一. 什么是Lambda
LdL< 5Q[ 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
9S}PCAA; 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,
>*&[bW'}? \W4SZR%u lxbZM9A2 | jlR], class filler
0>vm&W<?) {
iIg_S13 public :
`KZ}smMA void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
HRk+2'wjAz } ;
4&tY5m> %tpjy, (1ebE 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:
=6>mlI>i *ood3M[M^ xf |=n 3oj30L. for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
HG3jmI+u> H4UnF5G + IMP< 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
,ua]h8 18~j>fN C)`/Q( ^ rz4S"4 二. 战前分析
NWFZ:h@v 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。
I3A](`
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
>[[< 5$,T fV3J:^)F 27)$;1MT: for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
*}FoeDe /* --------------------------------------------- */
3=`UX vector < int *> vp( 10 );
K}6}Opr,Tt transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
_uDtRoI8 /* --------------------------------------------- */
x\)-4w<P sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
kj>XKZL10 /* --------------------------------------------- */
?P}7AF
A(W int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
Q16RDQ* /* --------------------------------------------- */
n{M!l\1 for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
dz?:)5>I /* --------------------------------------------- */
.iw+# for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
:[Fwc )V3G~p=0 o +&/ N-t T2k5\r8 看了之后,我们可以思考一些问题:
F<oJ 1._1, _2是什么?
_TH'v:C 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。
o)w'w34FCT 2._1 = 1是在做什么?
{jbOcx$t 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。
=VDN9-/. 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。
pDW .Pav VF;%Z =>&d[G[m! 三. 动工
j
$L 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
%h^; "|Z Bp9
u6R a93Aj HyZh27PE template < typename T >
ofsua?lSe class assignment
(Ys0|I3 {
^,,|ED\M{m T value;
*c. *e4uzF public :
eP6>a7gc assignment( const T & v) : value(v) {}
i9$
-lk template < typename T2 >
B\BP:;" T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
yYF%U7N/n } ;
ZM0vB% M| 0&zp9(G5 ZjbMk3Y 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
lRn>/7sg$ 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
~r+;i,,X kz] qk15w _HGbR/ A=>%KQc? class holder
Ak&eGd$d {
z;D[7tT public :
90(JP- template < typename T >
`N;JM3 ck assignment < T > operator = ( const T & t) const
1InG%=jLo {
XXvM*"3D5 return assignment < T > (t);
1ih|b8)Dn }
7iT#dpF/A } ;
0rooL<~fa _>0I9.[5 KftZ^mk+p 由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上:
bt"*@NJ$ \K55|3~R static holder _1;
x+47CDDu3 Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
rdSkGb 0"LJ{:plz for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
5@6F8:x}V 而不用手动写一个函数对象。
??)IPRv?yF \\xoOA. V-IXtQR V& _ 四. 问题分析
&i$p5 虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。
)$XcO] 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。
PS**d$ S 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
?31#:Mg6g+ 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
7
wH9w 下面我们可以对这几个问题进行分析。
W:'H&`0 G*JasHFs 五. 问题1:一致性
wa2?%y_G 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?|
!UDTNF?1 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
:;HJ3V; t,Ss3 struct holder
7M7sq-n5z {
"MOM@4\ //
Z7J8%ywQ template < typename T >
plN:QS$
T & operator ()( const T & r) const
0QcC5y; {
Z^wogIAV return (T & )r;
wO.T"x%X }
NU"Ld+gw } ;
&?"E"GH ;2*hN( 这样的话assignment也必须相应改动:
Wa.y7S0(@ sQwRlx template < typename Left, typename Right >
Tmjcc( class assignment
h6`v%7H? {
]O]6O%.ao Left l;
G
LU7?2`t Right r;
)&Af[mS public :
zO)Bf( assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
