一. 什么是Lambda 2I*
7?`
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 py6|uGN
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, z}&?^YU*)`
nm_]2z O
$0~H~-
s=h
class filler ?4P*,c
{ ryg1o=1v/
public : bx_`S#*N
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} z:{'IY
} ; waz)jEk
Zui2O-L?V
w$MFCJ:p&
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: NTkGLD1e.
4p\<b8(9>
*Fi`o_d9[`
PbvRh~n
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); iC10|0%{
7Ps I'1v
FctqE/>}I
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 J\^ZRu_K
33z)F
dbQUW#<Q
-,C">T%\
二. 战前分析 Ne!F
p
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。 mtSOygd
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 ,u8)g;8s
ms@*JCL!t
^V#9{)B
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); FAkjFgUJp
/* --------------------------------------------- */ "7mYs)=
vector < int *> vp( 10 ); RB`Emp&T
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); GVP"~I~/:
/* --------------------------------------------- */ WvQK$}Ax4N
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); * $~H=4t
/* --------------------------------------------- */ N}HQvlLkF9
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); BQu_)@
/* --------------------------------------------- */ /Ut h#s:
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); Ab ,n^
/* --------------------------------------------- */ :vZ8n6J[
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); 'Alt+O_
J6r"_>)z
bw\fKZ
i`U:uwW`
看了之后,我们可以思考一些问题: 1D%3|_id^
1._1, _2是什么? 1BO$xq
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。 ?^t"tY
2._1 = 1是在做什么? t{Ck"4Cg
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。 2#:/C:
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。 (C>FM8$J
4=!SG4~o
U]jHe
三. 动工 (N{Rda*8
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: `@1y|j:m
lO3W:,3_a
QWz5iM
a$H*C(wL
template < typename T > D;VQoO
class assignment &/R`\(hEA
{ - e0C
Bp
T value; /I&Hq7SW`
public : Yt*2/jw^
assignment( const T & v) : value(v) {} $8zsqd 4?
template < typename T2 > K=T]@ix$
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } &~gqEl6RF
} ; BB@I|)9O(
WJ":BK{NM
golr,+LSo
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 {@, } M
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ^wN x5t
#2l6'gWE0
Fb#.Gg9b>
hiO:VA
class holder A`_(L|~
{ M0VC-\W7f
public : xEdCGwgp#
template < typename T > `7_=2C
assignment < T > operator = ( const T & t) const =.NZ{G
{ Au3>=x`
return assignment < T > (t); x}o]R
} l}odW
} ; t9T3e
k.=67L
a Mp*Ap
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: B^g+_;
5(e?,B }
static holder _1; G%0G$3W"
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 X{KWBk.1
?g9mDe;k
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); E)z[@Np
而不用手动写一个函数对象。 %. ^8&4$+
=qPk'n9i8
b[p<kMTir
;ELQIHnD"
四. 问题分析 DwM4/m
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。 ZfalB
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。 U U!M/QJ
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Cx$C+
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 v\7k
下面我们可以对这几个问题进行分析。 w}n:_e
]yu,YZ@7
五. 问题1:一致性 L$zI_
z
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?| !#cZ!
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 8was/^9;
jCdKau&9
struct holder HRS|VC$tz
{ SjgF&LD
// \%\b*OO
template < typename T > 4
4%jz-m
T & operator ()( const T & r) const <qZ"W6&&
{ Q|eRek
return (T & )r; $tvGS6p>
} [P#^nyOh(
} ; N_S>%Z+
LL3RC6;e
这样的话assignment也必须相应改动: G#n99X@-
`L0aQ$'>z
template < typename Left, typename Right > DDxNqVVt4
class assignment Zur7"OkQ
{ &We1i&w
Left l; u*_I7.}9
Right r; UJ'
+Z6d
public : g*$
0G
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} bm1+|gssn
template < typename T2 > =w&%29BYq
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } [{3WHS.
} ; ,Yhy7w
$$C5Q;7w!
