一. 什么是Lambda ,#-^
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 =j~}];I
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, 3!B3C(g
K#p&XIY,
2!Ex55
~LzTqMHM
class filler ]0:R^dHE
{ 8%#uZG\}
public : c[0$8F>
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} ]H<C Rw
} ; ]#
T9v06w
N,_ej@L8
iJE|u
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: [G|2m_
O^gq\X4}
_E[{7"3}
]QU52R@M
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); ?0Ca-T Rz
K+mtuB]yr
jW",'1h<n
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 0?t!tugG
`ionMTZY
&f qmO>M
\>/:@4oK
二. 战前分析 |,&!Q$<un
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。 5tl}rmI`
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 {UZli[W1
[l5"'{x
A?|cJ"N
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); @+X}O/74
/* --------------------------------------------- */ MgMLfgt"V
vector < int *> vp( 10 ); 0I?3@Nz6
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); )SUN+YV^
/* --------------------------------------------- */ <CmsnX
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); W\<#`0tUt
/* --------------------------------------------- */ ;+b}@e
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); 83l)o$S
/* --------------------------------------------- */ c[y=K)<Z
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); X0Oq lAw
/* --------------------------------------------- */ v,i:vT\~
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); OEwfNZQ-
g&E_|}u4
F5<{-{Ky
0RSa{iS*A
看了之后,我们可以思考一些问题: NxX1_d
1._1, _2是什么? hy )RV=X
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 D[#\Y+N
2._1 = 1是在做什么? !d0@^JbM"
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 B=c^ma
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 49zp@a
M7>\Qk
+tN-X'u##
三. 动工 6HqK%(
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: .yP
3}Nl
oV!9B -<
+Ae.>%}
86I*
template < typename T > X0$_KPn
class assignment BmJ?VJ}Y
{ L
wu;y@[
T value; &^7)yS+C
public : ~3YNHm6V
assignment( const T & v) : value(v) {} _/=ZkI5
template < typename T2 > E0pQRGPA
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 5~X%*_[],
} ; v:0i5h&M
'} kq@
U+i[r&{gb
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 an2Tc*=~l(
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 7A|jnm
}00e@a
#?=cg]v_
Ja&%J:
class holder YBO53S]=
{ tVcs r
public : eBV{B70k
template < typename T > Y"jDZG?
assignment < T > operator = ( const T & t) const Wd}mC<rv1
{ gZUy0`E
return assignment < T > (t); D.6dPzu`
} #50)D wD
} ; !%X`c94
K0g:Q*J-
"p{'984r<
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: bH{aI:9Fb
\PONaRK|[z
static holder _1; OQQ9R?Ll{
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 *La =7y:
TfVD'HAN;l
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ^!qmlx*
而不用手动写一个函数对象。 N96BWgT
n:D*r$ C|p
uLM_KZ
%}!}2s.A
四. 问题分析 ODEXQl}R
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。 }j1Zk4}[x
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。 eeZysCy+DY
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 F/SsiUBS
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 :gq@/COo(
下面我们可以对这几个问题进行分析。 '>Y
2lqa
m[j3s=Gr
五. 问题1:一致性 q4iD59yd)S
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?| i@Zj7#e*
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 X^5"7phI@
~,68S^nP)H
struct holder P{!:pxu[
{ R
TUNha^<T
// <WJ0St
template < typename T > 8M9\<k6
T & operator ()( const T & r) const Q;/F0JDH
{ 5]l7Z35
return (T & )r; !u}3H|6~
} Rl4zTAI
} ; ~vV)|
.p(l+
这样的话assignment也必须相应改动: A9Wqz"[
u^zitW!X$
template < typename Left, typename Right > U/!&KsnT
class assignment ~<-
ci
{ N%A`rY}u
Left l; {IHK<aW
Right r; 2^#UO=ct
public : psX%.95Y
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} P`dHR;Y0
template < typename T2 > FP'lEp
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } gQ=POJ=G
} ; J%:/<uCmZ
`uZv9I"
