一. 什么是Lambda L@1,7@
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 5#TrCPi6A
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, >bX-!<S
`N|U"s;
nJtEUVMt
7x[LF ^o
class filler ( Lok
{ \A'|XdQ
public : /-!&k
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} SE,o7_k'S
} ; .0nn0)"
OYszW]UMg
XD$%
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: fV.A=*1l#
^eTDD
T:K"
#D|!
.I)
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); Z/89&Uy`h
lj
"Z
>\|kJ?h
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Cec9#C
5+e> +$2
TIcd
_>TW
ZQ,fm`y\
二. 战前分析 #dva0%-1
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。 E^Q@9C<!d
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 |eH wp
g9yaNelDh)
Veb+^&
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Lv
`#zgo_f
/* --------------------------------------------- */ 2-vJv+-
vector < int *> vp( 10 ); ~t'#n V
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); $$haVY&
/* --------------------------------------------- */ zAeGkP ~K
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); 9">zdFC'
/* --------------------------------------------- */ fOa6,
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); kZV^F*7
/* --------------------------------------------- */ 'i@,~[Z4
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); zW*}`S"
/* --------------------------------------------- */ vKcl6bVT
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); |A ;o0pL
OOEV-=
v-P8WFjca
6B7<
看了之后,我们可以思考一些问题: zq,iLoY[R
1._1, _2是什么? iP<k1#k
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。 BQyvj\uJ
2._1 = 1是在做什么? j y7
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。 6eOrs-ty
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。 mND XzT&
YS]>_
aQ(`6DQv
三. 动工 l%rx#;=u
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 285_|!.Y
w-
UKMW9"
/h/6&R0l
1|o$X
template < typename T > sCVI 2S!L
class assignment ;*y|8od
B
{ RXGHD19]
T value; 6!ZVd#OM%
public : \.c]kG>k-
assignment( const T & v) : value(v) {} M6J/mOVx5
template < typename T2 > zL9VR;q
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } ~}h^38
} ; ~_'0]P\
Y.q>EUSH
o[o:A|n
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 7N>oY$&)
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
M{]e5+
{I`B[,*
Xc\*9XV:
kt:)W])V
class holder plK=D#)
{ OQ6sv/
public : V/J>GRjw
template < typename T > 3AK(dC[ri
assignment < T > operator = ( const T & t) const ?$3r5sx
{ =K .r
return assignment < T > (t); >[a FOA
} fGb7=Fk
} ; I[ai:
mKV'jm0
Kaf>
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: `8,w[o oC2
PfyRZ[3)c
static holder _1; fCB:733H
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 "ml?7Xl,n
Yj)
e$f
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); QjLji+L
而不用手动写一个函数对象。 p"KU7-BfvC
O:1DOUYXs
-PM)EGSk{
h}avX*Lx_
四. 问题分析 Qu`n&
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。 rnu
e(t
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 k_!+V`Ro#
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ~wTX>qV
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 X:Q$gO?[4
下面我们可以对这几个问题进行分析。 gA_krK,Z
vVAb'`ysv
五. 问题1:一致性 7$
d}!S
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?| cS}r9gaQ
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 P<u"97@8a
6^sHgYR
struct holder e&2wdH&
{ J/t!-!
// 4b4QbJ$
template < typename T > aM$\#Cx
T & operator ()( const T & r) const eaQ90B4
{ f/ajejYo?,
return (T & )r; AliRpxxd
} ~n6[$WjZA
} ; ;-Ss# &
1~'_K9eE
这样的话assignment也必须相应改动: |q_
!.
