一. 什么是Lambda .j<]mUY
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 !sW(wAy?o
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, OCaq3_#tZ
>!bJslWA
0rG^,(3m
EkNunCls
class filler Tl[!=S
{ "PTZ%7YH}
public : =Bhe'.]QSx
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} w\i\Wp,FP
} ; qjdMqoOCjl
22M1j5
ZE=Sp=@)j
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: 8hJ%JEzga
!()$8
4V i`* !
,*hLFaR-
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); bITPQ7+
6BbGA*%{
nR}sNl1
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 yvHA7eq*"
Et/\xL
k_5L4c:"
dP<=BcH>f
二. 战前分析 _R13f@NWB:
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 }v!$dr,j'
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 =Og)q$AL
;HJLs2bP
W=Mb
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); v)l8@.
/* --------------------------------------------- */ 6S*exw
vector < int *> vp( 10 ); ?DQsc9y
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 2s&*
/* --------------------------------------------- */ rrqR}}l
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); 4Thn])%I
/* --------------------------------------------- */ Ix!Iw[CNd
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); `YLD`(\
/* --------------------------------------------- */ D=m9fFz
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); f~y%%+{p
/* --------------------------------------------- */ >x+6{^}Q >
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); o` ZQ d,3
Dhw(#{N
UU mTOJr
$M lW4&a|
看了之后,我们可以思考一些问题: Ax?y
1._1, _2是什么? "UGY2skf;
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 _w/EP
2._1 = 1是在做什么? 4UlyxA~
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 w' OXlR
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 m~P CB_ifW
57zSu3v4Y
K/b_22]CC
三. 动工 + SFVv_n
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: }Q?c"H!/
Hh-+/sO~"
%?uc><&?e
;WM"cJo9
template < typename T > {VvqO7 A
class assignment cU@SIJ)
{ [}/LD3
T value; [t7]{d*
public : i2YuOV!
assignment( const T & v) : value(v) {} ?ROqn6k&c
template < typename T2 > M?:c)&$]D
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 9:,\gw>F
} ; 8lb%eb]U
~Ro9up
[*H N"
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 OCJnjlV%
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment j =WST
Jd(,/q
\"^w'ng
4%}*&nsI-Z
class holder 9C[ywp
{ x2z;6)
public : 6s\Kt3=
template < typename T > ryCI>vJz
assignment < T > operator = ( const T & t) const h0-hT
{ @t`Xq1
return assignment < T > (t); s#DaKPC
} }_;!hdYq
} ; A~+S1
\ZhfgE8{%
$m+sNEAa
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: K+8-9$w6
vab@-=%k
static holder _1; !]fQ+ *X0g
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 2aB^WY'tC
t" 7yNs(I
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); .G(llA}
而不用手动写一个函数对象。 FwY&/\J7V
oY|,GvCnK
f7~9|w&
I,VH=Yn5,
四. 问题分析 3a 1 u
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。 3g~^[&|i
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。 wTGbd
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ]f: v,a
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 kbfC|5S
下面我们可以对这几个问题进行分析。 *^wB!{.#
5qkH|*Z3
五. 问题1:一致性 jfx8EbQ
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?| g'u?Rn7*J
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 {W~q
z^>u4
pM&YXb?
struct holder NeBsv= [-
{ jhX[fT1m
// @81Vc<dJ
template < typename T > >'xGp7}y
T & operator ()( const T & r) const gEhN3(
{ b}wC|\s
return (T & )r; 7Wa?$6d
} E)-r+ <l
} ; }KK Y6D|d>
,7)C"
这样的话assignment也必须相应改动: A'K%WW*'U
#nO|A\N
template < typename Left, typename Right > 9cx =@
class assignment m6yIR6H
{ L0]_hxE?
Left l; Rqy0Q8K<
Right r; #:|+XLL
public : Hiv!BV|
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} f0SAP0M3
template < typename T2 > 0T5=W U
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } :!f(F9
} ; W85@v2b
5P hX"7
同时,holder的operator=也需要改动: H,<7G;FPT
1b>C<\
template < typename T > YyJPHw)Z
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const EIbXmkHl<
{ (9mM kU=
return assignment < holder, T > ( * this , t); gbSt Ar.