同时,holder的operator=也需要改动: o?A/
5wXe^G
template < typename T > t6
:;0[j
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const {m5tgVi&
{ W"9iFj X
return assignment < holder, T > ( * this , t); g*8LdH6mq
} b:fy
'>FJk`iI
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。 -x
)(2|
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 pGw|T~e%
{#M=gDhbX
return l(rhs) = r; u:H@]z(x
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。 9_IR%bm
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: }D.?O,ue
?#]K54?
template < typename Tp > wP3PI.g-g
class constant_t @~6A9Fr
{ =QEg~sD^)s
const Tp t; rC] jz$sle
public : M52kau
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} J{72%S
template < typename T > YN4P
>d
const Tp & operator ()( const T & r) const 2 cfzLW(
{ N3^pFy`
return t; #|*;~:fz
} e2w$":6>
} ; ixN>KwH
V M[9!:
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 K8*QS_*
下面就可以修改holder的operator=了 S8j;oJ2d
u&l2s&i
template < typename T > EK.L>3
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const }]sI?&xB
{ ><iE VrpN
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); *|AnL}GJ
} 6Nx T W
dtjaQsJM^
同时也要修改assignment的operator() 2a*1q#MpAt
:0ND0A{K:
template < typename T2 > HC
w$v#
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } jsTb0
现在代码看起来就很一致了。 `xe[\Z2
YlOYgr^
六. 问题2:链式操作 4@#1G*OO
现在让我们来看看如何处理链式操作。 sw*k(i
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 a AYO(;3
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 (omdmT%D
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 r5[om$|*
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct q p|T,D%
,G1|]
~
template < typename T > z2t;!]"'l
struct result_1 "Gcr1$xG8!
{ `(aU_r=
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 4,f[D9|:
} ; (]j*)~=V
n]4)~ZIAU
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: heZ)+}U~
93fKv
template < typename T > `u:U{m
struct ref #c4LdZu9
{ Jf`;F :
typedef T & reference; M4M
4*o
} ; c}vy9m$B_
template < typename T > tZ>>aiI3
struct ref < T &> u]E% R&
{ @&+h3dV.V
typedef T & reference; LYh5f#
} ; P;KbS~ SlC
[OG-ZcNu?
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: aVuan&]*=
Cd#*Wp)s
template < typename T > f&`v-kiAn=
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const )Tngtt D
{ 9 N=KU
return l(t) = r(t); [gzU/:
} -j3 -H&
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。 bXq,iX
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 2 T{PIJg3
\,
n'D
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 BO[Q"g$Kon
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: X_s;j5ur
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 #CV(F$\1{
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 i40r}?-
最后的布局是: &:]_a?|*S
Add o)}b Fw
/ \ voQ, K9
Divide 5 oBqP^uT>a|
/ \ Fh v)
_1 3 :;0?;dpO
似乎一切都解决了?不。 {KwLcSn
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。 /7S]%UY
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。 +KFK..
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: aSHZR
?0[%+AD hM
template < typename Right > &[cL%pP
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const w])~m1yW
Right & rt) const [$[t.m
{ ieBW 0eMi
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); (/"T=`3t
} .[cT3l/t
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 UMhM8m!=o
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 &[*<>
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 08k1 w,6W
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 .E;6Xx_+r
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 od^ha
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? QH\*l~;B\
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: ^fK8~g;rB
I]SR.Yp%
template < class Action > qwFn(pK[
class picker : public Action m$LZ3=v%8
{ 73}k[e7e
public : /Z2*>7HM8[
picker( const Action & act) : Action(act) {} w5n>hz_5
// all the operator overloaded w5|@vB/pj
} ; P#ru-0DD
-m'a%aog
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。 ?U-p
jjM
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: w4L\@y3
^;@Bz~Z
template < typename Right > '3hvR4P
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const ^ *
DKF
{ 0l 3RwWj
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 4QIvxH
} $ @1&G~x
`SW`d<+L
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > eHnC^W}|s
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。 MeplM$9
{{EQM
+
template < typename T > struct picker_maker RuRJ jcnY
{ gu:..'V
typedef picker < constant_t < T > > result; ;'o>6I7Ph
} ; ?J6hiQvL
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > qA30z%#z_
{ /=r&9P@Ay<
typedef picker < T > result; \17)=W
} ; n.1a1 Tf
P{>T?-Hj
下面总的结构就有了: ?q,x?`|(8
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 WLh_b)V|
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 0e7v ?UT
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 x~{m%)I
至此链式操作完美实现。 N@d4)
X 4/r#<Da
=~EQ3uX
七. 问题3 1}ToR=
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 [e^i".