[&eG>zF" template < typename T2 >
POB6#x T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
bS7%%8C } ;
@?e+;Sx QN)EPS:y 同时,holder的operator=也需要改动:
Q!.JV.( ^Q,-4\ec template < typename T >
5d|hP4fEc assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
fkk&pu {
1K\zamBg return assignment < holder, T > ( * this , t);
upi\pXv }
DXyRNE<G[C VYG o; 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。
DsX+/)d 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
JP{Y Q:NF \8Y62 return l(rhs) = r;
l_$le 在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
eU(cn8/} 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
zpgRK4p,I" %/.yGAPkx template < typename Tp >
_O#R,Y2# class constant_t
cfSQqH {
l\tg.O~ const Tp t;
yVfF
*nG public :
b@X+vW{S constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
?hBj q template < typename T >
erlg\-H const Tp & operator ()( const T & r) const
9q[d?1 {
V10JExsJ return t;
OJ?U."Lxm$ }
N.'-9hv } ;
tY@+d*u hik.c3 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
B}fd#dr 下面就可以修改holder的operator=了
Fzmc#? '/2)I8 template < typename T >
/`s{!t#Y assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
aO&!Y\=@ {
yByxy-~ return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
o#uhPUZ }
#u"$\[ G pL5Bz!_r 同时也要修改assignment的operator()
PjE%_M< 7x=-1wbi template < typename T2 >
|Ml~_m T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
<g$b M;6% 现在代码看起来就很一致了。
thLx!t z?<Xx?Kk 六. 问题2:链式操作
_J&IL!S2 现在让我们来看看如何处理链式操作。
>c)-o}bd^ 其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。
Lo*vt42{4 事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。
q"0_Px9P 比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。
^Ycn&`s 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
|BEoF[1 ] kdU]}z template < typename T >
HuLvMYF struct result_1
ak_n {
*JArR1J typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
1EMrXnv, } ;
cC pNF `DN ]?sw<D{ 那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为:
E3V_qT8 'i:S=E
F template < typename T >
f]NaQ!.
7 struct ref
n#PXMD* {
Ug#EAV<m typedef T & reference;
p'4ZcCW?f } ;
T
s9go template < typename T >
T_ j0*A$ struct ref < T &>
B-p ]. {
@yNCWa~N typedef T & reference;
Z{^Pnit } ;
RPw1i* ("s!t?!&YS 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
a|-B# S V~7Oa2'#B template < typename T >
ffy,ds_7 typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
g?rK&UTU {
0ZJrK\K; return l(t) = r(t);
6m0-he~ }
&[t} /+) 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。
9~v#]Q}Z}4 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
uoq|l F;ELsg 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
Dco3`4pl _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
i4<n#]1!t _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
8Xa{.y" +5 调用divide的对象返回一个add对象。
\7WZFh%: 最后的布局是:
lm8<0*;, Add
({<qs}H" / \
| MXRNA~ Divide 5
_^h?JTU^ / \
wV q4DE _1 3
Y z],["*Q
似乎一切都解决了?不。
%GigRA@no 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。
$r1{Nh 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。
/6FPiASbS 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:
X\|h:ce .-:@+=( template < typename Right >
YR"IPyj assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
vMYEP_lhK, Right & rt) const
2Uy}#n|)r {
$-uMWJ)l return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
;y.<I& }
7Ga'FT.F 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
rT'<6]` XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。
Ubv_a 因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。
Zr|\T7w 3 最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。
T^@P.zX 除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。
6'|NALW 且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么?