} FNQX7O52
^t*x*m8
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 N_Af3R1_
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 G>Em!4h
PS" .R_"
return l(rhs) = r; Hv<'dt$|
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。 Hj1
EGCA
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: rspayO<]3
sK=}E=
template < typename Tp > zMK](o1Vj
class constant_t &?p:3%;Dr
{ hsG#6?l3
const Tp t; M}"r#Plq
public : A?"h@-~2
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} w*w?S
template < typename T > E}Xka1 Bn
const Tp & operator ()( const T & r) const d(*fy}
{ W {.78Zi9K
return t; hvt@XZT
} ? {F{;r
} ; -,":5V26
i"^<CR@e
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 baoD(0d
下面就可以修改holder的operator=了 N 6O8Wn
dd7 =)XT+
template < typename T > y9;#1:ic
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const $ 'QdFkOr
{ ]&i+!$N_
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); [{<dbW\ 9
} 7yiJ1K<bIt
-#A:`/22
同时也要修改assignment的operator() ;ggy5?>Qu
tllBCuAe
template < typename T2 > I/COqU7~
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } 9;r? nZT/
现在代码看起来就很一致了。 g42R 'E%
{lz G*4?
六. 问题2:链式操作 >n7["7HHk
现在让我们来看看如何处理链式操作。 YirC*
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 eE/%6g
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 +ydm,aKk
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 WA.\*Nqz e
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 4W\,y_Q o
2Q$\KRE
template < typename T > ?9u4a_x
struct result_1 h K}bj
{ l@d
gJ
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; +~|AT+|iI
} ;
A@$fb}CF
de-0?6
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: T }uE0Z,
I Ru$oF}
template < typename T > B$`lYDqaG
struct ref $M]%vG
{ >7>7/7=O
typedef T & reference; gB CC
} ; 4NVgOr:
template < typename T > B {i&~k
struct ref < T &> rqvU8T7A
{ cy:;)E>/
typedef T & reference; o#d$[oa
} ; wd`R4CKhP]
fJ :jk6@
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: R;=6VH
A. Nz_!
template < typename T > !yCl(XT
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const )b9I@)C
{ Rk[8Bd?
return l(t) = r(t); $T)d!$
} x\;GoGsez
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。 ~M[>m~8
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 $PfV<Yj'B
p[P[#IeL
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 7jZrU|:yu(
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: |2UauTp5yK
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 mSj76'L#
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 /lUk5g^j
最后的布局是: J:W'cH$cR
Add 0N1' $K$\
/ \ 2TCRS#z
Divide 5 `hF;$
/ \ g Np-f
_1 3 \R;K>c7=
似乎一切都解决了?不。 v =bv@c
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。 ZmO'IT=Ye
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。 }Ch[|D=Wd6
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: 3&'R1~Vh
Cs;<'[_?YO
template < typename Right > NQ3|\<Wt
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const 9_`3IJ
Right & rt) const :,=Fx</H
{ tYI]=:
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); e>(Wvb&4
} pgfu+K7?w
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 I1J)#p%H.
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。 K \m4*dOv
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。 ;op'V6iG
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。 9/QS0
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。 %1@.7uTN
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;{T2T
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: IM|Se4;x
8ST~$!z$
template < class Action > |3W3+Rn!
class picker : public Action |<7i|J
{ <X9T-b"$h
public : s=}~Q&8
picker( const Action & act) : Action(act) {} KXDz'9_
// all the operator overloaded %G^(T%q| m
} ; z4nou>
jBGG2[hV
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 Y~}QJ+`?
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: ~|J*E38
1_XO3P\
template < typename Right > Z@8MhJ
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const " Tw0a!