a
=2,0Wo]$
template < typename Left, typename Right > W<NmsG})_g
class assignment ,d|vP)SS
{ Tw//!rpG
Left l; n>P!u71
Right r; Noh?^@T`Ov
public : IZ 8y}2
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} OC_M4{9/
template < typename T2 > J3G7zu8
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } _UkmYZ/
} ; )r9b:c\
o 7G> y#Y
同时,holder的operator=也需要改动: fYBH)E
x l0DN{PG
template < typename T > m"4B!S&Fc(
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const s*Ih_Ag=:
{ PKA }zZ
return assignment < holder, T > ( * this , t); nLy#|C
} DZe}y^F
5lTD]d
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。 Q.k
:\m*h
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 /s
c.C
]>Si0%
return l(rhs) = r; i[150g?K
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。 iCTQ]H3
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: qzK("d
K;U39ofW
template < typename Tp > kX[fy7rVt
class constant_t We}lx{E
{ Z^zbWFO]5
const Tp t; m&IsDAn
public : %M&3VQ9w
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} aqMc6N`z
template < typename T > t)N;'v &
const Tp & operator ()( const T & r) const j$x)pB3]
{ u,7zFg)H
return t; %6ub3PLw8
} \ZD[!w7
} ; `HW:^T
Ftv8@l
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 (ZP87Gz
下面就可以修改holder的operator=了 ->E=&X
Ue$zH"w
template < typename T > LK}-lZ`
i
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const ['[KR
BJL
{ pm USF #u
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); W#XG;
} 5]"SGP
u@=?#a$$
同时也要修改assignment的operator() KWhZ +i`
0mexF@
template < typename T2 > '{f=hE_/
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } S#8>ZwQ
现在代码看起来就很一致了。 jtKn3m7 +p
:gI.l1
六. 问题2:链式操作 a3@w|KLt
现在让我们来看看如何处理链式操作。 -2i\G .,J
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。 5H lWfD
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。 ksWSMxm
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。 [vTMS2
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct q0O&UE)6Y
lKKERO5+
template < typename T > ZA\/{Fw
struct result_1 zgKY4R{V
{ v-`h>J!Nx
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; dDtFx2(R
} ; 7=P^_LcU
o
}@n>R
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: 6EJVD!#[K
(j&A",^^S
template < typename T > G'x .NL
struct ref E\{< ;S
{ vR>o}%`
typedef T & reference; z`$J_Cj Y
} ; wJG$c-(\0
template < typename T > h`5)2n+ P
struct ref < T &> #[ -\lU|
{ @5<CXTdF9c
typedef T & reference; N/~N7MwJj
} ; Zk?
=
QH@>icAb
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: .px:e)iW
~]uZy=P? 5
template < typename T > A6UO0lyu
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const uDayBaR
{ ^O6*e]C$
return l(t) = r(t); [-w@.^:]X
} RT*5d;l0
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。 v{;7LXy0
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 RL}KAGK
YQ(Po!NI\'
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 2t1I3yA'{z
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: `/Y+1 aD
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 q'S
=Eav8
+5 调用divide的对象返回一个add对象。
cd. brM
最后的布局是: .%xzT J=!
Add %_gho
/ \ r;qzo.
Divide 5 y79qwM.
/ \ c-CYdi@
_1 3 KN[d!}W:
似乎一切都解决了?不。 6C-YyI#s#
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。 8_we:
9A
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。 (P@Y36j>N
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: Fu _@!K
#a9_~\s
template < typename Right > |3eGz%Sd
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const OX hAha`R
Right & rt) const TbhH&kG)1
{ ;+Yi.Q/\
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); MagMZR
} G?hK9@ |v
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 h##WA=1QZ
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。 U/w. M_S
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。 8+'C_t/0i
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。 \m/xV/
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。 4$"DbaC
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? uV]ULm#,i
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: *l>0t]5YH
i~yX tya
template < class Action > (#Mp 5C'X
class picker : public Action 4j'd3WGpbN
{ XutF"9u
public : w|Aqqe
picker( const Action & act) : Action(act) {} uJow7-FD
// all the operator overloaded m],Ud\
} ; %XRN]tsu
YD[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。 pSAR/':eg
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: aXR%;]<Dw
3 <SqoJSp
template < typename Right > y]
V1b{9p
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const 'K@0Wp
{ _sMs}?^
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); r%=[},JQ
} _p}xZD\?,
+m$5a
YX
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > #V_GOy1-
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。 | {P|.
