一. 什么是Lambda v9*+@
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 WVpx
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, '#3FEo
Y=G`~2Pr=
)M+po-6$1
{!wW,3|Pu
class filler HYGd
:SeH
{ }#ta3 x
public : IS(F_< .
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} QR"+fzOL
} ; 9G
SpDc
Qe_{<E
>xS({1A}
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: nfHjIYid
"J+L]IC?AD
"0jwCX
Cu
Z8bg5%
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); I]W7FZ=o
7afG4
(<k
(i%bQZt^?
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 :E6*m\X!3
vkhPE(f
PaQ lQ#
bHRn}K+<}c
二. 战前分析 xJ{r9~
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 G-9i
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 1]=X
N ~=PecQ
0*5Jq#5
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); -F `GZ
/* --------------------------------------------- */ 2yn"K|
vector < int *> vp( 10 ); |\uj(|
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); <dP\vLH_
/* --------------------------------------------- */ i;C` .+
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); )4B`U(%M~
/* --------------------------------------------- */ zX*5yNd
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); OXQA(%MK
/* --------------------------------------------- */ }B7Txo,Z
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); |}z5ST%
/* --------------------------------------------- */ h'&<A_C-7
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); ~%=%5}
W[Q<# Ju
&Hp*A^M
(c)/&~aE
看了之后,我们可以思考一些问题: jXf@JxQ
1._1, _2是什么? )e3w-es~4
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 DmuQE~DV
2._1 = 1是在做什么? LJ@(jO{z
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 [q!]Ds"
_
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 Gn^lF7yE
K% FK
&t8,326;
三. 动工 < r~hU*u
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: CUH u=
q:)PfP+
KZ[TW,Gw
hmkb!)
template < typename T > ZKEoU!
class assignment 59 g//;35@
{ H ;=^
W
T value; #6|ve?`I
public : ";7N$hWE
assignment( const T & v) : value(v) {} P=,\wM6T|
template < typename T2 > Yz0fOX
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } !J;Bm,Xn6
} ; :$u[1&6
6~0kb_td
<bhGpLh-E
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 s(Gs?6}>T
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 5[X%17&t
,5Wu
h?/E />
kB CU+FC
class holder -JEPh!oTt
{ H*k\C
public : }(u:K}8
template < typename T > 98u@X:3
assignment < T > operator = ( const T & t) const e.MyJ:eL
{ eC<RM Q4
return assignment < T > (t); sjLMM_'
} OW};i|
} ; meV Z_f/
ui)mYR[8X
z{ eZsh
b
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: Bq)dqLwk
f:\)!
&W
static holder _1; [n/c7Pe
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 DjK7_'7(L
:l]qTCmY
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); n.9k5r@
而不用手动写一个函数对象。 3xz~##
W"@'}y
RYvcuA)
%,vq@..^
四. 问题分析
YC6guy>
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。 T;B FO5G@
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。 TC<Rg?&yb
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 6c^?DLy9B
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 e)?}2
下面我们可以对这几个问题进行分析。 hzqgsmT)
m,kYE9{
五. 问题1:一致性 i ?pd|J
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?| Dom]w.W5
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 8%;Wyqdf]
rQT%~oM:
struct holder LYYz=oZOE!
{ 0U%tjYk(
// .u
ikte
template < typename T > Y5C kC F
T & operator ()( const T & r) const .