{ Rb yF#[}
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); `=PB2'
} 23,%=U
yg.\^C
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > "o~N42DLB%
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 1'gKZB)TG7
|A2W8b
{]
template < typename T > struct picker_maker QGu7D #%|
{ LJ:mJ#
typedef picker < constant_t < T > > result; |
3hT {
} ; nA|gQibA
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > kwDjK"
{ 1NB2y[
typedef picker < T > result; GC,vQ\
} ; `,hW;p>-
5 >0\e_V
下面总的结构就有了: 0]/,m4a#n
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 gizmJ:<
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 @|jKO5Y
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 cS. 7\0$
至此链式操作完美实现。 JsHxQ0Tw
^/ULh,w!fP
0 m)-7@
七. 问题3 " {,\]l&o
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。 iDyMWlV
w+URCj
template < typename T1, typename T2 > ~pDRF(
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const m1M;'tT@
{ cWX"e6
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 1D3dYVE
} .eZPp~[lAN
tRpL0 =y
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: KY;uO 8Te
7<Z~\3x
template < typename T1, typename T2 > g]oc(RM
struct result_2 $X{B*
WF
{ ?HEo9/ *7
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; Wo<PmSt9i
} ; O?+tY
y?
_#y(w%
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? L<{OBuR
这个差事就留给了holder自己。 Dohl,d
N{0+C?{_
WOe{mwhhj
template < int Order > 4w?]dDyc%
class holder; oX=*MEfX
template <> ?[NTw./'7A
class holder < 1 > Q0[CH~
{ k *zc5ev}
public : BIHHRCe:@n
template < typename T > TYmUPS$
struct result_1 @[[Cs*-
{ f6dE\
typedef T & result; E@'CU9Fo
} ; `gBXeG2fn
template < typename T1, typename T2 > /S2p ``E+
struct result_2 Occ8Hk/l.
{ Aspj*CDu
typedef T1 & result; 0|wKR|zW
} ; hhh: rmEZl
template < typename T > af`f*{Co3
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 0qotC6l~_w
{ 5Qm.ECXV
return (T & )r; y:^>(l #;
} X,C/x)
template < typename T1, typename T2 > ><:lUt*N2
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const jmA{rD W
{ Cs6zv>SR
return (T1 & )r1; dmTW]P2
} G74a9li@
} ; ]'bQ(<^#
nfCd*f
template <> zei9,^
C
class holder < 2 > b|V4Fp
{
~[
ks|
public : Cs~\FI1wR
template < typename T > L2V
$%*6
struct result_1 aLyhxmn ^)
{ x:&L?eOT
typedef T & result; :n%sU*'T
} ; "*H'bzK
template < typename T1, typename T2 > a_}BTkfHa
struct result_2 T/spUlWu
{ D/%b@Ls2ze
typedef T2 & result; wYS
KtG~/S
} ; "YdDaj</
template < typename T >
^F{)4
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const p;QX"2
{ Nf?,
_Rl
return (T & )r; `'WY'\|C
} l2KxZteXY0
template < typename T1, typename T2 > Al-%j- j@-
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const *{p&Fy55
{ 'zD;:wT
return (T2 & )r2; w|UKMbRMU]
} Kt&$Si
} ; 1SJHX1CxX
=LeVJGF
Wp~4[f`,
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> >。 #I{Yf(2Z
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: tRrY)eElS
首先 assignment::operator(int, int)被调用: w
_6Y+
I5<#SW\a?
return l(i, j) = r(i, j); piM11W}|/
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) p6k'Q
]&tr\-3
return ( int & )i; NcY0pAR*
return ( int & )j; }rAN2D]"}
最后执行i = j; Gv2./<{#
可见,参数被正确的选择了。 =g>7|?6>=
D 5wR?O
2KNKdV3NK
HBf8!\0|/
]bU'G$Qm&s
八. 中期总结 x)qHeS
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: \5pAG
mgD
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 iJj?~\zp
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 i(cb&;Xx:A
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor V;+$/>J`vB
Gy Xs{*
Tk|;5^#H
.)pRB7O3
lIc9,|FL
EvardUB)
九. 简化 ~b<4>"7y.
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。 X]^E:'E!