F=wRkU
template < typename T > struct picker_maker :Jxh2
{ $\\lx_)
typedef picker < constant_t < T > > result; j,
u#K)7{T
} ; )pgrl
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > `y!/F?o+!
{ >-cfZ9 {!
typedef picker < T > result; &a)vdlZSE=
} ; "S!3m9_#
<Gb
%uny
下面总的结构就有了: 'Z8aPHD
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 >1|g5
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 -q>^ALf|@>
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 /g.]RY+u|x
至此链式操作完美实现。 Tj/GClD:%
;!u;!F!i
Kn}ub+
"J
七. 问题3 dbF M,"^
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 :Ml7G
l?E|RKp
template < typename T1, typename T2 > 9%DT0.D}$j
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 9y] J/1#
{ %%}A|,
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); I3y9:4
} ]qktj=p
l\Ftr_Dk
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: Wd 2sh
:d'
5O8
template < typename T1, typename T2 > gR gog*z
struct result_2 Px;Cg
6
{ ;u-4KK
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; v.g"{us
} ; k*$3i
X;GfPw.m
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? !~ rt:Z
这个差事就留给了holder自己。 4u1KF:g
isK;mU?<
~brFo2
template < int Order > pB01J<@m
class holder; +"!aM?o
template <> B;t=B_oK
class holder < 1 > E_:QSy5G
{ ]T<^{jG
public : Dn;p4T@
template < typename T > >P(`MSc
struct result_1 FjKq%.=#
{ (xT*LF+
typedef T & result; By((,QpB
} ; q-AN[_@
template < typename T1, typename T2 > $k0H9_
struct result_2 c@du2ICUc
{ bXdY\&fE
typedef T1 & result; Y E1Hpeb
} ; 9){
template < typename T > 3Sh+u>w
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const $99R| ^
{ ?d-70pm
return (T & )r; JLm
@Ag
} "4 k-dj
template < typename T1, typename T2 > ?]!vRmZ;
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ^Kq|ID
AP
{ ;e{5)@h$
return (T1 & )r1; @.$MzPQQI
} );JJ2Jlkd
} ; '"xiS$b(
?[= U%sPu=
template <> ;u!?QSvb
class holder < 2 > r0\f;q
{ Es8#]'Rk
public : T9jw X:n
template < typename T > Y1\K;;X
struct result_1 KH}t:m+h
{ 3$_2weZxYn
typedef T & result; x0G>ktWq<
} ; z,+m[x=/N
template < typename T1, typename T2 >
rPTfpeqN)
struct result_2 h48 bb.p2
{ C*pLq5s
typedef T2 & result; t)(v4^T
} ; shK&2Noan
template < typename T > Au=kSSB
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const FsY`nWwg
{ _85E=
return (T & )r; *k6$
} Pd],}/ZG-
template < typename T1, typename T2 > 8IOj[&%0
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const B;c=eMw
{ *vs~SzF$
return (T2 & )r2; S7#0*2#[o
} Y6;@ /[_
} ;
5KaSWw/
9|a)sb7/
%kW3hQ<$
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> >。 qKs7WBRJy
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 2'dG7lLu4
首先 assignment::operator(int, int)被调用: K#)bjxz
k4mTZ}6E
return l(i, j) = r(i, j); jl@K!=q
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) /MxCvEE
Te}IMi:
return ( int & )i; hDbHSZ
return ( int & )j; k>-'AWH^v
最后执行i = j; \S5V}!_
可见,参数被正确的选择了。 buc*rtHfA
|wJ),h8/
i ~P91
cJV!>0ua
ULrbQ}"cva
八. 中期总结 %w@ig~vD'
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: ASM1Y]'Z
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 .lG+a!)
