一. 什么是Lambda DKAqQ?fS
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 (YF`#v6
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, DF-`nD
b{=2#J-
8 qt,sU
{O*WLZ {0
class filler "GEJ9_a[
{ M%7{g"J*
public : 9Ruj_U
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} ;"hED:z6%
} ; +u#;k!B/>
d_BECx<\
YgNt>4K
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: ^]3Y11sI
sWP5=t(i+9
5m!FtHvm1
Cb7f-Eag
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); tI|?k(D
A,{X<mLFb
<f &z~y=
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Dj'aWyW'
X(U
CN0#
?~$0;5)QC
/L'r
L
二. 战前分析 TYGUB%A
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.vA~a
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 qv y~b
Ci0: -IS
"jH=O(37
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); "G-}
wt+P
/* --------------------------------------------- */ 1-r#v
vector < int *> vp( 10 ); L!Iu\_{q
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); eEePK~%c
/* --------------------------------------------- */ Fd*)1FQKT
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); <[ />M
/* --------------------------------------------- */ :^tw!U%y1
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); j-8v$0'
/* --------------------------------------------- */ M>VT$!Lx
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); SCs@Q
/* --------------------------------------------- */ T3,"g=
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); 2`tdH|Z`
1O>wXq7q
D]S@U>]M!
_]a8lr+_-
看了之后,我们可以思考一些问题: q{5wx8_U
1._1, _2是什么? O}I8P")m
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。 Veo:G{
2._1 = 1是在做什么? (xf_
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。 RO+B/)~0<
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。 19Xc0ez
m=<Tylv
w?)v#]<-
三. 动工 6ziiV_p
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: @d]I3?`
sgp5b$2T.
/ PDe<p
S
C7Tp4
template < typename T > rVgz+'rFD[
class assignment rxH*h`Xx@
{ 3e4; '5q;
T value; p%toD{$
public : 8d|omqe~P
assignment( const T & v) : value(v) {} U]tbV<m%
template < typename T2 > jX}}^XwX
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } <NZ^*]
} ; ++n"`
]o,
6nqG;z-IXJ
,#3u.=IR[
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 {WQH
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 20750G
Oa~|a7 `o
MG)wVS<d_
M>W-lp^3
class holder GxE"q-G
{ J0CEZ
public : @ FVan
template < typename T > ~WXT0-,
assignment < T > operator = ( const T & t) const NSH20$A<
{ }_93}e
return assignment < T > (t); }`#OA]NZ
} dR~4*59Bg
} ; y`O !,kW
}1E'a>^|
P=PcO>
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: wQbN5*82
2g5Ft
static holder _1; >Pne@w!*
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 d MQ]=
B7r={P!0
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); [~03Z[_"/
而不用手动写一个函数对象。 5ws|4V
,_;+H*H>"
l^aG"")TH.