`L
@`l 正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明:
|?LUt@r; *#Iqz9X.Y3 template < class Action >
ug?#Oa class picker : public Action
:?$<: {
uDMyO<\ public :
m88[(l picker( const Action & act) : Action(act) {}
pAH9 // all the operator overloaded
+ooQ-Gh } ;
$uUJV% EX SXRND;-W8 Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。
wV"C ,*V 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
d=a$Gd_$ +pjU4>) template < typename Right >
-O6\!Wo=- picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
aFDCVm%U| {
h5ZxxtGU return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
VMW<?V
2Z }
hQLh}}B S %(R9N| Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
JT*Pm"} 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。
~!ICBF~j vb2aj!8_? template < typename T > struct picker_maker
Y#fiJ {
wi S8S{K5 typedef picker < constant_t < T > > result;
K@@Jt } ;
0hX@ta[Up template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
E akS(Q? {
oT^r typedef picker < T > result;
9F|e. } ;
l`vr({A k6??+b:rE 下面总的结构就有了:
2"B3Q:0he| 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。
?v Z5 ^k 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。
n$jf($* picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
V2*m/JyeB 至此链式操作完美实现。
5YgUk[J .iH#8Z
@-BgPDi.Z 七. 问题3
1a;&&!X 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。
zNQ|G1o <P<^,aC/j template < typename T1, typename T2 >
E3E$_<^ ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
uT{.\qHo {
dWhF[q" return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
Ujss?::`G }
*,p16"Q; Vr<ypyC 很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2:
p>
4bj>Ql jY5BVTWnV template < typename T1, typename T2 >
RYKV?f#[H struct result_2
me/ae{ {
s`"ALn8m typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
e3 {L%rQE } ;
_Rnq5y (r )fx 显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢?
-~ycr[}x 这个差事就留给了holder自己。
g63?(+Fz N>_d {=P U-3uT&m*9. template < int Order >
9TILrK class holder;
"ktC1y1 template <>
*oz=k class holder < 1 >
0!,)7 {
2F#R;B#2 public :
6Bfu89 template < typename T >
hDs.4MZC` struct result_1
Kq`"}&0b\ {
Q.[^5
8 typedef T & result;
jZ>'q/ } ;
CQNt template < typename T1, typename T2 >
/A) v$Bv= struct result_2
A4W61f {
+kTa>U<? typedef T1 & result;
`g iCytv } ;
D;Jb'Be template < typename T >
;.r > typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
P'6(HT>F? {
_"`U.!3* return (T & )r;
6\9 9WQ }
<~Tlx: template < typename T1, typename T2 >
~f2zMTI| typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
VNbq]L(g {
?y{C"w!
return (T1 & )r1;
HSOdqjR* }
`$\Y,9E}x } ;
{q:o}<-L+ 3rZ" T template <>
ft[g1 class holder < 2 >
QPfS3%p` {
VPTT*a` public :
SS;QPWRZ template < typename T >
t=]&q. struct result_1
hoi hdVjv {
q'?:{k$% typedef T & result;
gH0B[w ] } ;
[#td template < typename T1, typename T2 >
V|.aud=7z struct result_2
`B6{y9J6 {
DwZt.* typedef T2 & result;
v}]x>f } ;
bhSpSul template < typename T >
HJ5m5':a typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
,\DB8v6l\A {
LZG^\c$ return (T & )r;
2`vCQV }
7-ba-[t#A template < typename T1, typename T2 >
B<[;rk typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
EBM\p+x& {
x[}e1sXXs return (T2 & )r2;
=tH+e7it }
p^YE"2 - } ;
=,[46 ;q "\BP+AF #fGb M!3p 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> >。
dtM@iDljj 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
G-3.- 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
2,&lGyV# >W'SG3Hmc return l(i, j) = r(i, j);
B0z.s+. 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
^MJGY,r6b q 8=u.T return ( int & )i;
R~w(] return ( int & )j;
k #*|-? 最后执行i = j;
L''0`a. +S 可见,参数被正确的选择了。
N`Bt|#R {C]M]b*F6( #]eXI
$HP ;mi0Q. ,uKvE`H 八. 中期总结
`8dE8:#Y 目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事:
{sm={q 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
LDBR4@V 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
M?cKt.t 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
iQ9#gPk_9 km c9P& }uHc7gTBF7 )E7A,ZW, "]_|c\98 2/7=@>| 九. 简化
@eTsS%f2 很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。
q6Q=Zo@ 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