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 _!;\R7]
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor %\ _h7:
gyg|Tno
|nfH-JytV
Nc:U4
)w@y(;WJ
qIk
)'!Vk
九. 简化 ]o!&2:'N`
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。 'F6#l"~/
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 v6(,Ax&
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: cWc$yE'
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 t5A[o7BS
+-*/&|^等 E =
^-Z
2. 返回引用。 @OrXbG7&>#
=,各种复合赋值等 B~e7w 4
3. 返回固定类型。 GMt)}Hz
各种逻辑/比较操作符(返回bool) @US '{hO1p
4. 原样返回。 ~.!?5(AH8z
operator, /$<JCNGv
5. 返回解引用的类型。 +Hi{/{k0N
operator*(单目) +*Q9.LjV
6. 返回地址。 [)bz6\d[
operator&(单目) oRV]p
7. 下表访问返回类型。 l.yJA>\24I
operator[] a6OrE*x:D
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 7dsnv)(v
operator<<和operator>> ws na5D6i
8L@UB6b\
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。 jCam,$oE
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 5Bzuj`
.v$ue`
template < typename Left > IcO9V<Q|
struct value_return 4bFv"b
{ cRjL3
template < typename T > !~Ax
struct result_1 |UABar b
{ av7q>NEZ!1
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; Vl&+/-V
} ; #r-j.f}yx
0 [*nAo
template < typename T1, typename T2 > -aTg>Q|g&
struct result_2 a [0N,t
{ \>w@=bq26
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; EgkZ$ah
} ; zS,%msT^A
} ; B6^w{eXN
VuP#b'g=|]
q^Q|.&_k /
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait M^0w/
Ma
n^\gkCi
下面我们来剥离functor中的operator() b0rt.XB
首先operator里面的代码全是下面的形式: =]2
b8
eimA *0Cq
return l(t) op r(t) la!1[VeL
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 0W!VV=j<}
return op l(t) *S,v$ VX
return op l(t1, t2) >Lo6='G
return l(t) op 2{jtQlc
return l(t1, t2) op 1e+h9|hGYw
return l(t)[r(t)] 0Ax>gj-`
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Hz8Jgp
Q-H=wJ4R
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: HCfS)`
单目: return f(l(t), r(t)); hqwz~Ky}
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 3ZT/>a>@
双目: return f(l(t)); 0e[ tKn(
return f(l(t1, t2)); L|dab{9
下面就是f的实现,以operator/为例 mmh nw(/
Q#d+IIR0gK
struct meta_divide x`/m>~_
{ bw<~R2[
template < typename T1, typename T2 > :y<Cd[/
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) NzwGc+\7}
{ [rD+8,zVm
return t1 / t2; kM6
EZ`mj
} i2\\!s
} ; &km d<
+dPE!:
这个工作可以让宏来做: OsHkAI
PW~cqo B71
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ .q~,.yI&j
template < typename T1, typename T2 > \ ~7eUt^SD;
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; qHcY
2LV
以后可以直接用 q?gQ
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) *NX*/(Q
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 &</@0
(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。。。) k;AV;KWI'
U)T/.L{0i
JXRmu~W~l
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 :IOn`mRYu
oIu,rjb
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 2={K-s20
class unary_op : public Rettype T`(;;%
{ #Fb0;H9`
Left l; [|P]St-
public : Z7k1fv:S^
unary_op( const Left & l) : l(l) {} {H"=PYR
Kuzy&NI^w
template < typename T > &6~ncQWu
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const SOi(5]
{ 8B% O%*5`
return FuncType::execute(l(t));
^.><t+tM
} `Q!FMv6Y^
o@Cn_p^X
template < typename T1, typename T2 > ?><
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const O!@KM;
{ LRLhS<9
return FuncType::execute(l(t1, t2)); ]pucv!
