一. 什么是Lambda +;lDU}$
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 }6\,kFc
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, ?V8Fgd
XXum2eA
4"kc(J`c
mc%.
8i
class filler nUpj+F#
{ Q4-d|
public : e}yF2|0FD
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} (0q`eO2
} ; z2YYxJc&w
!~9ASpqvPy
O=7S=Rm4&
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: _Sfu8k>):
/C Xg$%\
-LRx}Mb9
Z,2?TT|p
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); [-VH%OM
~Ze!F"
IF6$@Q
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 -d'FKOD
M?sax+'
.8^mA1fmX
z0/+P
二. 战前分析 Z40k>t
D
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。 nc:/GxP
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 0SYJ*7lPX
S?JCi=
KPO w
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); /kG?I_z
/* --------------------------------------------- */ -c?x5/@3
vector < int *> vp( 10 ); N.q~\sF^
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ?wG
/* --------------------------------------------- */ i
/[{xRXiR
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); z3i`O
La
/* --------------------------------------------- */ `)y
;7%-
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); DSRc4|L
/* --------------------------------------------- */ i4D]>
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); 51|s2+GG
/* --------------------------------------------- */ C;HEvq7
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); $7Hwu^c(
e8 ]CB
F]6G<6T[
I2CI9,0
看了之后,我们可以思考一些问题: jy.L/s
1._1, _2是什么? C('D]u$Hdk
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。 &%j`WF4p
2._1 = 1是在做什么? d^RcJ3w
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。 HN NeH;L
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。 {z_cczJ-
/ojwOJ
a. D cmy{
三. 动工 cQ- #]
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: D? %*L
W)r|9G8T
mv:@ D
}w35fG^
template < typename T > _@XueNU1hS
class assignment )?SF IQ=
{ ]@z!r2[
T value; &77J,\C$:
public : RP~67L
assignment( const T & v) : value(v) {} N*Q*>q
template < typename T2 > B">Ko3
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } [rcM32
} ; <Nrtkf4-O
Pzzzv^+
4K:Aqqhds
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 )fXw ~
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment F~eYPaEKy!
z. hq2v
U9`Co&Z2
4uO88[=
class holder >qy62:co
{ ]Whv%
public : 3n7>qZ.d
template < typename T > SHPDbBS
assignment < T > operator = ( const T & t) const X1B)(|7$
{ H?r~% bh
return assignment < T > (t); sYXLVJ>b
} tE-bHu370
} ; ,ov$`v
nt>3 i! l
8~,zv_Pl
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: %u9Q`
a+v.(mCG
static holder _1; k}g4?
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ehr\lcS<
r\fkx>
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); u8?$W%eW
而不用手动写一个函数对象。 XLiwE$:t%
Xbx=h^S
VSUWX1k4%
`*Wg&u
四. 问题分析 Es}`SIe/
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 VgbT/v
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 S3HyB
b
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 *\:sHVyG(
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 g51UIN]o-
下面我们可以对这几个问题进行分析。 a6:hH@,
nvQX)Xf
五. 问题1:一致性 "+O/OKfR0
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| L^CB#5uG
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 XkUwO ]
?vWF[ DRd'
struct holder %b_0l<+
{ G
9 &,`
// TEer>gD:v
template < typename T > Zr6.Nw
T & operator ()( const T & r) const x5g&?2[
{ kene'
aDm
return (T & )r; vY4}vHH2
} \O~/^ Y3U!
} ; #d<"Ub
1\lZ&KX$i
这样的话assignment也必须相应改动: <ir]bQT
By[M|4a
template < typename Left, typename Right > 5(1c?biP&
class assignment :>ca).cjac
{ R $dNdd9m
Left l; hDg"?{
Right r; N2j^fZd_
public : "ig)7X+Wz|
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ~A%+oa*2~
template < typename T2 > /Trbr]lWy
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 7&jq =
} ; 3 TV4|&W;
D\J.6W
同时,holder的operator=也需要改动: x<w-j[{k_K
6e.l#
c!1}
template < typename T > 7z\#"~(.