"}OFwes 首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种:
,\IqKRcYU 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
'hekCZZ_I +-*/&|^等
rp'fli?0e 2. 返回引用。
/XSPVc< =,各种复合赋值等
`C*!de]Y% 3. 返回固定类型。
/5x`TT 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
@Qs-A^. 4. 原样返回。
Rm*}<JN31 operator,
*(vq-IE\$ 5. 返回解引用的类型。
(j~V operator*(单目)
7&At_l_ 6. 返回地址。
MtYP3: operator&(单目)
dJLJh*=AG 7. 下表访问返回类型。
+uLo~GdbE operator[]
} )e`0) 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
s^oNQ} operator<<和operator>>
w//w$}v Wl#^Eu\g1W 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。
n21$57`4 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
7k\7G= og\XLJ}_ template < typename Left >
vv0zUvmT struct value_return
;yZ N
"r {
/J+)P<_ A template < typename T >
9/$P_Q:3 struct result_1
ZWa#}VS}-n {
V1:3 typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
5HbTgNI } ;
'i(p@m<' _B1uE2j9 template < typename T1, typename T2 >
'YR5i^:t struct result_2
U]D.z}0 {
? g{,MP5 typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
v 2 GhR* } ;
|d5L
Ifb( } ;
`_'Dj> PbPP1G') 4sj%: 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
M([H\^\: Qyjuzfmz 下面我们来剥离functor中的operator()
E)hinH 首先operator里面的代码全是下面的形式:
Tqa4~|6 kV rT? return l(t) op r(t)
nTU~M~gky return l(t1, t2) op r(t1, t2)
DjIswI1I return op l(t)
#Q@6:bBzv return op l(t1, t2)
\r%Vgne-g return l(t) op
)t0b$<% return l(t1, t2) op
(A'q@-XQ return l(t)[r(t)]
02^(z6K'&? return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
G
r|@CZq #@6L|$iX 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:
3Gl]g/ 单目: return f(l(t), r(t));
`7%eA9*.m return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
=(X'c.%i 双目: return f(l(t));
b<(UmRxx3 return f(l(t1, t2));
4<g72| y 下面就是f的实现,以operator/为例
;]M67ma7C -fx88 struct meta_divide
\ui^
d {
YaZt+WA template < typename T1, typename T2 >
'HWgvmw( static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
TcLaWf!c5 {
*@arn Eu return t1 / t2;
8}oDRN!J }
:ZfUjqRE } ;
TJ[jZuT: e~s7ggg2k 这个工作可以让宏来做:
@*"<U] T7,Gf({ #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
Mr NOcx& template < typename T1, typename T2 > \
4`-?r%$,: static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
g}
~<!VpX 以后可以直接用
SxW}Z_8x DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
TnBG MI,g' 来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数
.-u k (ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。)
?> M oV5 yFU2'pB mz VuQ 下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体
"4k=(R? F}B/-".^ template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
G2+)R^FSC class unary_op : public Rettype
uCP6;~Ns {
)Kk(P/s Left l;
Z:Y.":[
Qi public :
=7]Q6h@X unary_op( const Left & l) : l(l) {}
gjegzKU ,Z*3,/a template < typename T >
Xq^y<[ typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
N]s7/s {
qgC-@I return FuncType::execute(l(t));
[5p7@6:$u }
ptWG@"j/b X|1_0 template < typename T1, typename T2 >
Vi?~0.Z% typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
,F?~'-K {
%I|+_ z&x return FuncType::execute(l(t1, t2));
lGnql 1( }
3dxnh,]&@ } ;
K*_{Rs0P D=82$$ Wq{d8|)1 同样还可以申明一个binary_op
Xc9p;B>^Ts -l40)^ E} template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
\o62OfF! class binary_op : public Rettype
C{`^9J- {
yYG3/Z3u5 Left l;
p-i.ITRS Right r;
Oa.f~|
public :
Vyq#p9Q binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
]w_ X #p o|,Q template < typename T >
47C(\\ typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
u>t|X}JH {
PzMlua return FuncType::execute(l(t), r(t));
/Oq)3fU
e }
HeT6Dv M}=s3[d(, template < typename T1, typename T2 >
/jZaU` typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
&Hlm{FHU {
\tiUEE|k return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
:_o] F }
SG
dfhno; } ;
"RV`L[(P*k ;o-\. =l J$6-c'8 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,Xd 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
o273|* DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
Q
SHx]*)
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。
[l8V<*x%S9 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
%k3NT~ 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。。。