同时,holder的operator=也需要改动: ` u\z!x'
hdtnC29$
template < typename T > h<1dTl*
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const iEVA[xy=D
{ xY'qm8V
return assignment < holder, T > ( * this , t); -^4bA<dCCE
} +1Rrkok
~]W[ {3 ;
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。 (:-Jl"&R@
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 @" 0tW:
W0MnGzZ
return l(rhs) = r; 2Uv3_i<
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。 ,0uo&/Y4L
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: s"',370
)@bH"
template < typename Tp > 6~F#F)C'
class constant_t 9c^skNbS
{ lIVxW+
const Tp t; 0L0Jc,(F+
public : ;eW'}&|LV
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} )'!ml
template < typename T > K@jSr*\'
const Tp & operator ()( const T & r) const Q6.*"`
{ EARfbb"SG7
return t; ,V33v<|wc
} IQw
%|^
} ; aXIB ) $1
Q&upxE4-~
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 q)?p$\
下面就可以修改holder的operator=了 A3"1D
Qb?y@>-[
template < typename T > Ep<!zO|
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const /1 US,
{ ]^; b
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); eA1k)gjE
} niYz9YX
]HyHz9QkL
同时也要修改assignment的operator() W1?!iE~tO
z [qdmx^
template < typename T2 > VR4E
2^
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } ]{|fYt_-
现在代码看起来就很一致了。 n9kd2[s|
[_
M6/
六. 问题2:链式操作 Z[#I"-Q~:
现在让我们来看看如何处理链式操作。 '!wPnYT@D
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。 ZI58XS+
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。 zP:~O
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。 #)_J)/h
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct \;-=ODC
F2bm+0vOJ
template < typename T > X)Dqeb6
struct result_1 OgEUq''
{ |.b%rVu
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
09
} ; 4ef*9|^x#
0\5M^:8i3
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: ^273l(CZ1
YO@hE>
template < typename T > 6Cl+KcJH
struct ref cs K>iN
{ ElQJ\%
typedef T & reference; x1Nme%%&
} ; a?zR8$t|
template < typename T > f\h%; X
struct ref < T &> 4id3P{aU
{ IIq"e~"Vs
typedef T & reference; iY0,WT}&n
} ; L3B8IDq
yDd=&
T
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: Z,0O/RFJ.q
UskZ%J
template < typename T > qPsyqn?Y|
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const *Jb_=j*)
{ }l.KpdRT2
return l(t) = r(t); n<{aPLQ
} dav vI$TA
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。 5\VxXiy0
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 (-bRj#
pz$_W
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 9n_ eCb)H
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ZR1+
O8
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 L<0=giE
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 0;vtdM[_
最后的布局是: 6/|U
Add :OHSxb>[
/ \ >/b^fAG
Divide 5 ?^U c=
/ \ yHl@_rN
sC
_1 3 9^oo-,Su_
似乎一切都解决了?不。 !0b%Jh
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 =Wj{]&`
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 iNt 4>
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: FnY$)o;
NvcHv7,
template < typename Right > _O$tuC%
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const H]BAW *}
Right & rt) const /n(9&'H<
{ D^nxtuT*
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); \kxh#{$z?
} XHy?
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 $;y1Qiel
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。 9-b 8`|s
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。 Ex6o=D2
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。 dnix:'D1
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。 $iwIF7,\P
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? rmoJ
=.'
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: 2pz4rc
B9}E
{)T?
template < class Action > ikr7DBLt
class picker : public Action .`Sw,XL5
{ "tKNlHBu'
public : Gp,'kw"I
picker( const Action & act) : Action(act) {} <E SvvTf
// all the operator overloaded b]w[*<f?