} jv?aB
} ; "KQ\F0/
dBi3ZCAF
S+bWD7
同样还可以申明一个binary_op CUTEp/+
u9y-zhj_$
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 83O^e&Bt
class binary_op : public Rettype +{l3#Y
{ #,|_d>p:
Left l; C[/Uy
Right r; UmHJ/DI@
public : @,f,tk=\S
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} MHzsxF|
c# 4ZDjvm6
template < typename T > w7]p9B
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const hG0lR.:
{ JOoLHZQ1v
return FuncType::execute(l(t), r(t)); ;*$8iwBQ_
} ef1N#z%gt
1(\I9L&J
template < typename T1, typename T2 > MCO$>QL
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const :_b
=Km<
{ iLQt9Hyk
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ]ge^J3az$u
} 5)zj){wL
} ; H1c|b!C
aDJjVD
uq1(yyWp(
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 }A&Xxh!Fwo
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 J&0wl]w|O%
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) Ga/\kO)x_
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 '_yk_[/
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! i?s&\3--Y
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 _ZE$\5>-
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 E9+O\"e9
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) ~.y4
,-
下面是修改过的unary_op Ph!NYi,
@'| 6lG
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 68G] a N3
class unary_op 3@WI*PMc
{ LW8{a&
Left l; "u$]q1S
6W#F Ss~
public : tFP;CW!E
|$*9j""u
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 6"c!tJc7j
M97p.; ;
template < typename T > wP *a>a
struct result_1 =.2cZwxX$
{ {m*J95[
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 'H-YFB$l
} ; t6>Qe
^V;lZtZ
template < typename T1, typename T2 > >IydXmTy
struct result_2 Spw=+z<<Ub
{ P`Wf'C^h
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; L\'qAfR Z
} ; B
qiq
(DaP~*c3cC
template < typename T1, typename T2 > tNNg[;0
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const eOnl
sx/
{ +OuG!3+w
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); \\pyu]z
} (Y@|h%1W
f(ec/0W
template < typename T > F$.s6Hh.
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ENF@6]
{ ?fX8WRdh
return OpClass::execute(lt(t)); vM;dPE7
} UDq KF85H
1+ARV&bc
} ; Dve5m=
I6Q_A
745V!#3!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 RloPP
好啦,现在才真正完美了。 &7nfTc
现在在picker里面就可以这么添加了: /
{bK*A!
%cif0Td
template < typename Right > P VW9iT+c
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const hl~F1"q)
{ FQ ^^6Rl
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); u5|e9(J
} ?mUu(D:7D
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。 f9bz:_;W_
>~8Df61o`
b4OR`dd*J
gMMd=
M|]1}8d?
十. bind 8$olP:d
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 l\y*wr`
先来分析一下一段例子 e-av@a3
]ZATER)jq
JF=ABJ=
int foo( int x, int y) { return x - y;} IYC#H}
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 6df&B
.gg
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 (:muxby%
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 vrDRSc6_
我们来写个简单的。 < tq9
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: -k{R<L
对于函数对象类的版本: 6KTY`'I
QQ8W;x
template < typename Func > b:&$x (|
struct functor_trait .T
X& X
{ (6^k;j
typedef typename Func::result_type result_type; ZKL%rp_
} ; NUtyUv
对于无参数函数的版本: $q+`GXc-
3k0%H]wt
template < typename Ret > bj^m<}
struct functor_trait < Ret ( * )() > / kGX 6hh
{ UL"3skV
typedef Ret result_type; ]997`,1b
} ; K9Fnb6J$u
对于单参数函数的版本: LK5H~FK
.ai9PsZ?V
template < typename Ret, typename V1 > 1uQf}
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 3]'z8i({7Y
{ /RmCMT
typedef Ret result_type; {G&g+9c&
} ; aH"c0A
对于双参数函数的版本: ?d)|vX3Uf
EKD>c$T^
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ?8m/]P/~
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > /)|y+<E]}
{ ,]"u!,yHb
typedef Ret result_type; 8;NO>L/J]i
} ; k| o,gcU
等等。。。 $O-, :<HY
然后我们就可以仿照value_return写一个policy OwaXG/z~
_4]dPk#^
template < typename Func > l
d9#4D[#
struct func_return L?(rv.lb
{ Bb`^,?m
template < typename T > rI789q
struct result_1 ^)pY2t<^
{ ge8zh/`
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; s30_lddD
} ; Q.AM
!m2k0|9
template < typename T1, typename T2 > 'b,D;'v
struct result_2 U:e9Vq'N m
{ b2%[9)"I.