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 >b"z`{tE
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: <}'B-k9
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 VNEZBy"F
+-*/&|^等 Ru\Lr=9
2. 返回引用。 JX,#W!d
=,各种复合赋值等 1AkHig,
3. 返回固定类型。 t=\[J+
各种逻辑/比较操作符(返回bool) )Ai%wCzw*
4. 原样返回。 rZCAj
operator, `g:^KCGMM
5. 返回解引用的类型。 tVh4v#@+
operator*(单目) dcTM02kEh
6. 返回地址。 Am`A[rV0
operator&(单目) >]08".ajS
7. 下表访问返回类型。 r^tXr[}
operator[] %-p{?=:K
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 b0x0CMf
operator<<和operator>> ^9f`3~!#bc
|l \/ {F
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。 lJ1xx }k{U
例如针对第一条,我们实现一个policy类: Tq_X8X#p
!U~#H_
template < typename Left >
qy(/
struct value_return v^I %Wm
{
o*ED!y7
template < typename T > 8q[WfD
struct result_1 zZ0V6T}
{ Cspm\F
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; Y52xrIvl\
} ; @X><lz
34M.xB
template < typename T1, typename T2 > csA.3|rv
struct result_2 bh6wI%8H
{ w^6N
:]d
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 3EX&.OL!
} ; v?=VZ~`O(
} ; P\0%nyOG(%
*H<g9<Dn
QgM_SY|Rj
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ~g6[ [
c'TLD!^hB
下面我们来剥离functor中的operator() =WRU<`\
首先operator里面的代码全是下面的形式: R6o<p<fTh
5 9HaTq
return l(t) op r(t) x9
L\"
return l(t1, t2) op r(t1, t2) . pEeR
return op l(t) g;Q^_4@
return op l(t1, t2)
]p.f*]
return l(t) op
_q}%!#4
return l(t1, t2) op T.N7`
return l(t)[r(t)] 1gK3=Ys
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] !fjU?_[S
A;HKR4p;8
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: +6-!o,(
单目: return f(l(t), r(t)); FLOJ
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ~m&oa@*=y
双目: return f(l(t)); 3<E$m*
return f(l(t1, t2)); v@SrEmg
下面就是f的实现,以operator/为例 [cs8/Q8+
l@jJJ)Qyk
struct meta_divide na; ^/_U@
{ :m)?+
template < typename T1, typename T2 > /Loe y
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) NistW+{<
{ N Uml"
return t1 / t2; BJrNbo;T
} +'4 dP#
} ; d0,F'?.0|
)q-!5^ak
这个工作可以让宏来做: jd'R2e
He23<hd!
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ Y)RikF >
template < typename T1, typename T2 > \ 8{e 3
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ;S j* {
以后可以直接用 ^yZEpQN_
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) I2Rp=L:z5
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 U<gw<[>f
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) Ro$XbU)
~`fB\7M
h:90K
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 T ua
@w+
DZZt%n8J
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > [!
BH3J!
class unary_op : public Rettype IGQ8-#=
{ 0~+k
Left l; ((q(Q9(F
public : "G(/MT^C
unary_op( const Left & l) : l(l) {} =LzW#s=O
06;{2&ju<
template < typename T > 31Du@h8YX
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ajr8tp'
{ I{bi3y0
return FuncType::execute(l(t)); \Y p
oJ!-
} r"{1H
5E=Odep`
template < typename T1, typename T2 > mg]dK p
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Ca|;8ggf
{ "TI?
qoz
return FuncType::execute(l(t1, t2)); tBQ>
p.