} ; `T=1<Tw c
c88_}%h?(
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 KhrFg1|
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: cg{Gc]'1#
nz[
m3]
template < typename Right > +|9f%f6vp
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const !f`5B( @
{ &;s<dDQK
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); W]zwghxH
} %uua_)
L$SMfx
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 7u|%^Ao6
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。 BR3wX4i\
QhsVIta
template < typename T > struct picker_maker G~(&3
{ $7Cgo &J
typedef picker < constant_t < T > > result; Z B$NVY
} ; {<!hlB
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > i+I0k~wY
{ $C$ub&D
~"
typedef picker < T > result; jccOsG9;_
} ; 6P^hN%0
nSHNis
下面总的结构就有了: B2Z0
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。 ~TM>"eB b
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。 i\ "{#
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 Bh,Q8%\6
至此链式操作完美实现。 :xtT)w
s*.3ZS5
9OfU7_m
七. 问题3 50*@.!^*
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。 [1U{ci&=p
_Z$?^gn
template < typename T1, typename T2 > Hr&Ere8.4p
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const - zQ<ZE
{ ~2(]ZfO?>H
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); !?b/-~o7S
} +!><5
J)KnE2dw5
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: H#`8Ey
XfDX:b1p
template < typename T1, typename T2 > 7gr^z)${J
struct result_2 5VZjDg?
{ ,Y-S(
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; W "k|K:
} ; MnS+ nH!d
jqtVpNwM
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? AOAO8%|I
这个差事就留给了holder自己。 kT2Wm/L
K[]K53Nk
cWM:
template < int Order > <]'|$8&jY
class holder; 0MrN:M2B
template <> t#~XLCE
class holder < 1 > `O
n(v
{ \XDmK
public : He<;4?:
template < typename T > Yt*vqm[WV
struct result_1 U!Mf]3
{ s??czM2O
typedef T & result; lQ$+JX;n(y
} ; `2e_ L
template < typename T1, typename T2 > yquAr$L!
struct result_2 !5~k:1=
{ ?BsH{QRYQ
typedef T1 & result; _Jy,yMQ^[_
} ; |]tZ hI"3<
template < typename T > 2vvh|?M
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const }LQ\a8]<
{ MQ9vPgh
return (T & )r; [xf$VkjuF
} Z'ao[CG
template < typename T1, typename T2 > *IqVY&
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Vd<K4Tk
{ t)'dF*L
return (T1 & )r1; 3.FR C
} qRl/Sl#F
} ; :q;R6-|.
*m&%vj.Kc
template <> O4!9{
class holder < 2 > X Ny
Y$
{ @ t|3gF$X
public : H:{?3gk.P3
template < typename T > BUDGyl/=
struct result_1 XmlIj8%9[&
{ =]d^3bqN
typedef T & result; uQ^hV%|"
} ; tvT4S
template < typename T1, typename T2 > k}s+ca!B
struct result_2 ^9=4iXd
{ T5q-"W6\
typedef T2 & result; _Fxe|"<^
} ; K( z[}
template < typename T > 506V0]`/
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const :G0+;[?N
{ 1OP"5f
return (T & )r; 2+Zti8
} UO1$UF!
QC
template < typename T1, typename T2 >
pl?kS8#U?
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const k,lqT>C
{ l#ZyB|
return (T2 & )r2; 4&]%e6,jH
} 1J&\,f&
} ; BCBU b
#fN/LO
!-ZP*V3}h
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> >。 1@@y]s_.a
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: sS|<&3
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Rf?%Tv0\
PF67z]<o
return l(i, j) = r(i, j); >Zo-wYG
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) |,{+;:
|eF.ZC)QWh
return ( int & )i; Az9J\V~"
return ( int & )j; 5Xj|:qz<(
最后执行i = j; 0Gx*'B=
可见,参数被正确的选择了。 KX=/B=3~
,6RQvw
u]0!|Jd0
@2?=3Wf
[WYJrk.
