一. 什么是Lambda eFiUB
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 G,6Zy-Y9
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,
}FoO
84uHK)h<%
pHkhs{/X
39zwPoN>
class filler gkN
)`/`*
{ !YCus;B~
public : M7 Z9(3Va
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} Q-,,Kn
} ; hB:}0@l6p=
9V5d=^
K)d]3V!
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: <R>%DD=v^
uh_2yw_
x!@P|c1nKC
Y']D_\y
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); rS3* k3
6s$jt-bH
/y<nAGtD&
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 K@UQ O
&lp5W)D
E")g1xGaK
0~0OQ/>7
二. 战前分析 Ws>2S
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 fqcFfz6?x
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 ]sf1+3
PfKF!/c
B
u:FFZ
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); erC )2{m
/* --------------------------------------------- */ hL8GW> `a
vector < int *> vp( 10 ); D)*OQLHW
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ]J%p&y+6
/* --------------------------------------------- */ j~a"z4 0
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); 6YCFSvA#/
/* --------------------------------------------- */ 1VD8y_tC
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); }&h*bim
/* --------------------------------------------- */ o :tz_5
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); M((]> *g
/* --------------------------------------------- */ }#h >*+Q
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); Q5:8$
C}+
O5:2B\B
=Hs[peO*
s/"?P/R
看了之后,我们可以思考一些问题: !y{t}|U/d
1._1, _2是什么? D'!
v9}
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。 v>&sb3I
2._1 = 1是在做什么? m.K@g1 G
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。 ^XIVWf#`H
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。 P}kp_l27
?B!=DC @?H
A&:i$`m,
三. 动工 7kZ-`V|\.
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 3Wl,T5}{
Fu%%:3_
j.FW*iX1C
b+ g(=z+
template < typename T > a9=pZ1QAG
class assignment K3WhF
{ .<Lbv5m
T value; P e\AH
public : =(^-s Jk
assignment( const T & v) : value(v) {} +TQMA>@g<
template < typename T2 > !k= ~5)x
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } TL?(0]Hfe
} ; #`>46T
{B_pjs
fuQb h
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 _ `RCY^t
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 4R~f
HZHzjrx
n4YedjHSN
GT)63|
class holder 7 q%|-`#
{ bJz}\[z
public : keBf^NY
template < typename T > A* =r~T5B
assignment < T > operator = ( const T & t) const [9:'v@Ph
{ aq|R?
return assignment < T > (t); #00k7y>OyD
} Gw0_M&
} ; 2'38(wXn#
nlfu y[oX
U60jkzIRH
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: */|Vyp-
dHtbl\6
static holder _1; kYVn4Wq
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 soH
M5<U
Eep*,Cnt0
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); eoC@b/F4
而不用手动写一个函数对象。 #ZPU.NNT?
pnvHh0ck_
)<kId4E
kbxy^4"X
四. 问题分析 @LzqQ[
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。 ,.cNs5[t
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。 i09w(k?
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 4|Wglri
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 wQ4IQ!
下面我们可以对这几个问题进行分析。 9 NO^ '
q Z,7q
五. 问题1:一致性 3y9K'
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?| 7q' _]$
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 x*EzX4$x
_msV3JBr
struct holder >|"mhNF
{ _m
*8f\
// Zj*kHjn"
template < typename T > (\Iz(N["G
T & operator ()( const T & r) const (&w'"-`
{ rT2gX^Mj&
return (T & )r; g `)5g5
} lE8M.ho\
} ; Vu%XoI)<KY
vBMuV pzO
这样的话assignment也必须相应改动: $ylQ \Y'
\G3P[E[
template < typename Left, typename Right > j=%^CRum
class assignment Hyw T
{ n>_EEw2/
Left l; <*g!R!
Right r; b;N[_2
public : k
k&8:;Vj
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} g=*`6@_=
template < typename T2 > _::q
S!
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } =?*6lS}gy
} ; Lqt.S|
&nc0stuL
同时,holder的operator=也需要改动: cmzu
@zq
(|6Y1``
template < typename T > LEq"g7YH
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const v{N4*P.0T
{ Y1?"Ut
return assignment < holder, T > ( * this , t); T,Bu5:@#
} =aWj+ggd@
GJUorj&
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%1#cbR
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 an4^(SY
,~R`@5+
return l(rhs) = r; BVKr 2v
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。 "5KJ /7q!