,>bGbx 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
[)Z'N/;0 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)
'!j #X_; 下面是修改过的unary_op
C=oM,[ESQ0 `2B*CMW{ template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
p4m^ ~e class unary_op
1a($8> {
DEUd[ Left l;
`G=ztL!gq H4PbO/{xO public :
toS(UM n ;Pol#0_( unary_op( const Left & l) : l(l) {}
p3M#XC_H] rxs~y{Xi template < typename T >
Z&+NmOY4 struct result_1
/v}P)& {
w?]ZU- typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
e-[>( n/[ } ;
HG{&U:>) ~w
Zl2I template < typename T1, typename T2 >
EX`"z(L struct result_2
~`*1*;Q<H| {
d] b~)!VW typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
I! h(` } ;
'}U_D:o.b T-L|Q,-{- template < typename T1, typename T2 >
xoqiRtlY: typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
p{iG{ {
@k=cN>ZMc return OpClass::execute(lt(t1, t2));
D+@-XU<Lp< }
5kGxhD W4)kkJ template < typename T >
0Y2\n-`z typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
$q Zc!Qc {
^=eq .(> return OpClass::execute(lt(t));
LYd}w(} }
xN#bzma !MZ+- dpK } ;
Z~r[;={, G{@C"H[$< :7 qqjs
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
AuoxZ?V 好啦,现在才真正完美了。
DJmoW 现在在picker里面就可以这么添加了:
nkCecwzr- %xf)m[JU= template < typename Right >
IZv~[vi_ picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
8|1`Tn}o {
5;X {.2 return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
c u\ls^ }
Cw
1 9y 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。
7m@
)Lv Ihdu1]~R{ Gs+\D0o! ANckv|&'v VLf
g[*k 十. bind
`@h:_d 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。
m_c O<LB 先来分析一下一段例子
U{7 3Xax X Y~;)<s_ .qSBh
hH\ int foo( int x, int y) { return x - y;}
"Kyifw? bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
/nc~T3j bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
{*N^C@ 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。
.4wTjbO6 我们来写个简单的。
! mm5I#s 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
u K'<xM"%T 对于函数对象类的版本:
A:kkCG!~Nf ?3`q+[: template < typename Func >
3>i>@n_ struct functor_trait
;4!=DFbU {
}c}
( 5 typedef typename Func::result_type result_type;
Yx6hA#7I } ;
]\OWZ{T'j 对于无参数函数的版本:
W@l+ciZ_ 3@&bxYXm template < typename Ret >
o>2e!7 struct functor_trait < Ret ( * )() >
zu52 p4 {
CE{z-_{^ typedef Ret result_type;
Y5HfN[u^7 } ;
5 d+<EF+N 对于单参数函数的版本:
4_tR9 w" g]za"U|g template < typename Ret, typename V1 >
0Qm"n6NQ struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
K>kLUcC7Z {
_WKJ<dB< typedef Ret result_type;
^Z2kq2}a } ;
DMB"Y, 对于双参数函数的版本:
xS"$g9o0 5|{)Z]M%9 template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
!L77y^oV struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
UV4u.7y {
kGm:VYf% typedef Ret result_type;
R8tF/dx>7 } ;
eK9TAW 等等。。。
-n$ewV 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
CD} Ns Yb}w;F8( template < typename Func >
gC`)]*'tE struct func_return
T j`y J!0 {
^\:yf.k template < typename T >
a'uU,Eb}#w struct result_1
6)ycmu;!$ {
N0Gf0i> typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
Uan,H1a } ;
M`~!u/D7 Te;gVG * template < typename T1, typename T2 >
:lK4
db struct result_2
p'&*r2_ram {
ob'n{T+lZ typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
*xcP` } ;
;W0]66& } ;
+vz`go H>?F8R_iq _S"f_W 最后一个单参数binder就很容易写出来了
l)Zs-V!M^\ NY@"&p'Q template < typename Func, typename aPicker >
a}>Dz 1R class binder_1
j5\$[-'; {
\X&
C4# Func fn;
^n9a" qz aPicker pk;
,-@5NY1q public :
7UKYmJk. *zy'#`> template < typename T >
RlsVC_H\ struct result_1
6
mO" {
|) Pi6Y typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
cn%2OP:L^ } ;
Sj)}qM-y# [Uli>/%JB template < typename T1, typename T2 >
TFy7HX\Oq struct result_2
F6W}mMZH/N {
'S?;J ,/ typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
[T`}yb@ } ;
,GrB'N{8e 8Mu;U3cIW binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
U<47WfcW )47MFNr~> template < typename T >
o9Sn*p-. typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
HM&1yubh# {
xQu
eE{ return fn(pk(t));
9cd 8=][ }
=x0No*#|' template < typename T1, typename T2 >
t)N;'v & typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
:.iyR {
zoP%u,XL return fn(pk(t1, t2));
-[R!O'N9 }
F
Z!J } ;
Y-p<qL|_ \k@Z7+&7 dB;3.<S= 一目了然不是么?