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const |G/)<1P
{ mss.\
return assignment < holder, T > ( * this , t); S&l [z,
} %<O~eXY
O\=Zo9(NHF
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 1x##b[LC
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 /Wl8Jf7'
rOYYZ)Qw
return l(rhs) = r; plr3&T~,&S
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 kbH@h2Ww
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: L|b[6[XTHL
2*gB ~Jn4
template < typename Tp > p,(W?.ZDN?
class constant_t c*R\fQd
{ Ed-3-vJej6
const Tp t; h~._R6y
public : I;?PDhDb
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Ms3GvPsgv
template < typename T > s6}SdmE
const Tp & operator ()( const T & r) const X4'!:&
{ I
5ZDP|
return t; &oZU=CN
} 77+3CME{'
} ; eQ[}ALIq
;/ |tU
o$
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 psiuoYf
下面就可以修改holder的operator=了 heWQPM|s
Ix(,gDN
template < typename T > Ne3YhCC>
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const tK# /S+l
{ '4M; ;sKW
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); WD kE
5
} i>-#QKqJ
.>}Z3jUrf
同时也要修改assignment的operator() 8y[Rwa
#l9sQ-1Q
template < typename T2 > &(p5z4Df
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } pnL[FMc
现在代码看起来就很一致了。 Ll#W:~
r AqS;@]0
六. 问题2:链式操作 QaA?UzB
现在让我们来看看如何处理链式操作。 5xj8^W^G9
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。 "So"oT1
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。 (?GW/pLK]
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。 1BP/,d |+
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct sS4V(:3s
7dE.\#6r
template < typename T > ![I|hB
struct result_1 Dwr" -
{ OP=-fX|*Q
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; i;Kax4k
} ; '9Q#%E!*
rmWsob
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: CQ{{J{pU"
JIYzk]Tj
template < typename T > 68<W6z
struct ref _sL;E<)y(
{ U(OkTJxv+
typedef T & reference; tt6GtYrC 1
} ; +nB0O/m'U
template < typename T > RHbbj}B
struct ref < T &> ;v.J
D7
{ r%$\Na''
typedef T & reference; {(tR<z)
} ; (WY9EJ<s,
v:w^$]4
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: /3sX>Rj
'0o^T 7C
template < typename T > t0/Ol'kgs
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const cBOt=vg,5
{ 4?
rEO(SZ
return l(t) = r(t); 1M55!b
} | (,{&\
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。 =Uo*-EH
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 Y;E'gP-J
xh25 *y
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 Z>X]'q03
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ]F;1 l3I-
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 \F+".X#jh
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Ul 85-p
最后的布局是: LN5q_ZvR
Add TT#V'r\
/ \ J*:_3Wsy
Divide 5 497 l2}0
/ \ qwn EVjf
_1 3 p u?COA
似乎一切都解决了?不。 }w>UNGUMh
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。 7xWJw
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。 *M>~$h7
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: w`M`F<_\:
RjrQDh|((
template < typename Right > ip*^eS^
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const 4/ q
BD
Right & rt) const +Oo-8f*
{ MhD=\Lpj\
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); z 9WeOs
} c]$$ap
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 J{XRltI+
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。 I1K %n'D
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。 ^R(=4%8%"
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。 $?[pcgv
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 )U]q{0`
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? :DuEv:;v
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: ;/IXw>O(/
_t4(H))]vG
template < class Action > 55Mtjqfp
class picker : public Action o>&pj
{ z fy(j
public : 9d=\BBNZ
picker( const Action & act) : Action(act) {} G_ ~qk/7mF
// all the operator overloaded E4.A$/s8[
} ; pY%KI
-?IF'5z
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。 ``{GU}n
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: x>A[~s"|N
m<*+^JN
template < typename Right > !#e+!h@
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const Q?`s4P)14o
{ D})12qB;u9
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); (b"q(:5oX
} .>-D{
2Ib
1D
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > sP=^5K`g
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。 ]j$(so"
mGF)Ot R
template < typename T > struct picker_maker h^14/L=|
{ qc3,/JO1
typedef picker < constant_t < T > > result; @ @(O##(7
} ; T5:xia>8O
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > 7pnlS*E.