`X[L62D
四. 问题分析 m8'B7|s
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 n!=%MgF'*p
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 PhF.\Wb
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ReE-I/n8f
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 zK`fX
下面我们可以对这几个问题进行分析。 5N
"fD{v{
XOgl>1O
五. 问题1:一致性 R\k=
CoJJ
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| pwo5Ij,~q
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 F F<xsoZJ
KNT(lA0s
struct holder "^E/N},%u5
{ 9l).L L
// }%(e`[?1
template < typename T > 7L~LpB
T & operator ()( const T & r) const E +\?|q !T
{ > w:+nG/r
return (T & )r; lg` Qi&
} >;V ?s]
} ; 6v~` jS%3
y,&.<Yc
这样的话assignment也必须相应改动: pW ]+a0j
P\<dy?nZ
template < typename Left, typename Right > N2:};a[ui5
class assignment 3Mw\}q
{ ^.bYLF
Left l; [0|g3K!A
Right r; UB[tYZ
public : JTbg8b
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} RDU,yTHq
template < typename T2 > O%? TxzX;
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } .Rt_j
} ; !u~h.DrvZ
G8xM]'y
同时,holder的operator=也需要改动: v~^c-]4I
?^]29p_
template < typename T > W+k`^A|@
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const PZ5BtDm
{ w5*?P4P
return assignment < holder, T > ( * this , t); P<P4*cOV
} rN6@=uB
)o!y7MTl
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 0{M=^96
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 5Pmmt/Z
`L<f15][
return l(rhs) = r; !wH7;tU
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 @k+Z?Hp
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 4T#B7wVoM
v%RcwVt|
template < typename Tp > 9^l[d<
class constant_t &t)dE7u5
{ 9y=$|"<(
const Tp t; K07SbL7g!p
public : _nw=^zS
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} {SH+lX0]{
template < typename T > Z9-HQ5>
const Tp & operator ()( const T & r) const mq~rD)T
{ 6GVj13Nr
return t; -$Bom
} qc^u%
} ; zrfE'C8O
' k~'aZ
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 \m @8$MK
下面就可以修改holder的operator=了 b|U48j1A
z9mmZqhK\
template < typename T > &sbA:xZBA
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const (lv|-Phc.
{ GCx1lm
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); Jp)>Wd
} n]&/?6}
GRpS^%8i@
同时也要修改assignment的operator() f:5(M@iO.
O[+![[N2
template < typename T2 > kIS&! V
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } S0.
现在代码看起来就很一致了。 4ujw/`:/m
PMr
{BS
六. 问题2:链式操作 S-^y;#=
现在让我们来看看如何处理链式操作。 `_{'qqRhe
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。 sW%U3,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。 K{[yS B
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。 dRg1I=|{_
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ,aI 6P-
#;. tVo I
template < typename T > }9T$ XF~
struct result_1 G'c!82;,?
{ `5}XmSJ?5
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; x7$U
} ; $q#|B3N%
x:8x GG9
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: M7vc/E}]n
2YvhzL[um
template < typename T > 0Eq.l <
struct ref 9k.LV/Y
{ @+A`n21,O
typedef T & reference; V^Wo%e7#u[
} ; yO
Cv-zm
template < typename T > $^R[t;
struct ref < T &> x9r5 ;5TI
{ ,6rg00wGE
typedef T & reference; }vBk,ED
} ; .Ajs0 T2
^T\JFzV
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: Ikiv+Fq(
k>#,1GbNZy
template < typename T > ,lm.~% }P*
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const e#`wshtN:
{ T1m097
return l(t) = r(t); W2h^ShG
} 061@N=p8
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 nIVPh99
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 _$/(l4\T[
k^gnOU ;
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 NC::;e
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: MNip;S_j
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 i}Ea>bi{N
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 %)_R>. >
最后的布局是: Pz3jc|Ga
Add :,<e
/ \ V/i&8UMw
Divide 5 -)@DH;[tb
/ \ ) ^PY-~o[
_1 3 N3E Qq~lX
似乎一切都解决了?不。 MO)N0{.b
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。 o?uTL>Zin
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。 :pQZ)bF
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: DV +DJcF
l'-dB
template < typename Right > vvw6 GB,M
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const w C]yE\P1
Right & rt) const j<!rc>)2+L
{ 0}$",M!p
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); gsufd{{
} Uj}iMw,
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ' U {?"FP
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 Fc>W]1
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 :av6*&+
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 c_a*{L|c
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 Bn*D<<{T
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? `/ix[:}m^
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: Fs_V3i3|L
J!%Yy\G
template < class Action > zllY$V&<!
class picker : public Action AR'q2/cw
{ [La=z7*
public : +jzpB*@
picker( const Action & act) : Action(act) {} \Oh9)X:I
// all the operator overloaded }K9Vr!
} ; -?<wvUbR{
q{Hk27kt
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。 uc~PKU?tO
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: D8slSX`6j
O-:#Q(H!
template < typename Right > u9}}}UN!