八. 中期总结 ;M-,HK4=
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: 8;0^'Qr8
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 xY+A]Up|w
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 O'fc/cvh='
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor @BXaA0F4
w0aHEvH/
m
EFWo
N" ; ^S
4L!e=>as"1
v|>BDN@,6
九. 简化 e_^KI
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。 Rn8#0%/Q
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Nl=+.d6Qo
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: ?o@E1:aA
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 aC4m{F[
+-*/&|^等 .N&QW
`
2. 返回引用。 F\:{}782u
=,各种复合赋值等 h%u?lW
3. 返回固定类型。 N*?
WUn9]
各种逻辑/比较操作符(返回bool) {8_:4`YZ
4. 原样返回。 ,~iFEaV+
operator, 6mX: =Q
5. 返回解引用的类型。 =w t-YM
operator*(单目) xR _DY'z
6. 返回地址。 %N!h38N2
operator&(单目) b\H/-7<
7. 下表访问返回类型。 S`fu+^cv
operator[] rC=f#YjR
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ;wfH^2HxE)
operator<<和operator>> EccFx7h
&MBOAHhze
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。 /\Jc:v#Q
例如针对第一条,我们实现一个policy类: )_WH#-}
e$gaE</
template < typename Left > @b4b{d5[
struct value_return RiwEuY
{ A5`#Ot*3
template < typename T > &0?DL
struct result_1 _$~ex ~v
{ 9
<y/Wv
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; <1v{[F_
} ; 5B_-nYJDt
X+fuhcn
template < typename T1, typename T2 > 6f<*1YR
F
struct result_2 ,!xz*o+#@
{ eYPt
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; x A@|I#
} ; 9N`+ O
} ; RRK^~JQI.2
Tq_1wX'\
qQ3]E][/
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 5VCMpy
ufHuI*
下面我们来剥离functor中的operator() 1==P.d(
首先operator里面的代码全是下面的形式: vy>];!Cu
?Yynd
return l(t) op r(t) AycA:<
return l(t1, t2) op r(t1, t2) rcD.P?"
return op l(t) cN0~;!{i
return op l(t1, t2) ~GsH8yA_P
return l(t) op HPv&vdr3
return l(t1, t2) op /@xr[=L
return l(t)[r(t)] 5pN08+
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] D~[N_
HY@kw>I
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: VuYWb)@
单目: return f(l(t), r(t)); 4DG 9`5.
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 3(Hj7d7'}
双目: return f(l(t)); 2`q^Q
return f(l(t1, t2)); , 4h!"c
下面就是f的实现,以operator/为例 (9'G
|TNiKy
struct meta_divide .~V".tZV[
{ 5,G<}cd
template < typename T1, typename T2 > x _YV{
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) {!:|.!-u
{ wd2P/y42;;
return t1 / t2; -Lz1#S k]A
} .3g\[p
} ; sk%:Sp
[|m>vY!
这个工作可以让宏来做: CU7iva
ID{Pzmt-
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ,&O:/|c E
template < typename T1, typename T2 > \ .aAw7LW
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; z!Pdivx
以后可以直接用 =_H*fhXS
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) Rzn 0-cG
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 " N`V*0h
(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。。。) F(J!dG5#
:Z7"c`6L!~
t0AqGrn
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 I_Mqh4];
OA8b_k~
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > w$<fSe7
class unary_op : public Rettype `)gkkZ$)j
{ [K|>s(Sf*
Left l; 8zB+%mcF
public : + - KRp1qq
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ko7-%+0|]
)MX1776kU
template < typename T > %(wsGNd
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const jW+VUF-t
{ ?6l,
return FuncType::execute(l(t)); O<H@:W#k
} #VMBn}
H&>>]DD
template < typename T1, typename T2 > Fy+7{=?^F
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const nbkky.e
{ e^l+#^fR
return FuncType::execute(l(t1, t2)); ;r@R (Squ
} vng8{Mx90*
} ; BOl$UJ|K
M$-(4 0
`
a<|CcUGU
同样还可以申明一个binary_op Uc%`? +Q
fN? Lz%z3
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
] !*
class binary_op : public Rettype q'8@0FT0
{ T;pn -
Left l; 3E2.v5*
Right r; pQm!Bt L
public : sB1tce
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} KL_}:O68
8@C|exAD`
template < typename T > r3bvuq,6$
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const <?va)
ou
{ t;~`Lm@hY
return FuncType::execute(l(t), r(t)); D@vvy6>~s
} Y
Z2VP
y.]]V"'2
template < typename T1, typename T2 > u2x=YUWb]
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const a0W\?