U6(>6-
{ y7h^_D+Ce
return (T & )r; >ryA:TO{
} 2 ^"j]g>mj
} ; ,(h-
1ED7.#g
这样的话assignment也必须相应改动: IfB .2e`
Z}0{FwW"4
template < typename Left, typename Right > hC"'cUrcN
class assignment yI|x
5f
{ F;`c0ja]
Left l; ]XlBV-@b
Right r; 7=yM40
public : ,OwTi:yDr
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} b7^q(}qE
template < typename T2 > H~JgZ pw
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } +@fEw
} ; :](#W@r
sM)1w-
同时,holder的operator=也需要改动: :!t4.ko
|H5GWZ
O{^
template < typename T > P4yUm(@
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const Ms5qQ<0v_
{ $s1/Rmw
return assignment < holder, T > ( * this , t); ]pB5cq7o
} q,7W,<-
Q;>Yk_(S
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。 4KxuSI^q
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 yy/'B:g
Jjj;v2uSK
return l(rhs) = r; rd%uc~/
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。 Z>R@
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: _oa*E2VN
a.UYBRP/l
template < typename Tp > 6`'g ${U
class constant_t Q'^'G>MBJ
{ aJ=)5%$6kc
const Tp t; q0ab]g+
public : l v:GiA"X
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 0@{bpc rc
template < typename T > k1g-%DB
const Tp & operator ()( const T & r) const 4w9=z,
{ d5L BL'/o
return t; ,f)+|?wz
} X6B,Mply
} ; ]vR
Ol.
ex~"M&^
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 32 j){[PL3
下面就可以修改holder的operator=了 0 5?`W&:9
F> Ika=z,
template < typename T > 8VU(+%X
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const =os!^{p7>
{ JDa_;bqL
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); POl-S<QV
} y[Dgyt
s=:LS
同时也要修改assignment的operator() ( -q0!]E
uIO?4\s&G
template < typename T2 > .EWj eVq
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } \rh+\9(
现在代码看起来就很一致了。 6||%T$_;}
C[TjcHoA
六. 问题2:链式操作 R=Ig !s9
现在让我们来看看如何处理链式操作。 X xwcvE
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。
Rq2bj_ j
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。 |*ZM{$
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。 QYDI-<.(
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ZB$yEW]]~
6IK>v*<
template < typename T > Z?[R;V1j
struct result_1 U3]/ NV*
{
mPPB"uQ
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ;^E\zs
} ; l_04b];
9_svtO ]P
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: @S~n^v,)
\cX9!lHl
template < typename T > vnbY^ASdw
struct ref t6e6v=.Pg
{ &'/PEOu&}G
typedef T & reference; rcLF:gd]E
} ; +DefV,Ny
template < typename T > /'VuMMJ2
struct ref < T &> 1bw$$QXC_
{ ODpAMt"
typedef T & reference; {='wGx
} ; wS$ 'gKA6
{EoZ}I
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: )9/iH(
79
_8Oh
template < typename T > AYoTCi%7E
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const DN*M-o9
{ iV@\v0k
return l(t) = r(t); 9.~_swkv
} ]CU)#X<J
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。 [zP}G?(
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 Pu!C,7vUQ
"tmu23xQ
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 0#8lg@e8
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: d"3x11|
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 $*XTX?,'
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ^^uY)AL
最后的布局是: 6P(jc
Add ) .V,zmI
/ \ X?r$o>db
Divide 5 3S>rc0]6
/ \ qgWsf-di=
_1 3 E\Iz:ES^
似乎一切都解决了?不。 1"<{_&d1
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。 meap ;p
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。 S n~P1C
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: ~S
:8M<aB
]5j>O^c<
template < typename Right > }HbUB$5
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const `5x0p a
Right & rt) const Xk/:a}-l
{ +-V4:@
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); mMu+MXTk<
} IK4(r /
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 1!+0]_8K
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。 3$_- 0>
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。 #w^Ot*{!N
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。 _-v$fDrz
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。 SBi4i;qD
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? :<
]sJfN
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: 1]8Hpd
b'/:e#F
template < class Action > #~|esr/wf
class picker : public Action \`/ P*
{ G%jV}7h
public : X2np.9hie
picker( const Action & act) : Action(act) {} 7D8 pb0`;J
// all the operator overloaded VqOTrB1w/
} ; =zp{ ^mC
"x:-#2+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。 oq>jCOVh
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: :Xx7':5
-=u9>S)!c
template < typename Right > o/RGz PR
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const 4q@[k:'
{ I.2>d_^<
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 8y?q)y9h
} _$}@hD*R~
0@&;JMh6<
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > rb>2l3g*
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。 _|{pO7x]oG
v,3}YDu
template < typename T > struct picker_maker oO;<$wx2t
{ p Bu}c<
typedef picker < constant_t < T > > result; QNcl
} ; s2+_`Ogg
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > eNFA.*p<
{ z`dnS]q9
typedef picker < T > result; r6:nYyF$)v
} ; Bq,Pk5b
f[OJqk
下面总的结构就有了: FT gt$I
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。 u<+RA
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。 MLDAr dvK
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 Zc9S[ivq
至此链式操作完美实现。 eQ#"-i
LXc;`]
_ UF'Cf+Y
七. 问题3 kRiZ6mn
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。 ar`}+2Qh0
2m&?t_W
template < typename T1, typename T2 > /w*HxtwFmD
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const eX^ F^(
{ p,)pz_M
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); Ao *{#z
} 'GZ,
'EU|w,GL}
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: 8PRB_ny
5XNFu C9E
template < typename T1, typename T2 > DCCij N
struct result_2 s*kSl:T@O
{ aQ1n1OBr
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; \AD|;tA\vE
} ; (rf8"T!"