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const 8m1@l$
{ ":?>6'*1
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); @P+k7"f
} @m! ~![
"v4;m\g&:
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 3nf+imAF
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。 VztalwI
YMLo~j4J
template < typename T > struct picker_maker 1eI>Yy>}
{ *\m
53mb
typedef picker < constant_t < T > > result; AS`0.RC-
} ; Hk8:7"4Q
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > F6Z l#eL
{ KbVV[ *
typedef picker < T > result; 7qA);N
} ; =K{$?%"
MzYTEe&-L
下面总的结构就有了: K$(&Qx}
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。 3WS`,}
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。 i}ypEp
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 sLzcTGa2:z
至此链式操作完美实现。 t*y4)I !gR
Qpiv,n
wcP0PfY
七. 问题3 ~ C6<75
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。 9+h9]T:9
8e)k5[\m
template < typename T1, typename T2 > [ivz/r(Rj
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const @^}
%
o-:
{ ,7SLc+
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); n@{fqj
} jfZ(5Qu3.H
3G8BYP
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: DzO0V"+H}k
bmhvC9
template < typename T1, typename T2 > cEi{+rfZd|
struct result_2 |gx{un`
{ l/[@1(F
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; JT&CJ&#[h
} ; :1eI"])(
@no]*?Gpa
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? %m!o#y(hD`
这个差事就留给了holder自己。 h1G]w/.ws
Y}'C'PR
i;*c|ma1>
template < int Order > zC!]bWsD
class holder; l@4hBq
template <> |M`B
class holder < 1 > rAIX(2@cR_
{ k!t5>kPSQ
public : nVw]0Yl
template < typename T > REB8_ H"
struct result_1 ?(>7v[=iT
{ <|k!wfHL
typedef T & result; D}vgXzD
} ; 6Z
~>d;&9
template < typename T1, typename T2 > >FFZ8=
struct result_2 ?tE}89c
{ vTQQd@
typedef T1 & result; ^2|gQ'7<
} ; uCF+Mp
template < typename T > 7<x0LW
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const AUcq\Ys
{ 7xB#) o53
return (T & )r; `r'q(M
} @5\OM#WT~&
template < typename T1, typename T2 > >k*QkIyq
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const u!oHP
{ a+)Yk8%KY
return (T1 & )r1; f'TjR#w
} 03J,NXs
} ; 5&v'aiWK
tz
j]c
template <> 8|{:N>7
class holder < 2 > X}0NeG^'O
{ X|L.fB=
public : `hM`bcS
template < typename T > ~^$ONmI5
struct result_1 H.XD8qi3W
{ 6#7f^uIK
typedef T & result; 1Ls@|
} ; ly%$>BRU
template < typename T1, typename T2 > g10$pf+L
struct result_2 99G/(Z}
{ Df||#u=n
typedef T2 & result; m/=,O_
} ; 8<0H(lj7_
template < typename T > `5<
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const UY*Hc
{ 2$yKa5SaX
return (T & )r; Hlp!6\gukp
} Otj=vGr0
template < typename T1, typename T2 > *W y0hnr;]
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const D(Zux8l
{ _ D1bR7
return (T2 & )r2; ,[,+ _A
} yx3M0Qo
} ; g~h`wv'
knh^q;q*
VhT4c+Zs
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> >。 k`Ab*M$@Xs
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: SEr\ u#
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 2U2=ja9:Y
'|':W6m,
return l(i, j) = r(i, j); YTL [z:k}
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) I"#jSazk
[X#bDO<t
return ( int & )i; =+T{!+|6P
return ( int & )j; 0@C`QW%m
最后执行i = j; g % q7
可见,参数被正确的选择了。 ppN96-]^0
|q^e&M<
rVzjLkN^
P-K\)65{Y
!O@qqg(>
八. 中期总结 ]d_Id]Qa+
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: "@Ra>qb
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 Ik>sd@X*|
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 %((F}9_6
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 3*CF !Y%
<\8dh(>
Yt++?