W}=2?vHV=
template < typename T1, typename T2 > EvECA,!i
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const y4?>5{`W
{ uPo>?hpq+
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); n--`zx-['
} RgRcW5VxK
3t_5Xacj
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: X*Q7Yu
HE,wEKp
template < typename T1, typename T2 > 6)bfd^JYn
struct result_2 s[s^z<4G
{
>=Rb:#UM
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; jgMWjM6.
} ; G:&Q)_
l{pF^?K
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? Z$hxo)|
这个差事就留给了holder自己。 <s{/ka3
fsmH];"GD
Sqge5 v
template < int Order > VI+Y 4T@
class holder; .-34g5
template <> d[Fsp7U}
class holder < 1 > .ZJh-cd
{ e| l?NXRX
public : 2'}2r ~6
template < typename T > hs*:!&E
struct result_1 {Y/
{ 02+^rqIx5
typedef T & result; LaIif_fie^
} ; ){(cRB $
template < typename T1, typename T2 > SMy&K[hJ[
struct result_2 LpiLk| 2i
{ d)AkA\neWo
typedef T1 & result; a*D|$<V
} ; \C6m.%%={R
template < typename T > EPg?jKZava
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const e,4G:V'NX
{ F3f>pK5
return (T & )r; xAO]u[J
} h7w<.zwu
t
template < typename T1, typename T2 > Bl1I "B
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ]f c:CR
{ q>X:z0H
return (T1 & )r1; \ lKQ'_
} <;T7qEIlo
} ; @kK=|(OB'
s1FBz)yCY=
template <> D|BN_ai9
class holder < 2 > PDsLJ|:yL
{ N1-LM9S
public : >@|<1Fx|
template < typename T > -Tt}M#W
struct result_1 $k?L?R1
{ >*(>%E~H
typedef T & result; M]{!Nx
} ; . =5Jpo
template < typename T1, typename T2 > iUKj:q:
struct result_2 YsDl2P
{ E}GSii%S
typedef T2 & result; /6fPC;l
} ; M#p,Z F
template < typename T > 'GyPl
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const yUG5'<lX
{ (l,o UBRr
return (T & )r; s [!SG`&
} j
AE0$u~.
template < typename T1, typename T2 > ,jWd?-NH
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const X>4`{x `
{ 9..k/cH
return (T2 & )r2; Rju8%FRO
} Z8@]e}n
} ; |{nI.>
LKZI@i)
aVb]H0
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> >。 *l^'v9
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: d7P @_jO6
首先 assignment::operator(int, int)被调用: pSP_cYa#(#
KWUz]>Z
return l(i, j) = r(i, j); 0_EF7`T
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) f#t^<`7
xRUYJ=|oh
return ( int & )i; >KPJ74R
return ( int & )j; ]4yvTP3[Rm
最后执行i = j; O+$70
可见,参数被正确的选择了。 MocH>^,
5HN<*u%z
m [g}vwS
dNobvK
Y<+4>Eh
八. 中期总结 |gz,Ip{
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: SDwSlwf
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 bij?q\
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 s*f.` A*)
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 12a #]E
(`u!/
B`aAvD`7
%},gE[N!J
o;mIu#u
o0L#39`'g
九. 简化 A] 9JbNV
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 :c t+.#
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 yh:,[<q
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: Z]f2&
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 bEKLameKv
+-*/&|^等 l'T0<
2. 返回引用。 5m42Bqy"
=,各种复合赋值等 j%;)CV
G"
3. 返回固定类型。 HH?*"cKF~
各种逻辑/比较操作符(返回bool) r<v%Zp
4. 原样返回。 O:)IRB3
operator, ~S6 {VK.