t$uj( y>
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? OF(tCK
这个差事就留给了holder自己。 KZ/2W9r_,
Y;sN UX
,fs>+]UY3
template < int Order > ?=Mg"QU
class holder; M[=sQnnSFW
template <> G^\.xk]
class holder < 1 > fd1z
XK#Z2
{ pA5X<)~
public : jpfFJon)w
template < typename T > d]l(B+\vf
struct result_1 !R$t>X
{ 3.04Toq!
typedef T & result; [sG!|@r
} ; HD}3mP
template < typename T1, typename T2 > *C^`+*}OE$
struct result_2 k/%n7 ;1
{ OFw93UJ Y
typedef T1 & result; s|Zv>Qt
} ; $Mqw)X&q
template < typename T > >!P !F(
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const "Ze<dB#,Y
{ 7t/C:2^&
return (T & )r; Ni61o?]Nj
} mk?F+gh
template < typename T1, typename T2 > EnjSio0
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const x):h|/B
{ |H-zm&h>'
return (T1 & )r1; t=r*/DxX=
} ^/Frg<>'p
} ; yLCJSN$7
9jt+PII
template <> =MMSmu5!
class holder < 2 > 3C;nC?]K
{ JwmH_nJ(
public : 4kf8Am(
template < typename T > \&X*-T[]j
struct result_1 kT{d pGU9
{ f!##R-A
typedef T & result; 8>V)SAI'
} ; ^$F1U,oi
template < typename T1, typename T2 > %3$EV}dp
struct result_2 #j${R={
{ C?VNkBJ>\
typedef T2 & result; *Q2}Qbu
} ; Ceak8#|4
template < typename T > M!b"c4|<
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const =(>pv,
{ p3{ 3[fDx
return (T & )r; Q.L.B7'e7
} z]
teQaUZ
template < typename T1, typename T2 > R9lb<`
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Z\*jt B:
{ c{K[bppJ*
return (T2 & )r2; $<s
3;>t
} %C(^v)"
} ; si3@R?WR6*
=G%L:m*
Kh2!c+Mw
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> >。 S-KHot ?
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: vTUhIFa{
首先 assignment::operator(int, int)被调用: {Zy)p%j8
IH~[/qNk
return l(i, j) = r(i, j); 'nh^'i&0.
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
:Z5Twb3h
xc6A&b>jI
return ( int & )i; Q !G^CG
return ( int & )j; 6'1m3<G_
最后执行i = j; XhG3Of-6
可见,参数被正确的选择了。 O4fl$egQU
*.F4?i2D
use`
y^c
ptEChoZ6
h1.<\GO
八. 中期总结 #=\ nuT'oy
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: /#I~iYPe
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 uiIS4S_
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 L9":=
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor _iZ_.3Ip
JP*VR=0k?
dw]jF=u
._IBO; *@
hTVA^j(w
r;cILS|Xr
九. 简化 79O'S du@
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。 VgyY7INx9
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 <mX EX`?