} G8'3.;"W5
} ; WKML#U]5T
-]%@,L^@
e)7r
同样还可以申明一个binary_op x N)Ck76
Op~+yMef
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > (1vS)v
$L
class binary_op : public Rettype #\QC%"%f
{ B\yid@e
Left l; Yd'ke,Je
Right r; TXv#/@
public : !y.7"G*
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 3\ed4D
&|eQLY
#l
template < typename T > 2ra4t]f6
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const hI0l2OE
{ `Fr$q1qae{
return FuncType::execute(l(t), r(t)); KG@hjO
} uI/
A_
jRc#>;dN
template < typename T1, typename T2 > Yw0@O1Cel
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const gX<C-y6o
{ C? S %fF
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); *1Q?~
} GYO"1PM
} ; 9:s!#FYFM
?=&*6H_v
=j-{Mxb3
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/G[B?:h
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 uWE@7e4'I
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) XlPy(>
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。 \&0NH=*^
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! >{Djx
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。。。 >E3OYa?G
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 *6DKUCA/
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%'|IwA
下面是修改过的unary_op v3Kqs:"\
pm+[,u!i
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 3(kZfH~
class unary_op fmh]Y/UC
{ `'`XB0vb
Left l; \&fK 8H1
gO%3~f!vY#
public : c9V'Z d#
w'C(? ?mH
unary_op( const Left & l) : l(l) {} FU zY&@Y
3;AAC (X
template < typename T > -[z;y73]t
struct result_1 fy5)Tih%.*
{ 4[D@[kAs
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; zQ~nS
} ; p{U ro!J,K
XQ>m8K?\d
template < typename T1, typename T2 > utv.uwfat
struct result_2 %-D2I
{ eo!{rs@f
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; umk[\}Ip+P
} ; pB`<4+"9
o'G")o
template < typename T1, typename T2 > <pCZ+Yv E"
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 3f0RMk$pH
{ ~9=g" v
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); e8Jd*AKjb
} I~,*Rgv/Z
=x>KA*O1
template < typename T > MFrVGEQBRL
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const L,$9)`j
{ >Uz3F7nHi
return OpClass::execute(lt(t)); P:G^@B3^
} o/&Q^^Xj^~
G"]'`2.m
} ; *=rl<?tX
{>#Ya;E
%VgR *
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 r?{tBju^
好啦,现在才真正完美了。 6B=J*8
Hs
现在在picker里面就可以这么添加了: sHNt>5p
~O!v?2it8q
template < typename Right > 0[^f9NZ>-
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const tG'c79D\
{ lq74Fz&(
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ^c*'O0y[D
} s&4Y+dk93
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。 R"jX9~3Ln
$4m{g"xL
1:?WvDN=
b$hQB090
tlE+G@|^
十. bind !"Kg
b;A
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。 i -+B{H
先来分析一下一段例子 HQ"D>hsuU
*&7Av7S
@<_4Nb
int foo( int x, int y) { return x - y;} |X>:"?4t
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 5bk5EE`
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 x@yF|8
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。 Zi^&x6y^
我们来写个简单的。 gqE{
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: @l 1 piz8
对于函数对象类的版本: K:mb$YJ&
\%UA6uj
template < typename Func > JHcC}+H[
struct functor_trait YkTEAI|i
{ _ 95V"h
typedef typename Func::result_type result_type; /IODRso/!
} ; ^XV$J-
对于无参数函数的版本: ^j@,N&W:lG
<S<(wFE@4
template < typename Ret > @#nB]qV:e
struct functor_trait < Ret ( * )() > tcfUhSz,I
{ Y>r9"X|&H
typedef Ret result_type; IYd)Vv3'j
} ; )tB mSVprl
对于单参数函数的版本: ds`a6>746
bV}43zI.
template < typename Ret, typename V1 > vI4St;
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > t ;(kSg.