;EW]R9HCH
~PHAC@pU
W!4GL>9m}A
九. 简化 }(Nb]_H
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。 <po.:c
Ce
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 9x ?" %b
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: -x_b^)x~b7
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 RSG4A>%!mI
+-*/&|^等 DvF`KHsy
2. 返回引用。 W>wIcUP<<
=,各种复合赋值等 %LXk9K^]e
3. 返回固定类型。 t&mw@bj
各种逻辑/比较操作符(返回bool) Z7JI4"
4. 原样返回。 +NxEx/{
operator, ?%{bMqYJD{
5. 返回解引用的类型。 igOjlg_Q
operator*(单目) L=Dd`
6. 返回地址。 5Jp@n .
operator&(单目) {ogGi/8
7. 下表访问返回类型。 VHM ,W]
operator[] |n=m8X
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 p !AQ
operator<<和operator>> 2!~j(_TA
2etcSU(y>
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。 -86 9$
例如针对第一条,我们实现一个policy类: REW
*6:
{b<p~3%+Hc
template < typename Left > 9TO
struct value_return 2Q|Vg*x\U
{ 3VCyq7B^
template < typename T > 9:!n'mn
struct result_1 (5_l7hWY
{ uWG'AmK_#E
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; isj<lnQ
} ; # h/-
Rr^<Q:#"<|
template < typename T1, typename T2 > r}WV"/]p
struct result_2 8niQG']
{ }z,4IHNn
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; B:n9*<v(
} ; bo$xonV @y
} ; b}9K"GT
YCeE?S1gk3
ZJP.-` U
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait -tF5$pb'
#`:60#l
下面我们来剥离functor中的operator() \'GX^0yK
首先operator里面的代码全是下面的形式: Al$"k[-Uin
x,2+9CCU
return l(t) op r(t) G( nT.\
return l(t1, t2) op r(t1, t2) LdU, 32
return op l(t) wQ2'%T|t
return op l(t1, t2) y
8];MTl
return l(t) op 'hVOK(o0
return l(t1, t2) op :?RooJ~#
return l(t)[r(t)] }qmZ
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ?)",}XL6
R{8nR00|1
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: 3`n5[RV
单目: return f(l(t), r(t)); 3+{hO@O
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); WWrDr
双目: return f(l(t)); !!o69
return f(l(t1, t2)); 5A7!Xd
下面就是f的实现,以operator/为例 .o:Pe2C
QP7EP aW
struct meta_divide s8WA@)L
{ z/F(z*'v
template < typename T1, typename T2 > QD+dP nZu
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) w<J$12
"p+
{ 2(5wFc
return t1 / t2; `2J6Dz"W
} `;hsOfo
} ; oE"!
n1y#gC
这个工作可以让宏来做: r7C
m
yHCQY4/
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ G+m|A*[>
template < typename T1, typename T2 > \ I =qd\
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; W5
fO1F
以后可以直接用 R|$=Pfg~4
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) }&y>g0$@
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 m3F.-KPO
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) }-V .upl
?j?{}Z
%a8'6^k
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 C(}9
6DaH+
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > m1]rLeeEt
class unary_op : public Rettype zST#X}
{ %Q1v8l.}
Left l; R@=ve
%a-
public : Rk"VFe>r
unary_op( const Left & l) : l(l) {} viD+~j18
, *e^,|#
template < typename T > }UXj|SY
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const x@v,qF$K
{ WB6g i2
return FuncType::execute(l(t)); gSZNsiH
} >kz5azV0
V/"0'H\"1
template < typename T1, typename T2 > 6xk"bIp
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 9{70l539
{ /-^gK^
return FuncType::execute(l(t1, t2)); WE|L{
} a}M7"v9
} ; bk2HAG
GQ2&D}zh
PLFM[t/
同样还可以申明一个binary_op j:)
(`
V,|l&-
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > m ~fqZK
class binary_op : public Rettype y<BiR@%,7
{ A{x&5yX8
Left l; ]8+%57:E
Right r; EVgn^,
public : T"kaOy
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} mRj-$:}L
rU<
H7U
template < typename T > x:xKlPGd
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const BB--UM{7
{ *S~. KW [
return FuncType::execute(l(t), r(t)); w]tv<U={
} Eqp?cKrji
Mr2dhSQ!