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: xl4 A<
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 |#?:KvU97E
+-*/&|^等 #J09Eka;J
2. 返回引用。 ZQY?wO: [
=,各种复合赋值等 A
2Rp
3. 返回固定类型。 QNesiV0MI
各种逻辑/比较操作符(返回bool) .-HwT3
4. 原样返回。 - HiRXB
operator, 8Xjp5
5. 返回解引用的类型。 2\J-7o=P
operator*(单目) $|%BaEyk
6. 返回地址。 r>ca17
operator&(单目) -oR P ZtW
7. 下表访问返回类型。 R /0zB
operator[] ZF~@a+o
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 lLi)?
operator<<和operator>> K)[DA*W
%{HeXe
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。 DA wUG
例如针对第一条,我们实现一个policy类: $Cx ?%X^b
GjH$!P=.
template < typename Left > Ny2. C?2
struct value_return pW4$$2S?9
{ /U5!]7&gB
template < typename T > RJk4 2;]
struct result_1 e'0BP,\f_}
{ |Pj]sh[^Y
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; AD^Q`7K?uR
} ; !$L~/<&0g
FH7h?!|t
template < typename T1, typename T2 > ee\QK,QV
struct result_2 #$0*Gd-N
{ !}PZCbDhL
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; BMs?+
} ; j9^V)\6)
} ; N83c+vs%c
hxe X6
e
.1!
K
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait *BFG{P
f1,VbuS9I
下面我们来剥离functor中的operator() L| K8
首先operator里面的代码全是下面的形式: zW9/[Db
&ku.Q3xGs
return l(t) op r(t) +nU=)x?38
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ~
NZC0&
return op l(t) s_}q
return op l(t1, t2) >7,?X_:A-1
return l(t) op $QB/n63
return l(t1, t2) op s@D/.X
return l(t)[r(t)] uyDPWnYk
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] @P@{%I
A} v;uNS]
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: )/cf%
单目: return f(l(t), r(t)); [D_s`'tg
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); =}UcYC6l
双目: return f(l(t)); =k^ d5
return f(l(t1, t2)); #G!\MYfQt
下面就是f的实现,以operator/为例 @|'$k{i
DA_}pS"
struct meta_divide =M`Xu#eRk
{ GW,RE\Q:
template < typename T1, typename T2 > v+(-\T\i
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) F_ -}GN%
{ ^2C
\--=;
return t1 / t2; 7.FD16
} 7&&3@96<*#
} ; tE WolO[\
7A"v:e
这个工作可以让宏来做: 4@r76v}{
G3dA`3
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ w8}jmpnI
template < typename T1, typename T2 > \ )m_q2xV
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; |'qvq/#^
以后可以直接用 /(8"9Sfm
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) :Lu 9w0>f
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 #5%ipWPHb
(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。。。) O;+
sAt
L(o#)I>j
=*{Ii]D
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 k&lfxb9pd
^C'{# p"
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Qo\?(EM
class unary_op : public Rettype "</A)y&
{ T^Ol=QCu
Left l; >!MRk[@
V-
public : xSrjN
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 7:e5l19 uI
Y_nl9}&+C0
template < typename T > GB4^ 4Ajx
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const B&m6N,
{ . ZP$,
return FuncType::execute(l(t)); lk.Mc6)
} bT15jNa
r;_*.|AH
template < typename T1, typename T2 > GBY{O2!3u
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const w8cbhc
{ 089v;
d 6
return FuncType::execute(l(t1, t2)); mO2u9?N
} _%G;^ b
} ;
~S\8 '
5a&BgBO1M
y({lE3P
同样还可以申明一个binary_op pi5DDK
[<WoXS1LX
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > [ J4n%
class binary_op : public Rettype uCoy~kt292
{ ny:/a
Left l; RTr"#[
Right r; I]a [Ngj
public : t:"%d9]
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} P'^& SK
MM6PaD{
template < typename T > tyFsnck
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 4%#q.qI
{ c#-*]6x
return FuncType::execute(l(t), r(t));
&H[7UyC
} QXW>}GdKZ
qOv`&%txW
template < typename T1, typename T2 > >XxHp
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const '<$*N
{ 5zOC zm
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); mt~E&Z(A
} E24j(>
} ; i.{.koH<
Rn)fwGC
OIDP#K
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 rl,i,1t
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 _nM 7SK
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) Hk'R!X
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。 B=~uJUr
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! =b, m31
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。。。 0g9y4z{H
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Xk!wT2;
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) \-SC-c
下面是修改过的unary_op %C_c%3d
kbo9nY1k
g
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > %aV~RB#
class unary_op ^1y D&i'q
{ !%[fi[p
Left l; 1@i/N
OF2W UcQ
public : a"`>J!