{ wJip{
typedef Ret result_type; {{j?3O //
} ; Wcbb3N$+
对于双参数函数的版本: +PjH2
Eg>MG87
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > _jp8;M~Z
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > F9N)UW:w
{ `zF=h#i
typedef Ret result_type; +`zM^'^$
} ; &{99Owqg
等等。。。 'F1NBL
然后我们就可以仿照value_return写一个policy g9g^zd,
,u/GA<'#M
template < typename Func > CtS*"c,j
struct func_return nI&Tr_"tm
{ 72.ZE%Ue
template < typename T > Ygr1 S(=
struct result_1 w[t!?(![>
{ Iq MXd K|
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; K_(o
D
O
} ; s J,:[
.xS}/^8iD
template < typename T1, typename T2 > wUab)L
struct result_2 J=ZNx;{6
{ !>+YEZ"
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; b k 30d
} ; O.Z<dy+
} ; ,*Jm\u
1 %K^(J;
j"hfsA<_I
最后一个单参数binder就很容易写出来了 7*`cWT_X
ki48]#p
template < typename Func, typename aPicker > F.zn:y X5
class binder_1 H1]G<N3
{ &Nl:
Func fn; (bY#!16C:
aPicker pk; W&qE_r
public : %&0_0BU
4fgA3%
template < typename T > s${ew.eW
struct result_1 s0WI93+z
{ ]25 x X
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; <J!#k@LY]7
} ; "CX&2Xfe
*%bQ p
template < typename T1, typename T2 > A70x+mjy^T
struct result_2 =y.? =`"
{ /z9oPIJ=*
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; h.(CAm%Y7
} ; w-LMV>+6|
2Ck'A0d
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} bd_&=VLTC
0j@gC0xu)|
template < typename T > :A9G>qg
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const H:TRJ.!w2
{ `KgIr,Q)
return fn(pk(t)); HG{r\jh
} W{B)c?G]
template < typename T1, typename T2 > ~ (I'm[
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 2|8e7q: +*
{ n$&xVaF|
return fn(pk(t1, t2)); ;H}XW=vO
} ,'N8Ivt
} ; (pJ-_w'G
)%FRBO]
C7:;<<"P
一目了然不是么? _Z'[-rcXWh
最后实现bind
wa7)
os9X)G
8K$q6V%#
template < typename Func, typename aPicker > lC):$W
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
gJz~~g'
{ MZ]#9/
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); SkU'JM7<95
} G;Jqby8d
]#x!mZ!
2个以上参数的bind可以同理实现。 b+7!$
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。 Y=94<e[f"
n o).70K
十一. phoenix M@%$9N)gd
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: LVt{`
v 9\2/B
for_each(v.begin(), v.end(), h' #C$i
( FyY<Vx'yQ
do_ M`{~AIqd(
[ %an"cQ
]
cout << _1 << " , " &Cv0oi&B
] AM?62
.while_( -- _1), `0'Bg2'
cout << var( " \n " ) 2vbm=~)$F
) xd
}g1c
); @'XxMO[Z!<
a8$gXX-2
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: cVk&Yp;[*
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 b9FfDDOq"
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 /1OzX'5f
那么我们就照着这个思路来实现吧: JzI/kH~
l.gt+e
c0}* $e
template < typename Cond, typename Actor > =GGt:3Kx-
class do_while oVDqX=G
{ ?2LRMh")$
Cond cd; TX/Ng+v S
Actor act; n^kszIu~
public : N!RkV\:X
template < typename T > EkWipF(
struct result_1 Wg \`!T
{ &\[3m^L
typedef int result_type; =XbOY[
} ; ~Q4 emgBD
[3&Y* W
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} DSb/+8KT
'Ll,HgU;
template < typename T > 6h8fzqRzc
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const [,_4#Zz
{ b3$aPwv
do [
QHSCF5
{ kta`[%KmIZ
act(t); ,AX7~;hpq
} I" AgRa
while (cd(t)); .@7J8FS*
return 0 ; ZMFV iE;8
} -^a?]`3_v
} ; q].n1w[
&tKr
?l
WcE{1&PXx
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ? dD<KCbP,
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 5yC$G{yV
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。 HZ>8@AVa\
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。 WrzyBG_
下面就是产生这个functor的类: i]sz*\P~
=[X..<bW9:
Yr7%C
template < typename Actor > io8c[#"uU
class do_while_actor f[}N
{ n4* hQi+d
Actor act; 1a|Z !Vzi
public : ?=C?3R
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} <[N"W82p
w"p,6Ew
template < typename Cond > e@B+\1
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; \=kre+g
} ; 7x,c)QES`
67916
z@\r V@W5
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ~KtA0BtC
最后,是那个do_ [5KzawV
HkH!B.H]
^Md]e<WAp
class do_while_invoker k{fTqKS%h
{ qT
U(]O1
public : O^tH43C
template < typename Actor > "!\O N)l*
do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const 86.LkwlqoH
{ xUp[)B6?:
return do_while_actor < Actor > (act); D'dE!CAUs
} *TacVp
} do_; N;)Y+amg^
[8T
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? fa~u<