template < typename T1, typename T2 > Fdm7k){A
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const BxG0vJN|
{ aNn < NW
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); nLto=tNUO
} >5/dmHPc
} ; o[+1O
U QXT&w
.X_k[l 9
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 .g(yTA
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 e<~uU9
lg1
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) }`5%2iG
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。 fAUtqkB
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Tud[VS?99
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。。。 &:akom8
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 0eq>
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) 9S=9m[#y'
下面是修改过的unary_op hS*3yCE"8
zoC/Hm
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > >AN`L`%2
class unary_op fU>"d>6!S
{ $o/?R]h
Left l; J:#B,2F+^
oF]0o`U&a
public : E`LML?
Fd5{ pM3
unary_op( const Left & l) : l(l) {} +Y)rv6}m
J24UUZ9&$
template < typename T > H&mw!=FV0
struct result_1
ReZ|q5*
{ B964#4&
9
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; >I]t|RT])
} ; Z7k {7
5y}}?6n+
template < typename T1, typename T2 > .[= 0(NO
struct result_2 -M%n<,XN0
{ Pk~P
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; qZKU=HM
} ; !rTh+F*
3<m"z9$
template < typename T1, typename T2 > HQ/PHUg2
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const *ubLuC+b
{ 9g^@dfBV
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); :#d$[:r#
} D'Byl,W$
Uk|Xs~@#E
template < typename T > d?b2jZ$r]
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const )l[ +7
{ UbY-)9==
return OpClass::execute(lt(t)); JY9Hqf
} cU%#oEMf<
uZm<:d2%)
} ;
A-ir
> ^n'
F~W*"i+EZ
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug W`6nMFg
好啦,现在才真正完美了。 VIAj]Ul
现在在picker里面就可以这么添加了: (zk'i13#6
Sh2q#7hf
template < typename Right > >,uof ?
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const Xw9,O8}C7
{ e)!X9><J
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ]~3wq[O
} zHDC8m
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 9OF5A<%"u
{YK6IgEsJe
Z0b1E
'(^p$=3|@D
#mx;t3ja7
十. bind RL.%o?<&?
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
G{N
先来分析一下一段例子 7lR(6ka&/
|],{kUIXO
""CJlqU
int foo( int x, int y) { return x - y;} I*6L`#j[
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 9co
-W+
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 *v l_3S5_
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。 dr,j~ s
我们来写个简单的。 3~s0ux[
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 6NJ La|&n
对于函数对象类的版本: 'qQDM_+
9XobTi3+'
template < typename Func > 99:`58G
struct functor_trait ]$0{PBndW
{ (5_o H
typedef typename Func::result_type result_type; AWD &K!
