一. 什么是Lambda #j'OrD
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 t[7YMk
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, C S+6!F]
*h$Dh5%P
.~C*7_
c7S<ex,
class filler f |aO9w
{ / [:@j+n\
public : 7@MVInV9
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} oO!@s`
} ;
S+_}=25
tOS%.0W5J
X,^J3Ek>O
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: i3N _wv{
8la.N*
E WOn"
&QLCij5:
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); hG; NJx-=R
F<
Qjoaz
wvsTP32]
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 wbVM'E/&
Z=4Krfn
MiAXbo#\
eRv3qK{`
二. 战前分析 1z0&+ C3z
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 1u'x|Un
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 d{I|4h
?}lgwKBHl;
I3p ~pt2
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); .}%$l.#a
/* --------------------------------------------- */ j<4J_wE
vector < int *> vp( 10 ); lD.PNwM
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); @\b*a]CV
/* --------------------------------------------- */ !uy?]l
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); M"ZP s
/* --------------------------------------------- */ AZxOq !B
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); {PWz:\oaD
/* --------------------------------------------- */ *~4w%U4T0
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); 'BcxKqC
/* --------------------------------------------- */ F[ m^(x
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); i8+kc_8#d
u3w `(3{<
(/Hq8o-Fw
WOzdYeeG
看了之后,我们可以思考一些问题: w' #VN|;;!
1._1, _2是什么? jrvhTej
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。 Gq$9he<
2._1 = 1是在做什么? !s9<%bp3
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 {M$mrmG
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。 LdDkd(k
DbH{;
Fb
t>
-cTQm
三. 动工 HRC5z<k%
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: gXE'3
>rB7ms/@E
/Vg
R[
mv)M9c,`
template < typename T > N|WnUlf]:
class assignment x{&0:|bCs6
{ P)tX U
T value; U"<Z^)
public : Bz }Kdyur
assignment( const T & v) : value(v) {} hSQP
'6
template < typename T2 > |^^;v|
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } u%JM0180
} ; )jn|+M
HEhdV5B
NGd|7S[^+c
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 P>0j]?RB
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment U^snb6\5
:R"k=l1
eN,s#/ip]
Fx/9T2%=
class holder >Czcs=(L.k
{ = K"F!}
public : s@'};E^]@r
template < typename T > gOx4qxy/m|
assignment < T > operator = ( const T & t) const 4&R\6!*s
{ v'TkKwl
return assignment < T > (t); fu?>O/Gn/
} /e!/
} ; UFyGp>/06
_r+9S.z
Qo0okir
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: o%+KS5v!
i('z~
static holder _1; a+{YTR>0m
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 (|I0C 'Ki
;^=eiurv
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); bXQ(6P
而不用手动写一个函数对象。 {MO`0n;
rt
>hRYsWbmg
FwBktuS
}V ;PaX
四. 问题分析 +`yDW N?7
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。 "k"q)5c
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。 _g0
qpa
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 wpb6F '
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Bb}JyT
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ygd'Nh!@
Rqa#;wb!(
五. 问题1:一致性 6K[s),rdv
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?| Yc"G="XP;
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 _ _-rP
3S_KycE{
struct holder Yu9Ccj`
{ X. UN=lu
// hkRv0q.'
template < typename T > tJ&S&[}
T & operator ()( const T & r) const `Rm2G
{ A:cc @ku
return (T & )r; 5\S)8j `8
} "3Ag+>tuRW
} ; [j1SX-NX
7`~h'(k
这样的话assignment也必须相应改动: KG4~t=J`
deda=%w0
template < typename Left, typename Right > z=?ainnKx
class assignment l!~8
{ ~.VWrHC
Left l; @H]g_yw [:
Right r; 6!+xf
public : ZT"?W $
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} \7$m[h{l
template < typename T2 > b1\z&IdC
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } @ns2$(wkm@
} ;
nUs)
QI0ARdS
同时,holder的operator=也需要改动: z]gxkol\
U11rj,7
template < typename T > RLw=y{%p
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const f*NtnD=rJ
{ /U N%P2>^1
return assignment < holder, T > ( * this , t); *yiJw\DRN
} xZGR<+t
)n5]+VTZ5
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。 `if*
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 >^+Q`"SN
G?<L{J2"Q
return l(rhs) = r; 3|/ ;`KfQ
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。 jdXkU
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ;s9!ra:3
X'7 T" 5!