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
g1je':
t8"*jt
template < typename Tp > )YDuq(g&
class constant_t RG'Ft]l92N
{ %TY;}V59 b
const Tp t; fQ\nK H~
public : fkprTk^#
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} p)t1]<,Of
template < typename T > _h%
:Tu
const Tp & operator ()( const T & r) const $=x1_
{ 0Cox+QJt
return t; ;B 35E!QJ
} YWV"I|Z
} ; U{IY
F{;@
7j>NUx=j3
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ?e`4
sf_~
下面就可以修改holder的operator=了 -+'fn$
YL )epi^
template < typename T > lZY0A#
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const AoaRlk-#
{ E&\dr;{7
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); >@NH Al
} uhyw?#f
0!D,74r
同时也要修改assignment的operator() L[]*vj
F:PaVr3q
template < typename T2 > 7,i}M
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } 0ssKZ9Lc
现在代码看起来就很一致了。 *V\z]Dy-[
/Hox]r]'e
六. 问题2:链式操作 iqzl (9o.D
现在让我们来看看如何处理链式操作。 sr0.4VU1
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。 F{#m~4O
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。 LQ,RQ~!
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。 dLtSa\2Hn
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct +E8Itb,
4"OUmh9LHB
template < typename T > E+Jh4$x{
struct result_1 4G:I VK9
{ ~?V+^<P
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ?_\t7f
} ; >^1|Mg/!>
+`EF0sux
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为:
T 4}SF
xW$F-n
template < typename T > t/;@~jfr@
struct ref \m.ap+dFa
{ j@kL`Q\&I
typedef T & reference; /`M>3q[
} ; hEO#uAR^Z
template < typename T > Wq bfZx
struct ref < T &> g/)$-Z)Nu
{ }PZz(Ms
typedef T & reference; R&w2y$
} ; c0J=gZiP
/jR]sC)xs
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: k,EI+lC X
=j)y.x(
template < typename T > @S/PB[%S
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const q|E0Y
{ R^%uEP
return l(t) = r(t); *cjH]MQ0Ak
} u/Os
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。 ~c
e?xr|
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 [C GFzxz$
.U8Se+;
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 zeqP:goy
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: IrJPP2Q
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 pUvbIbg+
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Qg)=4(<Hr
最后的布局是: CYr2~0<g
Add G1;.\ i
/ \ S(7_\8h
Divide 5 b&LfL$
/ \ G2FP|mf,
_1 3 U Ox$Xwp5&
似乎一切都解决了?不。 oDyrf"dl
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。 -Cb<T"7
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。 aR }|^ex
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: *wNX<R.
ryz
[A:^G
template < typename Right > #z|\AmZ\
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const ~[@Gj{6p0
Right & rt) const bYr;~
^
{ e=11EmN9
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ];bl;BP
} Z[.+Wd\)-9
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 oB9t&yM
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。 d^"dL" Q6m
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。 #!IezvWf
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。 'xNPy =#
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。 b\/:-][
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? U] 2fV|Hn
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: +k!Y]_&(:f
9aLS%-x!+
template < class Action > &G5=?ub
class picker : public Action Evz;eobW/
{ JHY0J
&4s
public : a:C'N4K
picker( const Action & act) : Action(act) {} >*xa\ve
// all the operator overloaded }*!7
Vrep
} ; j1!P:(
b8V]/
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。 :Zy7h7P,lT
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: -+1it
^*7~ Wxk5
template < typename Right > S~"1q 0
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const 32_{nLV$[
{ ILt95l
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); zl>l.zJ
} UOn
L^Z}
qp(F}@
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > *}9i@DP1,
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 p100dJvq
20hF2V
template < typename T > struct picker_maker xO2S|DH{
{ Mis t,H7
typedef picker < constant_t < T > > result; 2#4_/5(j*
} ; )oO cV%
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > @MfuV4*
{ zcrLd={
typedef picker < T > result; {;(X#vK}9
} ;
Bp3%*va
/Kmzi9j+
下面总的结构就有了: (wmMHo|
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 X\SZ Q[gN
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 M\wIpRD,
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 xCH,d:n=
至此链式操作完美实现。 L[zg2y
2[&3$-]
KlgPDV9mg
七. 问题3 X !5
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。 $!c)%qDq
C24[brf
template < typename T1, typename T2 > gY AXUM,
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const .p%p _
{ QMI&?Q:=
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); V:h-K`~/
} ,s'78Dc$
KWU
~QAc
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: &Z682b$
eTI<WFRc_
template < typename T1, typename T2 > b _fI1f|
struct result_2 !FweXFl
{ %H:uE*WZ
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; [GeJn\C_?