{ @2_E9{ T
typedef picker < T > result; L(1} PZ
} ; Z,~@_;F
M@*Y&(~
下面总的结构就有了: z|(<Co8#.
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 :vaVghN\
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 Wu8zK=Ve(
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 fZnq5rTk"
至此链式操作完美实现。 0[7"Lhpd
XCXX(8To0=
"zqa:D26
七. 问题3 [l<&eI&ln
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 A2P.5EN
1jPh0?BY
template < typename T1, typename T2 > l=$?#^^ /
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 5rQu^6&
{ KAu>U3\/
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); >5Y.
} 2nL*^hhh
lJx5scN[
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: Wdj|RKw
)vuIO(8F#
template < typename T1, typename T2 > (>lH=&%zj
struct result_2 OcC|7s",
{
u6MU
@?
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; (rBYE[@,
} ; E9@Sc>e
f9d{{u
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? I"Ko sSs
这个差事就留给了holder自己。 ^E+fmY2a
Qj|tD+<
<;1M!.)5
template < int Order > {qCFd
class holder; t2m7Yh5B
template <> K<pZ*l
class holder < 1 > }-9 c1&m
{ y*=Ipdj
public : VG50n<m9
template < typename T > Q=#FvsF#z3
struct result_1 2j]uB0
{ $Ny: At
typedef T & result; T&Z*=ShH
} ; `9\^.g)
template < typename T1, typename T2 > Z4gn7
'V
struct result_2 *|;`Gp
{ 0c,!<\B
typedef T1 & result; @V^5_K
} ; 2a 7"~z~
template < typename T > /^X)>1)j
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const -%V~1
{ <B @z>V
return (T & )r; PO:sF]5
} $gL^\(_3H
template < typename T1, typename T2 > w`dSc@ :
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const HLc3KYIk
{ <$K7f
return (T1 & )r1; f=8{cK0j
} 4VC8#x1
} ; q_"w,28
W?[
C
au-
template <> l?L s=J*
class holder < 2 > E, oR.B
{ ,V zbKx,
public : gebL6oc%
template < typename T > Wo,93]
struct result_1 0 ;4 YU%u
{ <vxTfE@>bp
typedef T & result; }2Y`Lr
} ; (''w$qq"D
template < typename T1, typename T2 > (io[O?te
struct result_2 4C*0MV
{ ,zZ@QW5
typedef T2 & result; !lM.1gTTC
} ; 6#a82_
template < typename T > C+dz0u3s
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 'X?Iho
{ :dxKcg7
return (T & )r; >Qg-dJt[
} D/,(xWaT
template < typename T1, typename T2 > cu)B!#<!&
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 1hc`s+N
{ O.-A)S@
return (T2 & )r2; bwJluJ,E
} E[BM0.#bZ
} ; Q~KzcB<
}
na@gn
S5YEz
XG
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> >。 %:OX^^i;
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: nEbZ8M
首先 assignment::operator(int, int)被调用: TJZar Nc$
G6xNR
return l(i, j) = r(i, j); b7gN|Hw5 H
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) b.9[Vf_G
HJd{j,M
return ( int & )i; ?>gr9w\
return ( int & )j; NH*"AE;
最后执行i = j; 7Rc>LI*
'
可见,参数被正确的选择了。 6:Y2z!MLO
D'^UZZlI^I
#Kx @:I
Tz0XBH_
su\`E&0V+
八. 中期总结 (.5Ft^3W
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: <vb7X
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 Q9;VSF)
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!RU{w+Z
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor b~<:k\EE
f>&*%[fw
*<}R=X.
