZAtBq.s 同时也要修改assignment的operator()
on\ahk, y] pR:cn kVF template < typename T2 >
_A$V~Hp9q T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
o2y
#Yk 现在代码看起来就很一致了。
OYfP!,+bn UD'e%IVw 六. 问题2:链式操作
#=fd8}9 现在让我们来看看如何处理链式操作。
a^L'- ( 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。
vdulrnGqL 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。
g3w-Le&T 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。
IrP6Rxh 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
V+y:!t` V,3$>4x template < typename T >
m,]h7 xx struct result_1
aj]%c_])( {
=Rf!i78c5 typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
;fY)7
' } ;
j98>Jr\ s9YP
=)I 那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为:
m}-~VYDj q1M16qv5 template < typename T >
X@7e7 struct ref
j0K}nS\ P {
V V~Kgy typedef T & reference;
8:UV; 5@ } ;
!7kca#,X template < typename T >
dzc.s8T(0 struct ref < T &>
!eB&3J {
[hXU$Y>"0 typedef T & reference;
DU[vLe|Z } ;
Y]1b39O A?OaP 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
tB{O6=q R<-( template < typename T >
7b[vZNi_ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
U_c9T> = {
K1Wiiw return l(t) = r(t);
H`ZUI8- }
lo!_;`v=U 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。
e?~6HP^%. 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
Ke+#ww iY1JU-S 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
H23-%+*J _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
wrW768WR _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
}<kpvd+ps= +5 调用divide的对象返回一个add对象。
p2~MJ
LK4 最后的布局是:
"S@%d(lg Add
6<<ihm+ / \
]`Y;4XR Divide 5
ff9D{ $V5 / \
hK&/A+* _1 3
/A;!g5Y 似乎一切都解决了?不。
?-0>Wbg 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。
<ibEo98 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。
Ey!+rq} 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:
lf\]^yM # <M|kOi template < typename Right >
~vIQ-|8r: assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
rOu7r 4 Right & rt) const
hqVFb.6[ {
{1V~`1(w return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
a$SGFA}V }
KfsU RTZ 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
'J&$L c XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。
gUB%6v G\I 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。
EnGVp<6R 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。
'e;]\<
0z 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。
257pO9] 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?
b*xw=G3% 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:
~P85Or Q9b.]W template < class Action >
!giL~}j(R class picker : public Action
:!\?yj{{ {
kw>W5tNpf: public :
)8:Ltn% picker( const Action & act) : Action(act) {}
r_f?H@ v // all the operator overloaded
Wi
Mi0?$. } ;
? -PRS.=% #%xzy@` Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。
wtCz%!OYB 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
"RH pj3 si %EuJ~;x(Mg template < typename Right >
Fcc\hV; picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
lU0'5!3R, {
]E\o<"#t/ return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
~5[#c27E9 }
m?]XNgT =1noT)gCR Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
9@LL_r`?< 使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。
I5l5fx W *t+!cU/: template < typename T > struct picker_maker
z
%Ty; {
HrH-e=j typedef picker < constant_t < T > > result;
~.?,*q7 } ;
[eebIJs template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
x78`dX {
X\:;A { typedef picker < T > result;
)_eEM1 } ;
S:IhJQ4K ~ [k0ay 下面总的结构就有了:
#d,+87]\= functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。
b!C\J picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。
!e5!8z picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
3":vjDq$ 至此链式操作完美实现。
y3^<rff3Gc Cku#[?G \&K{v#g~ 七. 问题3
DlHt#Ob7 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。
`52+.*J+% )N4!zuSVf template < typename T1, typename T2 >
),ur!v ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
,@mr})s {
o
gec6u} return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
F7!g+LPc< }
$l05VZ TYv'#{ 很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2:
x3j)'`=15 wldv^n hM template < typename T1, typename T2 >
ws1io. struct result_2
HjCWsQM {
TR;" &'#k typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
w;@NYMK) } ;
|]--sUx: ME.l{?v 显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢?