} ; .I{b]6
?45 kN=%*s
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? [>"bL$tlo*
这个差事就留给了holder自己。 6JWCB9$4
k%\_UYa
<{7CS=)
template < int Order > sDnHd9v<?t
class holder; &sL(|>N
template <> @;}bBHQz{p
class holder < 1 > eqcV70E8cK
{ %dTkw+J
public : C+-GE9=
template < typename T > hR3lo;'
struct result_1 l-"c-2-!
{ "J]_B
typedef T & result; nAn/V u
} ; o+W5xHe^1
template < typename T1, typename T2 > ]=p@1
struct result_2 'iO?M'0gE#
{ *loPwV8
typedef T1 & result; G#/}_P
} ; -ea>}S
template < typename T > 8P r H"pI
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const @NGK2J
{ 0uzm@'^
return (T & )r; Ec| Gom?
} q10gKVJum
template < typename T1, typename T2 > V,bfD3S3
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const THirh6
{ b:.aZ7+4
return (T1 & )r1; &eV& +j
} W)jO 4,eO
} ; SU OuayE
&Zl$7
template <> $: "r$7
class holder < 2 > SU;PmG4
{ <v;;:RB6c
public : I*R[8|
template < typename T > _aVrQ@9
struct result_1 F)/}Q[o8
{ JqTkNKi/s
typedef T & result; &P&LjHFK
} ; V6"<lK8"
template < typename T1, typename T2 >
#|fa/kb~
struct result_2 vCT5do"C&
{ fk)ts,p?
typedef T2 & result; tS,nO:+x
} ; ~vnG^y>%
template < typename T > e2Sm.H '
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const LtKiJ.j?A
{ t3K7W2bz
return (T & )r; D.o|pTZ
} 0Vv6B2<
template < typename T1, typename T2 > trmCIk&Fkj
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const lk{
{ XnrOC|P$
return (T2 & )r2; D/jB.
} G?!b00H
} ; `HvU_ja;
9ctvy?53H
fk4s19;?
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> >。 IbC(/i#%`
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: egboLqn
首先 assignment::operator(int, int)被调用: @\v,
/2-S/,a
return l(i, j) = r(i, j); v!?bEM3D
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) H];|<G
R*IO%9O
return ( int & )i; Qj~m;F!
return ( int & )j; d_=@1JM>
最后执行i = j; 8R Wfv}:X
可见,参数被正确的选择了。 GwxxW
|cStN[97%
}$3eRu +
K^`3Bg
#k8bZ?*:
八. 中期总结 C4],7"Sw
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: BL<.u
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 Pcut#8?
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 <y=VDb/
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor `,d*>
X=_pQ+j`^
wEENN_w
gO%#'Eb2
A,i.1U"w8
"Wr5:T-;
九. 简化 c4ptY5R),
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 ?D-1xnxep
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 !/+ZKx("9
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: y:(OZ%g
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 S-{[3$
+-*/&|^等 c^vPd]Ed
2. 返回引用。 \"B?'Ep;
=,各种复合赋值等 7l> |G,[c
3. 返回固定类型。 D].!u{##
各种逻辑/比较操作符(返回bool) T:q_1W?h]
4. 原样返回。 ~4h<nc
operator, 6s\niro2
5. 返回解引用的类型。 S[!K
operator*(单目) \$YKw0K
6. 返回地址。 "OF4#a17
operator&(单目) :8aa #bA
7. 下表访问返回类型。 `Bk7W]{L
operator[] Y-\hV6v6
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 }S51yDV G_
operator<<和operator>> tFt56/4
zY~
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。 5vs~8|aRo
例如针对第一条,我们实现一个policy类: nf&PDv1
;q]Jm
template < typename Left > dfY(5Wc+f
struct value_return GL$!JKWp
{ c7Sa|9*dR
template < typename T > j78WPG
struct result_1 3~Od2nk(x
{ uc!j`G*]
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; S9R(;
} ; fe
PH=C
.?R~!K{`
template < typename T1, typename T2 > iSu7K&X9q
struct result_2 w>Iw&US
{ -SZXUN
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ,?k[<C
} ; IvGQ7
VLr
} ; eqbQ,, &
0+MNu8t
twElLOE
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait -V0_%Smc
eJA$J=^R;
下面我们来剥离functor中的operator() Jb~$Vrdy
首先operator里面的代码全是下面的形式: H'k $<S
Y,Dd}an
return l(t) op r(t) 3qJOE6[}%
return l(t1, t2) op r(t1, t2) hw! l{yv
return op l(t) /ivcqVu]
return op l(t1, t2) _R&mN\ey5
return l(t) op `i5U&K. 7
return l(t1, t2) op .GcIwP'aU-
return l(t)[r(t)] ^hq+
L^$^
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] |/<,71Ae
%B?@le+%
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: >B>[_8=f@
单目: return f(l(t), r(t)); abiZ"?(
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); j8n_:;i*
双目: return f(l(t)); t80s(e
return f(l(t1, t2)); _5TSI'@.4