5. 返回解引用的类型。 [R>
operator*(单目) ][nUPl
6. 返回地址。 P{eRDQ=
operator&(单目) #pSOZX
7. 下表访问返回类型。 oDUMoX%4s
operator[] \T9UbkR
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 \<B6>
operator<<和operator>> WZ&@
J B
L@r.R_*H?s
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 sV[Z|$&Z
例如针对第一条,我们实现一个policy类: Xb*_LZAU
hhAC@EGG
template < typename Left > M[u3]dN
struct value_return 4d
G-
{ "}p?pF<'0
template < typename T > --`LP[ll
struct result_1 #\BI-zt
{ [Z\1"m
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ?w/nZQWi
} ; .~L4#V{c~
zI! R-Nb
template < typename T1, typename T2 > (H+[ ^(3d2
struct result_2 v:MS0]
{ 2TEeP7
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 7RE6y(V1
} ; B:4qW[U#
} ; 2bnIT>(
[V,
;X
:s '"u]
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait (B,t
1+%
*u'`XRJU/
下面我们来剥离functor中的operator() $S8bp3)
首先operator里面的代码全是下面的形式: }#*zjMOz
$Wzv$4;
return l(t) op r(t) [KI`e
return l(t1, t2) op r(t1, t2) I%>]!X
return op l(t) ?{,)XFck
return op l(t1, t2) 14 'x-w^~k
return l(t) op up3<=u{>
return l(t1, t2) op ysJhP .
return l(t)[r(t)] OCO,-(
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ' 5 qL
B4Af
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: `AHNk7 t=
单目: return f(l(t), r(t)); 5zw23!
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); )|R0_9CLV
双目: return f(l(t)); 1vK(^u[
return f(l(t1, t2)); `Mn{bd
下面就是f的实现,以operator/为例 N vHy'
sk6|_
struct meta_divide N|d.!Q;V.y
{ a 8hv .43
template < typename T1, typename T2 > (Zn3-t*
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ,
gr&s+
{ GVc[p\h(
return t1 / t2; V'f5-E0
} Qn)[1v
} ; 1fhK{9#
\BcJDdL
这个工作可以让宏来做: ]AA*f_!
r]EZ)qp^@
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ X:-bAu}D
template < typename T1, typename T2 > \ PSqtZN
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ~uZLe\>K
以后可以直接用 VfC[U)w*vm
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ySK Yqt z
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 YSz$` 7i
(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。。。) hPi
:31-0
0R 5^p
2td|8vDA
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 -kri3?Y,
X.AWs=:-
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 'j<:FUDJ
class unary_op : public Rettype [(P[qEY
{ <\9Ijuq}k
Left l; V?V)&y] 4
public : Nw$[a$^n
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ^AjYe<RU}
KYmWfM3^
template < typename T > I;.!
hV>E
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
;/^]|
{ - Zoo)
return FuncType::execute(l(t)); y7IbE
} (zro7gKked
?r'TH/>
template < typename T1, typename T2 > nh&J3b}B!