{ ,8 NEnB
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); oP`M\KXau
} OU3+SYM
} ; F>-@LOqHy
T|iF/p]F
\iE9&3Ie
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 C-
Rie[
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 _CwQ}n*
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) r0uXMr=Z96
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。 7wEG<,D
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! %[CM;|?B4
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。。。 X|B;>q
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 B91PlM.
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) M[N.H9
下面是修改过的unary_op M4PUJZ]
Q>c6ouuJ
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > EuA<{%i
class unary_op Gv3Fg[MA@c
{ [cAg'R6
Left l; SpiC0
Sg~A'dG
public : ]@}BdMlHp
]BBgU[O)
!
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ffd3QQ
=9@yJ9c-
template < typename T > y,
_3Ks
struct result_1 3s$.l}
{ z(68^-V=:
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 1)r _h(
} ; ?bDae%>.d,
r:rJv
template < typename T1, typename T2 > t? Ja q
struct result_2 u(`A?H:
{ z6r/
w
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; B;je|M!d
} ; `bF;Ew;
s""8V_,;
template < typename T1, typename T2 > n{WJ.Y*
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ,]qX_`qF
{ g}KZL-p4\m
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); M 7$4KFNp
} ,X6j$YLWp
bj{f[nZ d
template < typename T > TBT*j&!L
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 0 d]G
{ a/#,Y<kJ
return OpClass::execute(lt(t)); Wy )g449
} B`EgL/Wg[
Y\\nJuJo
} ; E NjD~ S
>vy+U
$O!<Zz
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 TvwIro
好啦,现在才真正完美了。 83*k.]S`
现在在picker里面就可以这么添加了: 2oASz|
XLxr~Yo
template < typename Right > _S1uJ~j;E
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const FR"^?z?}p
{ Z+7S,M
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); :h~!#;w_
} *X=-^\G
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。 u;}B4Rx
J< M;vB)
V1;-5L75
;d40:q<
]Jqe)o
十. bind $@wkQ%
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。 rd{(E
先来分析一下一段例子 a-y5 \x
)v0vdAh'b
[NcOk,
int foo( int x, int y) { return x - y;} ;v\n[
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 +Z*%,m=N(
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
N\$wpDI~
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。 v g]&T
我们来写个简单的。 ?2;G_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: ?|dz"=y
对于函数对象类的版本: vxx3^;4p
a=dN.OB}F7
template < typename Func > DM9 5Il[/
struct functor_trait 9A!qg<
{ H"l'E9k.&p
typedef typename Func::result_type result_type; tS7u#YMh
} ; T\>=o]
对于无参数函数的版本: W]OT=6u8o
$Vzfhj-if
template < typename Ret > VUb*,/hxa
struct functor_trait < Ret ( * )() > M&dtXG8<^
{ s-B\8&^C
typedef Ret result_type; x?IT#ty
} ; 8Yh2K}
对于单参数函数的版本: A-FwNo2"%
?x97q3I+]
template < typename Ret, typename V1 > 9D,&)6
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > #,56vVY
{ :w+Rs+R
typedef Ret result_type; _f`m/l
} ; cx|j
_5%i
对于双参数函数的版本: $u :=lA:N
kokkZd7!