下面就是f的实现,以operator/为例 V/|).YG2
:T^!<W4
struct meta_divide wK OljE6d
{ _:@~bHd
template < typename T1, typename T2 > uQh dg4
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) X[/>{rK
{ 0VsQ$4'V^
return t1 / t2; ?>c*[>LpZ
} x`T
} ; ]<b$k
Uytq,3Gj6
这个工作可以让宏来做: sd4eJ
fkf69,+"]
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ V]I@&*O~r
template < typename T1, typename T2 > \ Gl8D
GELl;
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; nOq?Q
以后可以直接用 PL$*)#S"$
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) *D`]7I~}
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 $pW6a %7
(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。。。) iV9wqUkMv
j>jZg<}J
J{>9ctN
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/.K'o,dy
A!EmJ
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > j"(o>bv7
class unary_op : public Rettype 9R_2>BDn
{ 9/A$3#wF
Left l; j("$qpv
public : PPoQNW
unary_op( const Left & l) : l(l) {} _Z~cJIEU
;R[ xo!
template < typename T > 1 &G0;
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const |OW/-&)
{ }/tT=G]91
return FuncType::execute(l(t)); 7$3R}=Z`\q
} S1jI8 #z}_
=5:L#` .
template < typename T1, typename T2 > z4t.-9(C
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 7AwV4r*:
{ [5[}2B_t
return FuncType::execute(l(t1, t2)); F`!B!uY
} J|*Z*m
} ; vTnrSNdSE
(Hk4~v6pqC
%
mP%W<
同样还可以申明一个binary_op '{]1!yMh
rP4v_?Zg+
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > vW6
a=j8
class binary_op : public Rettype 5cc;8i
{ J%VcvBaJm
Left l; 0$=Uhi
Right r; ?O(@BT
public : d)@Hx8
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} EY3x o-H
'I$-h<W
template < typename T > 8:#\g
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const pe^hOzVv
{ \YUl$d0
return FuncType::execute(l(t), r(t)); )m8ve)l
} [3$L}m
H CBZ*Z-
template < typename T1, typename T2 > FHztF$Z
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const "ijpqI
{ EY~b,MIL4
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); $;O-1# ]
} #h,7dz.d
} ; *"cK_MH/o
Q6>7{\8l
#Z;6f{yWf
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 nsT]Yxo%M
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 6yDj1PI
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) g%C!)UbT
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。 JA]TO(x
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 0!4;."S
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。。。 G.j R
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 S8=Am7D]1
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) $ghAC
下面是修改过的unary_op V[9#+l~#
* SAYli+@
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > Om%HrT
class unary_op 9NUft8QB
{ \R"} =7
Left l; 'K|Jg.2
k8>(-W"A
public : }s*H|z
mT]+wi&
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 8]SJ=c"}Xf
$? 'JePC
template < typename T > %62W[Oh5
struct result_1 F4P=Wz]
{ B #o/3
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; tKr.{#)
} ; .`I;qF
g(X-]/C{
template < typename T1, typename T2 > 0wFa7PyG?
struct result_2 L&D+0p^lI
{ P<.
TiF?@
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; T/[8w
} ; xXa* d
S7|6dwQ&
template < typename T1, typename T2 > xg:r5Z/|)
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 25bbuhss
{ D\~s$.6B
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ;N+
v x
} {J aulg
/5x~3~
template < typename T > } kNbqwVP
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ]mfI$p%
{ )^Ha?;TS
return OpClass::execute(lt(t)); iTX:*$~I
} 1\'?.
tVAWc$3T
} ;
;f]p`!]
3
^A&i$RRO
jwP}{mi*
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 4jWzYuI&J
好啦,现在才真正完美了。 g]fds Zv
现在在picker里面就可以这么添加了: m7dpr$J
Mz?xvP?z
template < typename Right > ,H_b@$]n8
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const L&gC
{ NZu\ Ae
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); `&3hfiI}
} For`rfR
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&
Fe8
g431+O0K1
\tpJ
PZT]H?
-d j9(~?^
十. bind ]q,5'[=~4h
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。 Lc&LF*
先来分析一下一段例子 nZ4JI+Q)~
WFGcR9mN?