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const -k[tFBlw
{ e5>5/l]jsg
return FuncType::execute(l(t1, t2)); v6DxxE2n
} )"c]FI[}
} ; L1!hF3G
MV;Y?%>
GKsL~;8"
同样还可以申明一个binary_op )bCG]OM7<
Rw
ao5l=x
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > >&Ui*
class binary_op : public Rettype 0@e}hv;
{ {Fp`l\,
Left l; s8yTK2v2\
Right r; PxVI{:Uz
public : 6v2RS
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} !%RJC,X
#9hXZr/8
template < typename T > x [{q&N!"`
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const vu'!-K=0
{ SL\y\GaV
return FuncType::execute(l(t), r(t)); ?ZuD
_L-i
} HHIUl,P
i h$@:^\
template < typename T1, typename T2 > vPl6Dasr
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const WVT5VJ7*
{ $6&GAJe
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); z Jo#3
} <;,S"e
} ; Th;gps%b
Z/6'kE{l
K'{W9~9Lq
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 LnI{S{]wDh
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ~q]|pD"\K|
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) \l=KWa 3Q
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。 Q1ABnacR
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! }2BH_
2
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。。。 [>M*_1F
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 [,o5QH\Etq
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) v1X&p\[d
下面是修改过的unary_op r@ T-Hi
),y!<\oQ
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > rm)SfT<
class unary_op !8" $d_=h
{ T?]kF-
Left l; #-gGsj;F
QC\g%MVG
public : rPo\Dz
{7Gx9(
unary_op( const Left & l) : l(l) {} l`M5'r]l
d[>N6?JA/
template < typename T > {Z?$Co^R
struct result_1 +.gf]|
{ sQ>B_Y!
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; b!^M}s6
} ; =@1R ozt
;*)fO?TG)
template < typename T1, typename T2 > e0|_Z])D
struct result_2 UP~WP@0F
{ B~_,>WG
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; cpF1Xp vT
} ; -|k&L}\OB0
S4{ Mu(^xT
template < typename T1, typename T2 > HV$9b~(
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const z7@(uIl=X
{ Ah" 'hFY
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 4*D fI
} Kixr6\
Q0L@.`~
template < typename T > m>abK@5na
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 7{Ki;1B[w
{ P"V{y|2
return OpClass::execute(lt(t)); V'Z&>6Z
} 68J 9T^84
/XW&q)z-Hl
} ; 8=n9hLhqo
F; MF:;mM
e0~sUVYf
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug 1o;g1Z/
好啦,现在才真正完美了。 n2jvXLJq
现在在picker里面就可以这么添加了: r{_B:
V&mH#k
template < typename Right > Ha=_u+@
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const }:RT,<
{ %EJ\|@N:
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
pT3X/ra
} {w |dM#
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 &sZ9$s:(^
zldfRo\wl
)y%jLiQv
*gM,x4 Y
EI=Naq
十. bind V>FT~k_"
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。 d4y9AE@k
先来分析一下一段例子 FUyB"-<
s.R-<Y3
68koQgI[^
int foo( int x, int y) { return x - y;} |b$>68:
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 F}6DB*
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 wDT>">&d
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 N"Qg\PS_
我们来写个简单的。 tT@w%Sz57N
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: MG7 ?N #
对于函数对象类的版本: "wnpiB}
}pl]9
template < typename Func > T}L^CU0
struct functor_trait Ci7P%]9
{ 7K>D@O
typedef typename Func::result_type result_type; eKZ@FEZ
} ; C%}]"0Q1
对于无参数函数的版本: &dhcKO<4
%Ycx C0S[
template < typename Ret > kf%&d}2to
struct functor_trait < Ret ( * )() > "*++55
{ .N~PHyXZR
typedef Ret result_type; .>mH]/]m
} ; ]>R`;"(
对于单参数函数的版本: AW,v
V;h=8C 5J
template < typename Ret, typename V1 > e/"yGQu
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > X q}Ucpj
{ HE#,(;1i
typedef Ret result_type; lZ|L2Yg3uB
} ; ||-nmOy
对于双参数函数的版本: Vs#"SpH{'
z-EwXE
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > jd%Len&p
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > nS_Ta
{ @~m=5C
typedef Ret result_type; <Rcu%&;i
} ; [[R7~.;
等等。。。 fD1?z"lo
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ;y>S7n>n:
o"rq/\ovv
template < typename Func > Ds%9cp*6
struct func_return ~Cjz29|gp
{ "w}-?:# j
template < typename T > f4]N0
struct result_1 Nls83 W
{ E,{GU
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; {>8Pl2J
} ; )y9 ;OA
Y/.AUN
Z
template < typename T1, typename T2 > &+mV7o
struct result_2 A/q2g7My
{ ifXW
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
!M
} ; Ye9Y^+-
} ; %'Zc2h&z
,N53Iic
&4,WG
最后一个单参数binder就很容易写出来了 |u@+`4o
OFc\fW#
template < typename Func, typename aPicker > ojHhT\M`
class binder_1 !Y (apVQ
{ t#C,VwMe[
Func fn; >\V6+$cNp
aPicker pk; ]UDd :2yt
public : q[7CPE0n
9<yAQ?7L
template < typename T > \+-zRR0
struct result_1 +' %@!