template < typename Tp > $Z.c9rY1
class constant_t L7X._XBO[
{ &|n*&@fF
const Tp t; Af5In9WB5
public : UF,T
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} *>$'aQ
template < typename T > sFC1PdSk4T
const Tp & operator ()( const T & r) const A>R ^iu
{ 43,-
t_jV
return t; K*7*`6iU
} 5\:#-IYJ
} ; ,(OA5%A9zK
nFw&vR/q
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 03$Ay_2
下面就可以修改holder的operator=了 azj<aaH
<2}"Y(zwKl
template < typename T > qW;nWfkYC
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const gA" =so
{ UrN$nhH
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); >Q[]i4*A
} ;#~rd8Z52
hCQ{D|/
同时也要修改assignment的operator() ?uk|x!Ko]
=1VY/sv
template < typename T2 > 'G@Npp)&^
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } 1V FAfv%}
现在代码看起来就很一致了。 |PI.xl:ch
+:/`&LOS-
六. 问题2:链式操作 '9{H(DA
现在让我们来看看如何处理链式操作。 I/XVo2Ee
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。 gAv?\9=a)W
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。 &|/C*2A
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。 H# 2'\0u
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct w2/%e$D!9
J\m7U
template < typename T > m[ifcDZ(e
struct result_1 c6BaC@2
{ P1T LH2)
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; `\e@O#,^yI
} ; Ev*HH+:b>
N<$uAns
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:
UCvMW*gs
wQPjo!FEX
template < typename T > Z~T- *1V
struct ref Qnr' KbK
{ 8Vl!&j0s^
typedef T & reference; j><.tA~i
} ; li/IKS)e$
template < typename T > /x0zZ+}V
struct ref < T &> ]7h&ZF
{ u'Mq^8
typedef T & reference; Vwm\a]s
} ; dXrv
.!nFy`
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: (Pvch!
%8S!l;\H5
template < typename T > n+Fl|4
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const !Aj_r^[X`
{ |Vd)7/LN
return l(t) = r(t); f\^FUJy
} Nl;rg*@o
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。 A4%0
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 {^MR^4&}(
Rjm5{aa-
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 ',J3^h!b
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: PuUqWW'^
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 cN&b$8O=%
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 y$4,r4cmR|
最后的布局是: ]C5JP~#z
Add K
V 4>(
/ \ Xps MgJ/w
Divide 5 Ji%T|KR_
/ \ &qrH
_1 3 `P :-a7_
似乎一切都解决了?不。 m(*CuM[E
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 (doFYF~w
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 7/Ve=7]
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: 1eiH%{w
i]9SCO
template < typename Right > Hr96sN.R
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const "}Ya.
Right & rt) const h r* KDT^!
{ e:NzpzI"v
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); XXxX;xz$
} 0($MN]oZa
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 15Yy&9D
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 s-
g[B(
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 W!GgtQw{F
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 ]%shs
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 Z{u*vUC&
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? VpTp*[8O
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: ]J_Dn\
2E=E!Zwt_
template < class Action > ffuV$#
class picker : public Action VPtA
%1
{ *$(9,y\
public : 4v E,nx=
picker( const Action & act) : Action(act) {} D/@:wY
// all the operator overloaded IE'OK
} ; X Uh)z
O6k[1C
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 HYW+,ts'
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: 1Voo($q.
]2K>#sn-]
template < typename Right > `,\WhJ?9
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const vP88%I;
{ r&Za*TD^
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); }IEYH&4!
} aViJ?*
2JtGS-t
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ed>_=i
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。 <J?i+b
G8akMd]2
template < typename T > struct picker_maker $\m=-5 0-
{ y~p7&^FeR
typedef picker < constant_t < T > > result; F}i rCi47c
} ; !Y`nKC(=z
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > 36&7J{MU
{ @: %}clZ
typedef picker < T > result; tEBf2|<
} ; YR~g&E#U^
s~M!yuH
下面总的结构就有了: t2tH%%Rs
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。 |$7!u DU8
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。 -D{~7&
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 1`B5pcuI
至此链式操作完美实现。 z\fD}`^8
|MTgKEsn
uR@\/6!@
七. 问题3 tty6
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。 M(? |$$
.t7D/_
template < typename T1, typename T2 > HTkce,dQ
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 6q6&N'We
{ `=%[
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); '<6Gz7O
} '2:Ily,S@
}6m5MH$7q
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: H\^5>ccU>V
C=%go1! $
template < typename T1, typename T2 > 8m-jU
5u
struct result_2 ruF+X)
{ <(#cPV@j
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; lKH"PH7*_w
} ; s( 2=E|
83;1L:}`
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? J>X aQfzwU
这个差事就留给了holder自己。 U5izOFc
_.Uz!2
n1buE1r?