">8]Oi;g
int foo( int x, int y) { return x - y;} /J0YF
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 i8h(b2odQ
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 r>>4)<C7J
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。 U~;Rzoe)q*
我们来写个简单的。 n]G_#
;
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ^#6"d+lp
对于函数对象类的版本: S!LLC{
U{ZE|b.?b
template < typename Func > uG5RE
struct functor_trait #NoY}*
{ AX`>y@I
typedef typename Func::result_type result_type; 8+7n"6GY2/
} ; tQrF A2F
对于无参数函数的版本: .C6wsmQ
k$ya.b<X/
template < typename Ret > }3b3^f
struct functor_trait < Ret ( * )() > b I%Sq+"}
{ pBZf=!+E
typedef Ret result_type; 2qA"emUM
} ; +t9$*i9`L
对于单参数函数的版本: Czl4^STiC
z<3{.e\e
template < typename Ret, typename V1 > ?Aq
\Gr
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ].TAZ-4s
{ Hm>7|!
typedef Ret result_type; mJ'Q9x"
} ; (Xak;Xum1
对于双参数函数的版本: -a[[1
[Iwb7a0p
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > m
L#%H(
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > lmsO
6=I4F
{ 35;UE2d)<
typedef Ret result_type; x|7vN E=Q
} ; {?!0<0
等等。。。 /k$H"'`j4
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 'aN`z3T
bu2@~
template < typename Func > UY ^dFbJ
struct func_return _,"?R]MO
{ )335X wA+
template < typename T > b0PQ;?R#V
struct result_1 wt@Qjbqd8
{ %',bCd{QW
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; TKwMgC}<[
} ; a?d)lnk
4s:S_Dw
template < typename T1, typename T2 > @|=JXSr!KY
struct result_2 X\=m
{ ]-rhc.Gk@1
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ym]12PAU5
} ; 5PcN$r"P
} ; KTmduf7DL
Ar;uq7c,G
6Mh;ld@
最后一个单参数binder就很容易写出来了 F2N)|C<
F0D7+-9[
template < typename Func, typename aPicker > 96VJE,^h
class binder_1 ~!Ar`=
[
{ o 94]:$=~
Func fn; Vgj&hdbd
aPicker pk; A>bpP
public : ycD}7
51)Q&,Mo#
template < typename T > WGK:XfOBQ
struct result_1 !{WIN%O
{ 342m=7lK
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ^xNs^wC.
} ; ,A{'lu
*GGiSt
template < typename T1, typename T2 > #GlQwk3
struct result_2 c; MF
{ sOf;I]E|
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 1DTA Dh0
} ; t_+Xt$Q7C
='\Di '*
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ./KXElvQ%
e7$ZA#A_5v
template < typename T > %XQ!>BeE
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const IAlX^6s*
{ liuw!
return fn(pk(t)); yu~o9
} <'N(`.&3C
template < typename T1, typename T2 > ~vGX(8N
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const $vR#<a,7>
{ y-1!@|l0:6
return fn(pk(t1, t2)); J^Mq4&
} v90)G8|q
} ; C&1()U
}JWLm.e
%x]8^vze
一目了然不是么? h{5K9$9=
最后实现bind h,!#YG@>
=dp(+7Va
%77X/%.Y
template < typename Func, typename aPicker > z2
m(<zb
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) l_MF9.z&
{ </jzM?i
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); Nr(t5TP^
} YWK|AT-4
`a+"[%
2个以上参数的bind可以同理实现。 ;/79tlwq
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。 er%D`VHe
)o;oOPT!
十一. phoenix `zw^ WbCO{
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: X%sMna)
6!;eJYj,
for_each(v.begin(), v.end(), H?a1XEY/
( l`wF;W!
do_ RP9jZRDbZ
[ m) -DrbE
cout << _1 << " , " JHvawFBN<u
] A#@9|3
.while_( -- _1), ' ~F
cout << var( " \n " ) q\r@x-&g+
) qx;8Hq(E[
); d OYEl<!J
->rr4xaK C
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: t!285J8tn
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 kgZiyPcw
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 c(j|xQ\pE
那么我们就照着这个思路来实现吧: ox&PFI0Gn
4owM;y
Ht,dMt>:
template < typename Cond, typename Actor > hh1 ?/
class do_while F3Y/Miw
{ >2)`/B9f4
Cond cd; yd>b2 M
Actor act; +!F+mV9
public : p7{%0
template < typename T > Pqtk1=U
struct result_1 xk/osbKn
{ 3&