wKxw|Fpn 这个差事就留给了holder自己。
gEghDO_G [Dr' GRM:o)4;# template < int Order >
+ZFw3KEkz class holder;
_{Q)5ooP template <>
99<]~,t=5 class holder < 1 >
=<yMB d\ {
E@}N}SR public :
/V-uo(n< . template < typename T >
HQtR;[1 struct result_1
5`Q* {
tu5g> qb typedef T & result;
b#~K> } ;
_C`&(?} template < typename T1, typename T2 >
;Gc,-BDFw struct result_2
I+08tXO {
( *~ '#k typedef T1 & result;
'e&L53n } ;
Y-yozt template < typename T >
F9ytU> zh typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
7:[u.cd {
2VpKG*!\ return (T & )r;
C{{RU7iqc& }
hn`yc7<}(u template < typename T1, typename T2 >
Q$Q>pV;uH typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
VQ}N&H)` {
2:5Go return (T1 & )r1;
FIMM\W
}
mafnkQU } ;
qLjLfJJ2 ()'yY^ template <>
_ *l+ze[a class holder < 2 >
PiwMl)E|! {
hs;YMUA" public :
hwx1 fpo4 template < typename T >
d/"%fpp^0G struct result_1
v(0IQ {
b=L4A,w~a typedef T & result;
5q^5DH_; } ;
3VZ}5 template < typename T1, typename T2 >
3<XP/c"; struct result_2
dI(1L~ {
"xI70c{ typedef T2 & result;
}HCt=W` } ;
;S_Imf0$v template < typename T >
R$Rub/b6 typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
p=XEMVqm {
c9ye[81 return (T & )r;
2S }
}j)][{i*x template < typename T1, typename T2 >
*Uw" `l typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
~XeWN^l(Ov {
sB@9L L]&| return (T2 & )r2;
+B '<0 }
\? n<UsI } ;
A3Xfu$[u %zKTrsMZ :Z[|B(U 新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
t5aX9WIW 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
{EjzJr> 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
?vBMx _0 xeB-fy)5+ return l(i, j) = r(i, j);
RRb>]oD 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
Fy*t[> GU0[K#% return ( int & )i;
79z/(T+ return ( int & )j;
h1~/zM/` 最后执行i = j;
eemC;JV % 可见,参数被正确的选择了。
v8"Zru XI'.L ~ kp-`_sDg XZ=%XB:? {,=U]^A 八. 中期总结
*qA:%m3 目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事:
);/p[Fd2] 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
QQ/9ZI5 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
m;J'y2h =$ 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
e>UU/Ks I{$TMkh[ 0}`0!Kv Y1;jRIOA P\y ZcL 1j]vJ4R_\ 九. 简化
65vsQ|Zw 很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。
ro+8d 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
qL?$u07<9' 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:
Cb6K!5[q] 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
!S'!oinV +-*/&|^等
'Yaq; mDY 2. 返回引用。
cK,&huk =,各种复合赋值等
~J0r%P 3. 返回固定类型。
o]eG+i6g] 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
[1l OGck[ 4. 原样返回。
9+b){W operator,
E&ReQgBft 5. 返回解引用的类型。
!y862oKD operator*(单目)
eF(oHn, 6. 返回地址。
dn&484 operator&(单目)
k/M{2Po+ 7. 下表访问返回类型。
R"{P#U,HNO operator[]
!iL6 / 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
f.c2AY~5[ operator<<和operator>>
;D<;pW 5S ) N&% 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。
@zJiR{Je-U 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
Jv8VM\* ,=[r6k< template < typename Left >
g77 :92 struct value_return
l>6p')F! {
w}YcAnuB{% template < typename T >
im9Pj b% struct result_1
e35 ")z~ {
\' &,9lP typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
%Q=rm!Syv } ;
%v0;1m ky'G/z template < typename T1, typename T2 >
(ylZ[M&B: struct result_2
/2cn`dR, {
FjW%M;H typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
mln%Rd6u/ } ;
i&-g } ;
}+giQw4 %6x3G F5H]$AjW 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
%r@:7/ 9R:?vk4 下面我们来剥离functor中的operator()
8mC$p6Okd 首先operator里面的代码全是下面的形式:
Z ?ATWCa [KMS/'; ] return l(t) op r(t)
QrLXAK\5 return l(t1, t2) op r(t1, t2)
D7Ds*X`!l return op l(t)
"2:#bXM- return op l(t1, t2)
u}7r\MnwK, return l(t) op
aN';_tGvK return l(t1, t2) op
/px`FuJI( return l(t)[r(t)]
@2eH;?uO return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
?{~. }Vn ]sqp^tQ`e 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:
[9Hrpo]tU: 单目: return f(l(t), r(t));
w ; PV
&M return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
:eBp`dmn 双目: return f(l(t));
&D` $YUl@ return f(l(t1, t2));
?Hbi[YD 下面就是f的实现,以operator/为例
w!R J8 5IP@_GV| struct meta_divide
D7C%Y^K]>E {
7??j}ob> template < typename T1, typename T2 >
R7Ns5s3X static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
Oe0dC9H {
CYNpbv return t1 / t2;
^3nB2G.ax }
!^3j9<|@' } ;
|99Z&
<8f ;zo?o t/ 这个工作可以让宏来做:
2vW@d[<J nVk]Qe #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
; zfBe%Uf template < typename T1, typename T2 > \
yjucR