template < int Order > R/<
/g=
class holder; r/3!~??x
template <> +apIp(E+
class holder < 1 > "LXLUa03
{ My_fm?n
public : 4ol=YGCI_
template < typename T > k];
<PF
struct result_1 sks_>BM
{ /=[M
typedef T & result; )bw>)&)b`
} ; Fk=_Q
LI
template < typename T1, typename T2 > e0>@Yp[Kd
struct result_2 Me5umA
{ Pgye{{
typedef T1 & result; 2MB\!fh
} ; 8q_3*++D
template < typename T > owYfrf3ZLX
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const >Z<ym|(T*
{ G9Azd^3
return (T & )r; 90I)"vfW5
} UY%@i
template < typename T1, typename T2 > a,&Kvh
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ~LYKt0/W&
{ gtjgC0
return (T1 & )r1; EsA^P2?_+
} Q7c_;z_
} ; bp$8hUNYz-
8a.
|CgI#h
template <> T7cT4PAW
class holder < 2 > Zb);08X
{ i&.F}bEi
public : 4B (*{
template < typename T > K%Q^2"Eb0
struct result_1 Mt@K01MI%
{ &sx/qS#,VL
typedef T & result; 6@bGh|
} ; +u25>pX
template < typename T1, typename T2 > z13"S(5D~
struct result_2 s/P\w"/fN
{ rYm<U!k
typedef T2 & result; >2$Ehw:K^
} ; [HQ17
template < typename T > 9n8;eE08
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const PMXnupt
{ {} vl^b
return (T & )r; JBb}{fo~
} ua7I K~8l
template < typename T1, typename T2 > ;}|.crMF
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const aoF>{Z4&B
{ L)B?p!cdLT
return (T2 & )r2; o L6[i'H|
} u$<FKp;I
} ; _;LHC;,:
b2p<!?
e$F7wto
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> >。 ;F~GKn;}
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: qc*+;Wi+5
首先 assignment::operator(int, int)被调用: xW"J@OiKL
Mh3zl
return l(i, j) = r(i, j); B(^fM!_%-6
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) rD$7;
^D vaT9s
return ( int & )i; E8NIH!dI
return ( int & )j; G*J(4~Yw}
最后执行i = j;
QW6k!ms$
可见,参数被正确的选择了。 jN5Sc0|b
|G%MiYd
dF1Bo
OQ!mL3f
3UrqV`x \
八. 中期总结 *'exvY~
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: G ROl9xp2
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 b[RBp0]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。 7zQD.+&L
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor HJg)c;u/2;
Z$WT ~V
-t*C-C'"|
@}fnR(fS
LGod"8~U
#o yvsS8
九. 简化 bdcuO)3
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。 4S"K%2'O
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 u c7Y8iO
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: 6;(Slkv
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 \DGm[/P
+-*/&|^等 vv%Di.V
2. 返回引用。 deu+ i
=,各种复合赋值等 =4Ex'
%%(U
3. 返回固定类型。 T<! `~#kM
各种逻辑/比较操作符(返回bool) ?pQ, 5+8
4. 原样返回。 }T(|\
X
operator, 70KXBu<6
5. 返回解引用的类型。 {v]>sn;P1
operator*(单目) >O\-\L
6. 返回地址。 9=JU&/!
operator&(单目) \vm'D'9
7. 下表访问返回类型。 luC',QJB
operator[] 8,kbGlSD
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 #+_OyZ*
operator<<和operator>> vZ|-VvG
I;mtyS
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。 4]
DmgOru%
例如针对第一条,我们实现一个policy类: p1Lx\
EQ=Enw1[
template < typename Left > \=5CNe
struct value_return [N7[%iQ%
{ AvV.faa
template < typename T > p=405~
struct result_1 WtlIrdc
{ C<n.C*o
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; Ho"FB|e
} ; 9"V27"s
7Uj[0Awn
template < typename T1, typename T2 > j j$'DZk
struct result_2 x$s #';*
{ _=}Y
lR
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; H56e#:[$
} ; Ir}&|"~H
} ; Nw|Lrn*h!
gNZ^TeT
1p8E!c{}j
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait %FF
S&vd
5#2vSq!H
下面我们来剥离functor中的operator() ]pB~&0jg
首先operator里面的代码全是下面的形式: q5OW1%
EG9S?