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; \&90$>h
} ; 0xcqX!(
} ; b4ivWb |`
X>>rvlD N
W'$~mK\
最后一个单参数binder就很容易写出来了 mY(
_-[W
9@B+$~:}7
template < typename Func, typename aPicker > A-$BB=Ot
class binder_1 i=+6R
{ I:"`|eHxv
Func fn; MzG.Qh'z
aPicker pk; kv b-=
public : 0k 8SDRWU
$z]l4Hj
template < typename T > 9=f'sqIPV
struct result_1 Nj\WvKG
{ =x}/q4}L
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; `-\"p;Hp0
} ; -~k2Gy;E
4+ gA/<
template < typename T1, typename T2 >
"kC>EtaX
struct result_2 ?_r"Fg;"
{ _K>m9Q2
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; {Se93o
} ; .Dmvgi]
Dn?L
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} H5{J2M,f
wSMgBRV#^
template < typename T > L\[jafb_`
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const nLg7A3[1v
{ H>]x<#uz)
return fn(pk(t)); Y# #J
} ~Zm(p*\T
template < typename T1, typename T2 > aRmS{X3
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const C*!_. <b
{ .Yx.Lm}
return fn(pk(t1, t2)); m.*+0NG
} Q~kwUZ
} ; u4'Lm+&O
uJ$,e5q
.8m)^ET
一目了然不是么? L%"Mp(gZ
最后实现bind C@-JH\{\T#
Yy}aQF#M
k*Kq:$9"
template < typename Func, typename aPicker >
T9^i#8-^
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) N\?iU8w=
{ DxBt83e
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); &}uO ]0bR
} oCrn
+l9avy+P(
2个以上参数的bind可以同理实现。 "n:9JqPb
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。 slx^" BF^
MqqS3
十一. phoenix a#1X)ot
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: AN;?`AM;
WA/\x
for_each(v.begin(), v.end(), d<Di;5
( ,]MX&]
do_ mR^D55k
[ k#.co~kS
cout << _1 << " , " lVdExR>H
] QEPmuG
.while_( -- _1), C*9m `xh
cout << var( " \n " ) vC7sJIch2<
) G-qxQD1wK
); )
l)5^7=W
f`%k@\
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: 580t@?
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 =h)H`
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 '54@-}D
那么我们就照着这个思路来实现吧: f
{
ueI<
X%dOkHarB
|z~?"F6 Y<
template < typename Cond, typename Actor > p,+~dn;=
class do_while &}FYz8w 2/
{ gLH(Wr~(a
Cond cd; NJp;t[v.^
Actor act; FueJe/~t
public : tL~|/C)d R
template < typename T > .UcS4JU
struct result_1 y+PukHY
{ pd6d(
typedef int result_type; ,-b9:]{L
} ; "`S61m_
bk<3oI
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} /vhh2`
ax<0grK
template < typename T > 2'_sGAH
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const uzo}?X#
{ $lqV(s
do jmIP c3O0
{ QNo}nl/N
act(t); <L-L}\-I"
} P(4[<'HO
while (cd(t)); rT#QA=YB
return 0 ; |] YT6-?.
} (xTHin$
} ; $Z j.
EPI*~=Z.U
&jJgAZ!
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). vV|egmw01
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 }S&{ &gh
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 CUG6|qu
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 q8oEb
下面就是产生这个functor的类: 1@y?OWC
xQ[YQ!l
~EN@$N^h
template < typename Actor > v<)
}T5~r
class do_while_actor k@2gw]y"
{ jK{MU) D+
Actor act; FD*y[A
?
public : =k_u5@.Z
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} K!9=e7|P
m$^7sFD$
template < typename Cond > '>6-ie^0
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; *<hpq)
} ; __9673y
/b*@dy
kC+A7k6
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 KpE#Ye&
最后,是那个do_ YPM>FDxDB
TKE)NIa
2/~v
class do_while_invoker i ]_fh C
{ a'\`Mi@rb
public : (3-G<