46B'Ec
Q:'r
p
F'JT7#eX
九. 简化 8I<j"6`+Q
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。 A.RG8"
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 `\/\C[Gg
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: $FZcvo3@*S
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 B$7Cjv
+-*/&|^等 `P$X`;SwE
2. 返回引用。 Fzn!
=,各种复合赋值等 0<^Qj.(9
3. 返回固定类型。 Vo|[Z)MO`
各种逻辑/比较操作符(返回bool) ~ftR:F|9
4. 原样返回。 APCE}%1U
operator, 4ti,R'
5. 返回解引用的类型。 U r8JG&,
operator*(单目) k?1e+ \
6. 返回地址。 y'z9Ya
operator&(单目) _94R8?\_V7
7. 下表访问返回类型。 tJGK9!MH{(
operator[] {s6hi#R>
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 }%^ 3
operator<<和operator>> c6iFha;db
^g.HJQ'vF
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。 [@]i_L[
例如针对第一条,我们实现一个policy类: L=WKqRa>4
qc a=a}
template < typename Left > Pu 'NSNT
struct value_return K@{R?j/+
{ xqauSW
template < typename T > (UTA3Db
struct result_1 WmRu3O
{ IGlM}
?x
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; -U\s.FI.AR
} ; $+,kibk*R
R3.8Dr0f
template < typename T1, typename T2 > 42:,*4t(
struct result_2 RVF<l?EI4R
{ /2Ok;!.
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; def\=WyK
} ; x&$8;2&.
} ; Digx#'#jf
%/S HB
v+( P 4fS
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait p4$4;)
3{TE6&HIa
下面我们来剥离functor中的operator() zy|h1.gd
首先operator里面的代码全是下面的形式: qa4j>;
hZ')<@hNP
return l(t) op r(t) pr1kYMrqri
return l(t1, t2) op r(t1, t2) \FnR'ne
return op l(t) oxJAI4{y
4
return op l(t1, t2) e+?;Dc-SJ\
return l(t) op r?pN-x$M=
return l(t1, t2) op Dv4 H^
return l(t)[r(t)] -a'D~EGB^
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Lzx/9PPYn
N9u {)u
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: 4E$d"D5]>p
单目: return f(l(t), r(t)); \{qtdTd
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); +F>erdV
双目: return f(l(t)); Z@AN0?,`~o
return f(l(t1, t2)); e488}h6#m
下面就是f的实现,以operator/为例 K
28s<i`
(-@I'CFd
struct meta_divide KHM,lj*
{ SPauno <M
template < typename T1, typename T2 > jY ;Hdb''
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) $^YHyfh
{ cqcH1aSv
return t1 / t2; '>T hn{
} n8FIxl&u
} ; j{/5i`5m
V}FH5z
|
这个工作可以让宏来做: 4{0vdpo3F
<)"2rxX&5
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ *z dUCX
template < typename T1, typename T2 > \ n-1
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; P!{J28dj
以后可以直接用 |\)Y,~;P
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) a|k*A&5u2
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 u_b6u@r7
(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。。。) n;>r
FS*J8)
"
^!=e72
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 F3x*dq2
cb/$P!j7
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ziv+*Qn_b4
class unary_op : public Rettype ?ea5k*#a
{ Ml)<4@
Left l; sXY{g0%
public : o?aF
unary_op( const Left & l) : l(l) {} wBEBj7(y
c4bv Jy8
template < typename T > 7Oi<_b
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const t&IWKu#
{ >;}(?+|f
return FuncType::execute(l(t)); -<tTT
} 3w/z$bj
b$tf9$f
template < typename T1, typename T2 > 7_eV.'h
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const zXxA"
{ Ym$`EN
return FuncType::execute(l(t1, t2)); :j`XU
} fe}RmnAC
} ; "kKIv|`
tv;?W=&P
l>("L9
同样还可以申明一个binary_op -.-@|*5
%~0]o@LW7
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 51ILR9 Bc_
class binary_op : public Rettype (.b!kfC
{ iL~(BnsF
Left l; <1`MjP*w
Right r; OfeM;)
public : :\%hv>}|
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} B|=S-5pv*
Qh]k)]+*|
template < typename T > ]|[mwC4
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 7(H?3)%0
{ SE$l,Z"[*b
return FuncType::execute(l(t), r(t)); 6}*4co
} &0{&4,
BT
f
template < typename T1, typename T2 > Hdjp^O!