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > @!$NUY8,A#
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > @j6D#./7j
{ v6:DA#0
typedef Ret result_type; \w3wh*
} ; d\v _!7
等等。。。 Y"@k vd
然后我们就可以仿照value_return写一个policy VA0TY/{
]
N5\<w>
template < typename Func > LjH];=R
struct func_return L*z;-,
{ W5p}oN
template < typename T > RC 48e._t
struct result_1 c nzPq\
{ IQDWH/c
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; R|suBF3
} ; i]nE86.;
m{*l6`dF
template < typename T1, typename T2 > Hpt)(Nz:
struct result_2 jnTl%aQYc
{ H2]I__t/u
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; gJ])A7O
} ; 0\+Qi?&
} ; ?vVkZsU
`Ao:}
"#7i-?=
最后一个单参数binder就很容易写出来了 G 1$l %B
GYYro&aq{
template < typename Func, typename aPicker > (\}IOCNS
class binder_1 /Yh8r1^2tZ
{ Q-"FmD-Yw
Func fn; H)S3/%.|
aPicker pk; EP[
gq
public : *=v
RX!sI,
BWs\'B
template < typename T > 6"DvdJ0MB
struct result_1 '/j`j>'!^
{ )L{\k$r!EM
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; +,MzD'(D
} ; BjH(E'K[b
v zn/waw
template < typename T1, typename T2 > H.9 J}k1S
struct result_2 O/k4W#
{ C.@zVt
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ,Xn%-OT
} ; $*PyzLS
;#;X@BhS
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} {M$1?j"7
h*d,AJz &.
template < typename T > ~7ArH9k.
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const HZ|6&9we
{ !B\\:k]aO^
return fn(pk(t));
R+m{nO~r
} cq 0jM;@d
template < typename T1, typename T2 > H`y- "L8q
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const /`1zkBj<&
{ 53L)+\7w
return fn(pk(t1, t2)); TqlUe@E
} $Ec;w~e
} ; B82A:t)
MVdE7P
HsO=%bb
一目了然不是么? KAe)
X_R7
最后实现bind 83S],L
^)SvH
tuv4~i<
template < typename Func, typename aPicker > 6@T_1
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 7mu%| !
{ eSvu:euv
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); [iDa6mcth
} cJqPcCq(wn
nZ{~@E2
2个以上参数的bind可以同理实现。 b~\![HoCMM
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 (Q@m;i>
lFB Ka
,6
十一. phoenix ;BI{v^()s
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 6Fm.^9@
]$z~;\ T
for_each(v.begin(), v.end(), {}>"f]3
( 0^.q5#A2
do_ onjTuZ^h
[ 7ed*dXY*
cout << _1 << " , " i1/FNem
] 08'JT{i id
.while_( -- _1), "e_ED*
cout << var( " \n " ) $mpfr#!&3o
) M]6=Rxq1:E
); 87*R#((
au GN~"n^
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: w("jyvV[C
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 *{C)o0D
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 #Uudx~b
那么我们就照着这个思路来实现吧: 8x+K4B"oe
| o+vpy
.d.7D ]Yn
template < typename Cond, typename Actor > ntjUnd&v\
class do_while )of_"gZ$3A
{ K<V(h#(.@
Cond cd; w|>Y&/IX
Actor act; -,Q<*)q{
public : `pLp+#1
`R
template < typename T > 3lKIEPf6r
struct result_1 ma-|L3 #
{ ;T/' CD
typedef int result_type; d` ^@/1tO
} ; X.JB&~/rO
Y \j &84
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} u<+;]8[o
Bw{W-&$o
template < typename T > d/7c#er
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const NMOTWA}2
{ oE5+
do ~r!j VK>^
{ \Ud2]^D=
act(t);
I2zSoQ1P
} 5|AZ/!rb
while (cd(t)); \Z)'':},C
return 0 ; ^ 41p+
} q/]tJ{FI
} ; h7o{l7`)
OY?uqP}c
qHvW{0E
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). EQ7cK63
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。 {5*+
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。 `UeF3~)>E
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。 M`"2;
下面就是产生这个functor的类: F.AO
x%$Z/
2b !b-
template < typename Actor > @89mj{
class do_while_actor &9^c-;Vs
{ k"AY7vq@!P
Actor act; ^GL0|G=(1
public : W&r