Fl static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
P,n:u'Iwy 以后可以直接用
Of{'A DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
@_?8I_\: 来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数
_aOsFFB1KF (ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。)
=e]Wt/AQ 3M{b:|3/q q?oJ=]m" 下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体
|9
4xRC ~wd~57i@ template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
C5oIl_t class unary_op : public Rettype
[oS.B\Vc {
yGPi9j{QXq Left l;
1I U*:Z;Rz public :
g$S<_$Iey unary_op( const Left & l) : l(l) {}
h_h6@/1l s}":lXkrw template < typename T >
:=%`\\ typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
P
C {
9rQpKq:#
E return FuncType::execute(l(t));
a<{+
JU5 }
^
P=CoLFa .e2K\o template < typename T1, typename T2 >
\J^|H@;(@ typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
vM2\tL@" {
]ipltR7k return FuncType::execute(l(t1, t2));
0)3*E)g{ }
,h$j%->U } ;
L}%4YB 7ip(-0 ]#oqum@Yf1 同样还可以申明一个binary_op
y'pX/5R0 W,)qE^+ template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
Oo95\Yf$N class binary_op : public Rettype
}!g^}BWWp {
j*;/Cah]k Left l;
Fu!sw]6xx Right r;
Xa32p_|5~ public :
kT6EHuB binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
[8.w2\<? zbL6TP@= template < typename T >
)|@UY(VZ^ typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
nLjo3yvV.. {
T5di#%: s return FuncType::execute(l(t), r(t));
.% EEly }
c\pPwG .EUOKPK4W template < typename T1, typename T2 >
1 ~#p3)B typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
nANoy6z: {
+EBoFeeIG return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
Px))O&w{ }
,, G6L{&Z } ;
nY<hfqof (PN!k0Y u)fmXoQ 很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
@rVBL<!o, 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
-3T6ck DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
! G+/8Q^ 那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
ii@O&g 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
GlVD!0 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
l`R/WC 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
)d6Ya1vJH 这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan)
nP >*0Fq 下面是修改过的unary_op
T+[N-"N m,U`hPJ template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
zk@KuBLL class unary_op
8?r
,ylUj {
\ oIVE+L/P Left l;
j5:{H4? }GCt)i_ public :
\5_7!. !:mo2zA unary_op( const Left & l) : l(l) {}
dZ7+Iw;m ~a5p_x P template < typename T >
[$Ld>`3 struct result_1
Hs+VA$$* {
l*]*.?m/5 typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
lc=C } ;
B{SzC=4f} 8vM}moper template < typename T1, typename T2 >
!#n lWX:~ struct result_2
2c
<Qh= {
,"u-V<>6O typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
5B?>.4R } ;
+t
R6[% @l^=&53T template < typename T1, typename T2 >
KFd"JtPg typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
sSi1;9^o {
d"|XN{ return OpClass::execute(lt(t1, t2));
}06
}
#"a?3!wr Z2WAVSw template < typename T >
$@t-Oor; typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
` =!&9o {
Cd#>,,\z return OpClass::execute(lt(t));
[BHf> }
5yO6szg Wr7^ } ;
2@o_7w98 (KHTgZ6 Gv}*Tw$ 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
4?X#d)L( 好啦,现在才真正完美了。
IBWUeB:b 现在在picker里面就可以这么添加了:
a2*WZc` !=#E/il, template < typename Right >
U%ce0z picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
!Ljs9 =UF {
WJZW5
Xt return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
AU}P`fT! }
hFP$MFab 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。
Roy0?6O 5,'?NEyw :*e0Z2= #"6(Q2|
l FK{YRt 十. bind
UnZ*"% 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。
> >wbyj8 先来分析一下一段例子
]6</{b *~fZ9EkD [zK|OMxoV int foo( int x, int y) { return x - y;}
J1Mm,LTO bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
YcGSZ0vQ bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
,qpn4`zE~ 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。
mUzNrkG(G 我们来写个简单的。
4-=> >#
P 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
`|i #) 对于函数对象类的版本:
&TSt/b/+W dx[<@f2c template < typename Func >
7CABM struct functor_trait
-c%GlpZw {
~o%|#-S typedef typename Func::result_type result_type;
s'ntf } ;
,Z#t-? 对于无参数函数的版本:
?{$Q'c_I 31wact^ template < typename Ret >
{.z2n>1J{T struct functor_trait < Ret ( * )() >
X\hD4r"
{
#18H
Z4N typedef Ret result_type;
&7T0nB/) } ;
PX[taDN 对于单参数函数的版本:
{LY$ O qY8\>f- template < typename Ret, typename V1 >
18Pc4~>0 struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