{ bS>R5*Zp
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; HF"Eys
} ; >~_Jq|KBB
6+.>5e
template < typename T1, typename T2 > a:85L!~:l
struct result_2 n.*3,4.]
{ PU W[e%
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; U^MuZ
} ; .%q$d d>>
4SgF,ac3r
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ?w-1:NWjt
ebqg"tPN{
template < typename T > >R!"P[*
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const pz{'1\_+9
{ )zU:
return fn(pk(t)); ]*qU+&
} axmsrjW#
template < typename T1, typename T2 > 7paUpQit
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const EIr@g
{ _a](V6
return fn(pk(t1, t2)); @Mm/C?#*O
} ._?V%/
} ; %SAw;ZtQ:
`OqM8U
@
;j{7!GeKa
一目了然不是么? lwc5S`"
最后实现bind MaO"#{i
gH[,Xx?BN!
Ojq]HM6f
template < typename Func, typename aPicker > zJ+3g!
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) mzWP8Hlw
{ \<~}o I
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); OsQkA2=
} Z|G/^DK!
Us,)]W.S
2个以上参数的bind可以同理实现。 =!BobC- [b
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 afHaB/t{R
ks*Y9D*=
十一. phoenix ciudRK63M
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: uRE*%d>
)P?IqSEA%
for_each(v.begin(), v.end(), re^Hc(8M
( >c4/?YV
do_ 'cV?i&;
[ yhpz5[AuO
cout << _1 << " , " rEdY>\'
] `9Yn0B.
.while_( -- _1), _%~$'Hy
cout << var( " \n " ) 54{q.I@n
) +`B'r
'
); 3uV4/%U
w7FoL
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: 8Hi!kc;f6>
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 ^rL_C}YBj-
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 %y&]'A
那么我们就照着这个思路来实现吧: <_Eg?ePW#
9xFO]Y"
Pao%pA.<
template < typename Cond, typename Actor > Ye5jB2Z
class do_while wG1l+^p
{ Ts9ktPlm
Cond cd; z
x@$RS+]
Actor act; "7,FXTaer
public : ~>Kq<]3~
template < typename T > nPN?kO=]
struct result_1 JN4fPGbV
{ {^}0 G^
typedef int result_type; paW@\1Q
} ; wJeG(h
Md,pDWb
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} v.=/Y(J
maNW{"1
template < typename T > %g3,qI
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const DWU`\9xA*
{ ffe1lw%
do j}:~5 |.
{ :K':P5i
act(t); =8Ehrlq
} D)Q)NI
while (cd(t));
fvEAIs
return 0 ; nwA8ALhE
} ?kTWpXx"=
} ; $s\UL}Gc
;@3FF
FS"eM"z
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). a.@qGsIH
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 ~Rpm-^
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 ~+G#n"P n
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 P[ r];e
下面就是产生这个functor的类: 47r&8C+&\
X^@I].
17|np2~
template < typename Actor > Sv'y e
class do_while_actor l"(6]Z 4
{ e`K)_>^n#
Actor act; Zg~nlO2
public : ]m4OIst
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} *\uM.m0$
0d^Z uTN
template < typename Cond > p\p\q(S">
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; e@#kRklV&
} ; 5J2=`=FK
1ocJ+
;CHi\+` 5
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ~utJB 'gr
最后,是那个do_ ziE*'p
L';MP^
Y&HK