WL?qulC}h1
unary_op( const Left & l) : l(l) {} }0?XF/e(R
Shv$"x:W
template < typename T > OZA^L;#>
struct result_1 V"B/4v>
{ f!H/X%F
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; BS
]:w(}[
} ; T;]Ob3(BpW
%=$Knc_!T^
template < typename T1, typename T2 > yy+:x/(N[
struct result_2 &*745,e
{ o=6 <?v7
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; q\-P/aN_
} ; F]fXS-@ c
z,bK.KFSs
template < typename T1, typename T2 > ym+Ezb#o
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const G;d3.ml/aZ
{ ~nb(e$?N
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); v!$:t<-5N
} mT #A?C2
E]}_hZU
template < typename T > `F]
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const pXvys]@
{ nSRNd
A
return OpClass::execute(lt(t)); |o+*Iy)
} b
0qA
[H{@<*
} ; U#&+n-npO
Kr[oP3
s4QCun~m
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 )%PMDG|
好啦,现在才真正完美了。 ~FQHT?DAo
现在在picker里面就可以这么添加了: #d06wYz=
%~} ,N
template < typename Right > 3 qJ00A
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const xkU8(=
{ u:Ye`]~o
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); m'N8[ o|h
} wa~zb!y<
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;7)
=z]rZSq*o
&H
P g>
|sY
gVe]?Jva`
十. bind E-($Xc
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 T
"hjL
先来分析一下一段例子 wph8ln"C-
s;..a&C'
B"zB=Aw
int foo( int x, int y) { return x - y;} Xk/iyp/
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 ~y?Nn8+&f
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 #oR`_Dm)P
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 \XYidj
我们来写个简单的。 )2#&l
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: "LJV}L
对于函数对象类的版本: SF9N S*mr
q"6$#o{~U
template < typename Func > IUDH"~f
struct functor_trait ~Uey'Xz
{ ijUu{PG`X
typedef typename Func::result_type result_type; ;^u,[d
} ; _C(fz CK
对于无参数函数的版本: @56*r@4:q
6yO5{._M
template < typename Ret > ~( 0bqt3c
struct functor_trait < Ret ( * )() > u{h67N
{ znSlSQpTv
typedef Ret result_type; I$p1^8~L
} ; m Rm}7p
对于单参数函数的版本: oK
7:e~
REYvFx?i
template < typename Ret, typename V1 > ;obOr~Jx'5
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ck%YEMs
{ Vo+.s#wN`h
typedef Ret result_type; 9_nbMs
} ; LnKgT1
对于双参数函数的版本: dJ/gc"7aO
!h|,wq]k
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ,Q3OQ[Nmh
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > MBU|<tc
{ ;']u}Nh
typedef Ret result_type; @x!,iT
} ; KO~KaN
等等。。。 v|\#wrCT?
然后我们就可以仿照value_return写一个policy |cP:1CRzi
\HkBp&bqK
template < typename Func > l qwy5#
struct func_return [z ]P5
{ _hJdC|/
template < typename T > 9P)!v.,T/
struct result_1 g1}:;VG=
{ 'RhS%l
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; dQZdL4
} ; _P!b0x~\
('Qq"cn#
template < typename T1, typename T2 > 'S9o!hb'@
struct result_2 f6yj\qq]
{ cm_5,wB(w
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; &P>& T
} ; y`L.#5T
} ; F[SZwMf29
ep?D;g
U._fb=
最后一个单参数binder就很容易写出来了 (,jsZ!sl
n6.Z{Q'b
template < typename Func, typename aPicker > ZSwuEX
class binder_1 {9-9!jN{"
{ A%?c1`ZxF
Func fn; cTzR<Yr
aPicker pk; ?upd
public : t-o,iaPG3
t&EizH$
template < typename T > RXg\A!5GV
struct result_1 |aAyWK S
{ &M<"Fmn
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; TWGn:mi
} ; j6RV{Lkr_
c0o Z7)*}
template < typename T1, typename T2 > "igA^^?X1N
struct result_2 R9 Ab.t
{ ]Idwy|eG
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; \8!CKnfs
} ;
{U$XHG
R]e&JoY
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} Z37Dv;&ZD
- _8-i1?