vyERt^z {
(}"r 5 typedef Ret result_type;
! k||-Q& } ;
E$34myOVf 对于双参数函数的版本:
HLAWx/c,j" ._-^58[ template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
t'_Hp}, struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
P`5@$1CJ {
4<70mUnt typedef Ret result_type;
xqO'FQO% } ;
6/T
hbD-C 等等。。。
3otia;&B
然后我们就可以仿照value_return写一个policy
Yp./3b VO VCcLS3 template < typename Func >
)}=`Gx5+ struct func_return
gT'c`3Gkz {
kG
&.| template < typename T >
~LuZpV struct result_1
gf2l19aP {
B1JdkL 3h typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
d%81}4f: } ;
.Frc:Y{ h5U@Ys template < typename T1, typename T2 >
(X,Ua+{ struct result_2
234OJ? {
3@J0-w typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
?a7PxD. } ;
:f ybH)* } ;
92WvD 3)T'&HKQ dfiA- h 最后一个单参数binder就很容易写出来了
\ZigG{ LgjL+w19 template < typename Func, typename aPicker >
[95(%&k.Q class binder_1
1<fS&)^W {
=;7gxV3; Func fn;
kTAb
< aPicker pk;
{xW?v; public :
iP~5= `g<@F^x5 template < typename T >
D*o_IrG_( struct result_1
1LZ?!Lw {
!Sy._NE`z typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
,fpu@@2 } ;
Mhm3u 9s6@AJf template < typename T1, typename T2 >
4{(uw struct result_2
T,@.RF {
>E|@3g
+2 typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
sD7Qt } ;
9
#TzW9 {2vk< binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
gYA|JFi AMG}'P: template < typename T >
^ ~:f02[D typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
.9
mwRYgD {
{(w/_C9 return fn(pk(t));
K~H)XJFF }
&M,a+|yuY template < typename T1, typename T2 >
X|q&0W= typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
jGl8y!aM {
QM2Y?."# return fn(pk(t1, t2));
f_}/JF
}
0^az<!!O# } ;
;&q}G1 NZ djS9 J 05@SG': 一目了然不是么?
<`i"5`J 最后实现bind
=dx!R ,Bw jl;_lcO
9un]}7^ template < typename Func, typename aPicker >
XE*
@* picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
1
0lvhzU {
VR ^qwS/ return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
XAwo~E }
bXF>{%(}E /x,gdZPX 2个以上参数的bind可以同理实现。
Ig}G"GR 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。
3('=+d[}Vw @wy|l)% 十一. phoenix
GL[#XB>n Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
u~[HC)4(0 11[[H kX@ for_each(v.begin(), v.end(),
usH9dys, (
,A`d!{]5 do_
JQ=i{ 9iJ [
3I&=1o cout << _1 << " , "
R*a5bKr ]
%KHO}gad1 .while_( -- _1),
jWJq[l cout << var( " \n " )
$R(?@B( )
Z>gxECi );
+KgoL a 7[h_"@_A7 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:
g\S@@0T{0 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
<_$]!Z6UR operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
Yv k
Qh{ 那么我们就照着这个思路来实现吧:
;iR( Ir =M'M/vKD ]Q,;5>#W template < typename Cond, typename Actor >
9pUvw_9MY class do_while
:f%FM&b {
Cw42bO Cond cd;
A<P3X/i Actor act;
`Fa49B|`D public :
_OV\W'RrA template < typename T >
q9fCoz struct result_1
Fd Ezt {
OLh`R]Sd typedef int result_type;
.w2QiJ } ;
N1,=5P$ fHhm)T8KB do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
uw! maAZI-H{ template < typename T >
kms&o=^ typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
bj23S& {
ASmMj;>UM do
R}Pw#*B {
w}+#w8hu act(t);
S^q)DuF5! }
>dKK [E/[d while (cd(t));
T'\B17
:* return 0 ;
$$ %4,\{l }
MV
+R $ } ;
_svEPHU -c-af%xD S<}2y 9F
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
0\v98g<[+ 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。
HUqG)t*c1 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。
pRI<L' 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。
T=r-6eN 下面就是产生这个functor的类:
~^d. zIN! o?nlnoe 5`qt82Qm template < typename Actor >
dmh6o * class do_while_actor
' >(])Oq, {
dFY]~_P472 Actor act;
b3(pRg[Fp public :
i0F.c\ do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
9~+A<X]Hd *9:oTN template < typename Cond >
dWHl<BUm picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
we'<Y } ;
hZGoiWC $=dp) <p@c%e,_ 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
*M5: \+ 最后,是那个do_
JQ{g'cT GwiG..Y]& TDI8L\rr class do_while_invoker
p- 5)J& {
'[#a-8-JY_ public :
6OYXcPW' template < typename Actor >
,#3}TDC do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
=Y`P}vI]w% {
cBf9-k return do_while_actor < Actor > (act);
\PS{/XK }
d,=Kv } do_;
rkhQoYZ[ 8
v NgePn 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
vW4~\] 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
`@GqD 最后来说说怎么处理break和continue
!_GY\@} 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。
4R!A.N 9 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 ]