"&lN\&: 最后实现bind
xd8
*<,Wj )ofm_R'q* #tjmWGo, template < typename Func, typename aPicker >
t`G)b&3_O picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
:eOR-}p' {
nrpI5t.b return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
8g*hvPc }
*7" L]6 4_LQ?U>$ 2个以上参数的bind可以同理实现。
#Qbl=o4 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。
'#Dg8/r! &Un6ay 十一. phoenix
PuXUuJx( Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
:Q@)*kQH /smiopFcq for_each(v.begin(), v.end(),
G>
\Tbx (
ksWSMxm do_
[vTMS2 [
q0O&UE)6Y cout << _1 << " , "
lKKERO5+ ]
ZA\/{Fw .while_( -- _1),
zgKY4R{V cout << var( " \n " )
v-`h>J!Nx )
dDtFx2(R );
9"sDm}5% t`|,6qEG 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:
V U~Dk);Bv 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
#Hu~}zy operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
Ip?]K*sq 那么我们就照着这个思路来实现吧:
op7FZHs E\{< ;S vR>o}%` template < typename Cond, typename Actor >
z`$J_Cj Y class do_while
wJG$c-(\0 {
eW8[I'v_& Cond cd;
f h<*8w0H Actor act;
K: r\{#9 public :
*t9eZ!_f? template < typename T >
Zk?
= struct result_1
kzO&24 {
'Qn~H[$/p typedef int result_type;
SKXD^OH } ;
F}X0', 7m1KR#j do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
Kt/)pc AQ{zx1^2>K template < typename T >
V#83! typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
+F@_Es<6 {
`UzVS>]l[+ do
rdJB*Rlkh {
5bX6#5uP1 act(t);
ii4B?E }
I&]G while (cd(t));
X-JV'KE}^z return 0 ;
w1|Hy2D`0 }
MZv\ C } ;
|M5-5) Mm=Mz {3edTu 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
&35|16z%@ 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
UG[e//m 其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。
3071:W 因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。
#DI$Oc 下面就是产生这个functor的类:
/-Qv?" p25Fn`}H 3/goCg template < typename Actor >
>3D7tK( class do_while_actor
fCX*R" {
;")A{tX2 Actor act;
J7&DR^.Sw public :
5EeDHsvV9 do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
yA7)Y})> 5lmO:G1 template < typename Cond >
H\G{3.T.9 picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
jqcz\n d } ;
GJQc!cqk Yx)o:#2 ;vp\YIeX1 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
SUdm 0y 最后,是那个do_
>Da~Q WW| M##';x0 e!x6bR9EZ class do_while_invoker
{aj/HFLNY {
m],Ud\ public :
%XRN]tsu template < typename Actor >
)]Ti>R O7 do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
s#-eN)1R {
t#~?{i@m return do_while_actor < Actor > (act);
R>)MiHcCg }
3 <SqoJSp } do_;
y]
V1b{9p 'K@0Wp 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
_sMs}?^ 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
"Pc$\zJm; 最后来说说怎么处理break和continue
[ygF0-3ND 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。
+m$5a
YX 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 ]