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const \JP9lJ3<
{ -tp3qi
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); T7 (d
} "i!W(}x+
} ; cu#r#0U-
'yh)6mid
+u
lxCm_lV
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 %iZ~RTY6 !
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 qr~zTBT]
E
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) P75@Yu(
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。 gmOP8.g
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! ~x J#NC+
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。。。 CU/Id`"tW
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 1`Uu;mz
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) WISK-z
下面是修改过的unary_op Ol;"}3*Z*
X& XD2o"rt
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > U?EXPi6 1Z
class unary_op kAW2vh
{ G%CS1#
Left l; i\*
b<V
;U? 323Z
public : W>[TFdH?
uY3?(f#
unary_op( const Left & l) : l(l) {} *QoQ$alHH
UAC"jy1D
template < typename T > GMpg+rK
struct result_1 )1<GSr9
{ oYWHO<b
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; _znpzr9H
} ; On,z#A
5K=>x<
template < typename T1, typename T2 > LfvRH?<W
struct result_2 "rpP
{ `mquGk|)
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 7&Ie3[Rm_3
} ; C`8.8
`/(9#E
template < typename T1, typename T2 > Q@Cy\l
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const v5W-f0Jo
{ {$C"yksr
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); [6nN]U~ Y
} rt\.|Hr4s
P+rDln{
template < typename T > PE6ZzxR|U<
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const c3O&sa
V!
{ G6X5`eLQ
return OpClass::execute(lt(t)); i,l$1g-i
} Z{_YH7_
(?P\;yDG
} ; mqiCn]8G
=ibKdPtTh^
L;
<Pod
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug IkQ,#Bsb[
好啦,现在才真正完美了。 bFJ>+ {#
现在在picker里面就可以这么添加了: 9Wdx"g52_D
r$,Xv+}
template < typename Right > zOis}$GR
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const Z
jXn,W]~
{ 35fj-J$8
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); xBE}/F$45
} SYgkYR
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。 I8\R7s3
ZD4:'m`T/
t]ID
0 l+Jq
k
jx<;##R8
十. bind :79u2wSh
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。 ]'0}fuV
先来分析一下一段例子 <Q_E3lQy/
tl=e!
D+Z2y1
int foo( int x, int y) { return x - y;}
$qiM_06
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 *^ua2s.
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 2
yRUw
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 ixB"6O
我们来写个简单的。 'lOpoWDL
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: c']m5q39'
对于函数对象类的版本: :{aiw?1
+O7GgySx
template < typename Func > HzAw
rC
struct functor_trait S|m|ulB
{ Pt/F$A{Cj
typedef typename Func::result_type result_type; b\UE+\a&
} ; )vGxF}I3
对于无参数函数的版本: O*>`md?MH
perhR!#J
template < typename Ret > 9e;:(jl^
struct functor_trait < Ret ( * )() > D*g
K, `
{ w$jSlgUHy)
typedef Ret result_type; q( %)^C
} ; 7H?lR~w
对于单参数函数的版本: R3*{"!O
K!v\r"N
template < typename Ret, typename V1 > xN!In-v[j;
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Xj<xen(
{ 4@M`BH`
typedef Ret result_type; ]#W9l\
} ; 6U1_Wk?
对于双参数函数的版本: 2F/oWt|w?