template < typename T > X-fWdoN @-
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const J$42*S Y
{ f=}T^Z<
return fn(pk(t)); ymqv@Byi8A
} %K')_NS@
template < typename T1, typename T2 > n44 T4q
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const EyVu-4L:#
{ m BFNg3_
return fn(pk(t1, t2)); Md@x2Ja
} S|)atJJ0G"
} ; 3@\/5I xn
*#b
e
@vyEN.K%mm
一目了然不是么? 8 yi#] 5`Q
最后实现bind dm[cl~[
Q
b@8z+,_
R:&y@/JY8[
template < typename Func, typename aPicker > ]xMZo){[|
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) z9 Ch %A{
{ ~cSXBc,+
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); du$M
} ?%$O7_ThvA
M1Ff ,]w
2个以上参数的bind可以同理实现。 ,cS#
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 &'&)E((
}xt^}:D
十一. phoenix ?!U.o1
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: s|A[HQUtJ
e+-#/i*
for_each(v.begin(), v.end(), 6q8}8;STTY
( IB|6\uKn
do_ f3G:J<cL
[ BKtb@o~(
cout << _1 << " , " {[tmz;C
] yP# Y:s
.while_( -- _1), ]s0wJD=
cout << var( " \n " ) zps=~|
) /7\q#qIm:
); ]r0j
iTq&h=(n
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: tt2
S.j
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor 9ghzK?Yc
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 X"d"a={]
那么我们就照着这个思路来实现吧: y3b"'-%
c`\/]
]tT=jN&(
template < typename Cond, typename Actor > y[85eM
class do_while ; 8DtnnE
{ 7r'_p$
Cond cd; rf|Nu3AJ
Actor act; ru2M"]T
public : EC8Z. Uu
template < typename T > ^
'|y^t
struct result_1 LH_H
yP_
{ r'#!w3*Cy
typedef int result_type;
=cS5f#0
} ; \3^V-/SJf
],0I`!\
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} cL*oO@I&_
R/"-r^j
template < typename T > ;f[##=tm
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 3Fn}nek
{ ejyx[CF
do 9q$^x/z!
{ I*Dj@f`
act(t); As>Og
} 8CRbo24"s
while (cd(t)); [zN*P$U]
return 0 ; |3E|VGm~
} *j]Bo,AC
} ; AQ(n?1LU
2IW!EUR
WvT H+
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). +g7]ga
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。 ?+7~E8
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。 m-\_L=QzM
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。 ^j${#Q
下面就是产生这个functor的类: Cq/u$G
n:wAxU
C^,baCX
template < typename Actor > iOEBjj;C
class do_while_actor :3R3>o6m
{ O>hh
Actor act; ~D}fy
public : C}<e3BXc
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} D=z="p\
/D^ g"
template < typename Cond > $mKExW
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; ]!^wB 3j
} ; "@^<~bw
-Q J8\/1>
NY<qoV
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ktynIN
最后,是那个do_ ca3zY|Oo
BaI-ve
oKGF'y?A>
class do_while_invoker k3t]lGp
{ J`0dF<<{[y
public : ZDzG8E0Sq
template < typename Actor > ]?T^tJ
do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const Hpz1Iy@
{ ZG1TRF "
return do_while_actor < Actor > (act); ^pu8\K;~
} w<THPFFF"
} do_; P3W3+pwq
$PRd'YdL/
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? Zy9IRZe4U
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 /*fx`0mY)
最后来说说怎么处理break和continue G)NqIur*Z
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。 nM&