} ; ={={W
对于无参数函数的版本: vQu) uml
tQo"$ JN}
template < typename Ret > W=I%3F_C"R
struct functor_trait < Ret ( * )() > oUltr
{ :T%,.sH
typedef Ret result_type; n9cWvy&f
} ; -}4 H'%Z(i
对于单参数函数的版本: Yk?uxZ4)H
e!eWwC9u
template < typename Ret, typename V1 > rLh490@
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ,_\h)R_
{ PCt&66F
typedef Ret result_type; RM%lhDFY
} ; PeTA:MW
对于双参数函数的版本: 6Oo'&3@
*J1pxZ^
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > *DDfdn
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > IGu*#>h
{ RD{jYr;
typedef Ret result_type; =k3QymA
} ; m='+->O*'l
等等。。。 MW'z*r|,
然后我们就可以仿照value_return写一个policy /R9>\}.yJ
[h%_` 8z
template < typename Func > {'>X6:
struct func_return 9Ki86
{ }Z0)FU+
template < typename T > e<iTU?eJM
struct result_1 q.Z0Q
{ NmOQ7T
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; I0Wn?Qq=@
} ; Haq23K
eUF PzioW
template < typename T1, typename T2 > IQ2<Pinv
struct result_2 Rg0\Ng4|G
{ 2S!=2u+7
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; e|+uLbN&;c
} ; nU`vj`K
} ;
"thfd"-
szmjp{g0
Br-y`s~cP
最后一个单参数binder就很容易写出来了 #cjB <APY
#BT=
K
template < typename Func, typename aPicker > {Z-5
class binder_1 tC|5;'m.2
{ Fo~C,@/Qt
Func fn; 2<u vz<B
aPicker pk; Z( xn-
public : V :d/;~
hDmVv;M:
template < typename T > ='soSnT
struct result_1 AbcLHV.
{ B<:i[~`7t
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; b!7"drge:
} ; CZwZ#WV6
I&1Mh4yu
template < typename T1, typename T2 > i}+dctg/
struct result_2 >OiC].1
{ ?;^_%XSQ*
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Y;-" Z
} ; zg8m(=k'
IXd&$h]Lq
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ~j F5%Gu
r"5]U`+
template < typename T > XUW~8P
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const U$0#j
{ __3Cjo^6&
return fn(pk(t)); @["Vzg!I6"
} y}#bCRy~.A
template < typename T1, typename T2 > D}b+#G(m[
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const eN}FBX#'
{ zZ;tSKL
return fn(pk(t1, t2)); 7(gQ6?KsZ
} i 3(bg,
} ; d&R/f Im
I&>R]DV
y1k""75
一目了然不是么? dzbzZ@y
最后实现bind CHBCi) '6h
b%|%Rek8
8V~w3ssz
template < typename Func, typename aPicker > XPWK"t01
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) eDTEy;^o
{ 0 w@~ynW[
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); <7^_M*F9
} (sr_&7A
8iX?4qj{P
2个以上参数的bind可以同理实现。 N15{7,
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 1s!hl{n<~
H6'xXS
十一. phoenix w ="I*7c@
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: n"_EDb
;=UrIA@y;=
for_each(v.begin(), v.end(), W P.6ea7k
( 4(B,aU>y
do_ 2psI\7UjA]
[ m$[\(Z(/
cout << _1 << " , " ih1SN,/
] =;@5Ue
J
.while_( -- _1), Y\ 9uR!0
cout << var( " \n " ) TS=p8@w}
) 6Y}#vZ
); 2psLX
,F:l?dfB\I
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: oVmGZhkA@'
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 |y;+xEl6
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 c*1B*_08
那么我们就照着这个思路来实现吧: OBb
,h> 0k`J:a
Kr]F+erJe
template < typename Cond, typename Actor > LvW9kL+WiQ
class do_while (Ptv#LSUX
{ ,gkxZ{Eh
Cond cd; h-jea1m
Actor act; G4<'G c
public : ;QgJw2G
template < typename T > =b9?r
struct result_1 zL)m!:_
{ na8A}\!<
typedef int result_type; Z8nNZ<k
} ; LD^V="d
% YU(,83(+
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} EJZl'CR
2/>AmVM
template < typename T > ,v)@&1Wh:
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const .sjM$#V=
{ z@<`]
do 0v',+-
{ &XgB-}^:
act(t); CS6,mX
} =b !f
while (cd(t)); 5:56l>0
return 0 ; #l:qht
} Xg.\B1d
} ; r7w&p.?
>Qt#6X|
/r}t
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). E!3W_:Bs
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。 -
n11L
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。 n%Nf\z
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。 a.c2ScXG
下面就是产生这个functor的类: (x?A#o>%
\JN<