NH+N+4dEO
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ##s:Ww
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > *1*i5c
{ sl)]yCD|5
typedef Ret result_type; $|I hO
} ; nHQWO
等等。。。 !#PA#Q|cO
然后我们就可以仿照value_return写一个policy (Y
RAA,%rRhu(
template < typename Func > 43*;" w=
struct func_return 2|${2u`$&y
{ =0>[-:Z
template < typename T > |W5lhx0U
struct result_1 i({MID)/_
{ ^$y`Q@-9
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; USKC,&6&}
} ; v|nt(-JX
<=%G%V_s
template < typename T1, typename T2 > LKg9{0Y:
struct result_2 )qRE['M
{ !z]{zM%
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; %]o/p_<
} ; &jh17y
} ; Nh^q&[?
5-:H
`~h8D9G
最后一个单参数binder就很容易写出来了 8(* ze+8
Ba76~-gK$
template < typename Func, typename aPicker > 8o466m6/
class binder_1 %Ybr5 $_
{ rE?B9BF3O
Func fn; r>t|.=!
aPicker pk; 07>D G#
public : Q$Q:Jm53
5L,q,kVS
template < typename T > S~^]ib0
struct result_1 /&5:v%L
{ N"zl7 .E
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ^j2z\yo
} ; H:mcex
Li\b,_C
template < typename T1, typename T2 > jOL=vG
struct result_2 lN_b&92
{ gj82qy\:
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; G~/*!?&z
} ; [2ri=lf,
d,o|>e$
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} Us3zvpy)o
.~|[*
q\
template < typename T > ?_.
SV g
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const QfL8@W~e
{ @QDpw1;V'
return fn(pk(t)); tZ:fh p
} z\Z+>A
template < typename T1, typename T2 > 2c3/iYCKP
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const WmE4TL^8?
{ |oR#j
`
return fn(pk(t1, t2)); vhN6_XD
} .GvZv>
} ; {T3wOi
X @X`,/{X
iN2591S
一目了然不是么? ucUuhS5
最后实现bind #_zj5B38E
jIWX6
T;3B_lu]
template < typename Func, typename aPicker > 0&c<1;
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) R[H#av
{ \M~uNWv|
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); B X O,
} |lh&l<=(f
UL xgvq
2个以上参数的bind可以同理实现。 l;h5Y<A%?
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。 *7),v+ET
GZ.KL!,R!
十一. phoenix cpx:4R,
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: U \jFB*U
KD'}9{F,
for_each(v.begin(), v.end(), X&!($*/
( 6`5DR~
do_ $"3cN&
[ xC2y/?
cout << _1 << " , " o>I,$=
] \$,8aRT>#U
.while_( -- _1), ,?!MVN-
cout << var( " \n " ) i$H9~tPs
) kuv+ TN
); 1z@{4)
S*H
@`Do%d
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: \_/dfmlIZ
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 MFqb_q+
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 >vNE3S_
那么我们就照着这个思路来实现吧: $Eo-58<q
s2 $w>L
2=X.$&a
template < typename Cond, typename Actor > t5EYu*
class do_while [\=1|t5n~
{ }q:4Zh'l!
Cond cd; (1%A@4
Actor act; H~W=#Cx
public : GsIqUM#R
template < typename T > JY$;m3h
struct result_1 yRt7&,}zL
{ Q=^TKsu
typedef int result_type; O66b^*=N}x
} ; n^/)T3mz{
!~Kg_*IT
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} m|PJwd6
=an0PN
template < typename T > c>wne\(5H
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const v R!
y#
{ 4C9k0]k2
do 6e"Lod_ L
{ ,m5tO
act(t); Bm&6
} ;t4YI7E*
while (cd(t)); `?SLp
return 0 ; VhU,("&pm
} c+:^0&l
} ; LmP pt3[
)&ucX
H_w?+Rig
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ZN!<!"~
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。 {}BAQ9|q
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。 3lN@1jlh
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。 l_P90zm39!
下面就是产生这个functor的类: U"L-1]L
BxB B](
zEw~t&:e
template < typename Actor > Sp[]vm8N
class do_while_actor 2FR5RG
oD
{ gN[^ ,u
Actor act; ^O&&QR