$
return l(t) op r(t) c\;}ov+
return l(t1, t2) op r(t1, t2) C %EQ9Iq6r
return op l(t) ;j/ur\37
return op l(t1, t2) .vT'hu
return l(t) op Rj E,Wn
return l(t1, t2) op =#+Z KD
return l(t)[r(t)] 9Pem~<
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] `I'=d4
SH`"o
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: /pyKTZ|
单目: return f(l(t), r(t)); FAQ:0L$G
return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
?T4%"0
双目: return f(l(t)); [Cr_2
return f(l(t1, t2)); YDQV,`S7
下面就是f的实现,以operator/为例 *~:@xMa
;UWdT]>!?
struct meta_divide nt5 ~"8
{ BO{J{
template < typename T1, typename T2 > L;z-,U$;%R
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) _<3:vyfdC
{ N?pD"re)6
return t1 / t2; oW/&X5
} xH'H!
8
} ; +Oyt
q_ 5xsTlTR
这个工作可以让宏来做: IGB>8$7
!HB,{+25
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ D#k>.)g
template < typename T1, typename T2 > \ \!YPht
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; nFB;! r
以后可以直接用 -D(UbkPw
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) !w/~dy
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 2{#quXN9
(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。。。) ]gmf%g'C
?Rl*5GRW
M_XZOlW5
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 !-;Me&"I=`
h.7 1O"N
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > MA1,;pv6
class unary_op : public Rettype Z-vzq;
{ ,,G0}N@7s
Left l; U2Ur N?T
public : )FHaJ*&d
unary_op( const Left & l) : l(l) {} IH:Hfv
AN.` tv
template < typename T > 2ag]p
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const c}{e,t
{ VKs$J)6
return FuncType::execute(l(t)); UW>~C
} tSOF7N/<
uZQ)A,#n;
template < typename T1, typename T2 > 1-qQp.Wj
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const mS);bs
{ hyTi':
return FuncType::execute(l(t1, t2));
NOQgkN
} p@Qzg
/X
} ; aFC3yMKXh
rg P$\xn-
h]zx7zt-
同样还可以申明一个binary_op ?]7ITF
6f{ c
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ?`w ~1
class binary_op : public Rettype rzO:9# d
{ Gpgi@
Uf
Left l; .z{7
rH
Right r; EG 1SIEo
public : g^]Q*EBa
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} UIu'x_qc
{`3;Pd`
template < typename T > De^is^{
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const #~#_)\l'F
{ nxH$$}9
return FuncType::execute(l(t), r(t)); r^
"mPgY
} yDyq. -Q
V*)6!N[5
template < typename T1, typename T2 > {$s:N&5
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ZRX>SyM
{ 3Y s|M%N
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); f5yd2wKy6
} FF/MTd}6qG
} ; 6?KsH;L9
{2q
F.\]Hqq
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 `b]
NB^/
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 oF*Y$OEu?c
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) fqr}tvMr=T
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。 cw^FOV*
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! tRXM8't
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。。。 >PYe"
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 v:vA=R2
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) :}GxJT4
下面是修改过的unary_op f9&D1Gh+w
^Krkf4fO
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > pa\]@;P1
class unary_op $>BP}V33
{ qt1#P
Left l; qM9GW`CKA
ZPMEN,Dw
public : {bNnhW*qOu
9j,zaGD0
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 7"QcvV@p
+(P;4ZOmB
template < typename T > G_o/ lIz"
struct result_1 Onc!5L
{ G!Uq#l>
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; s/T5aJR
} ; Dnp^yqz*
huQ1A0(no
template < typename T1, typename T2 > pH*L8tT
struct result_2 -I|yi'
{ tb=(L
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; <<`."RY#0
} ; RSnK`N\9jb
/stED{j,
template < typename T1, typename T2 > `Y[zF1$kz^
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const wWm#[f],?
{ vx
,yz+yP
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); $]T7Iwk
} kPxEGuL'
7v?Ygtv
template < typename T > 2GD%=rP2]
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const J[B8sa
{ PCU6E9~t2
return OpClass::execute(lt(t)); *".7O*jjV
} 59ivL6=3
%
,X(GwX
} ; %\^x3wP&o\
I#,,h4C
<bid 6Q0|
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug QK@z##U
好啦,现在才真正完美了。 zMG4oRPP
现在在picker里面就可以这么添加了: 8=SNLO
Xr~r`bR=
template < typename Right > o2.!
G
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const Mdy H/.Te
{ :,7VqCh3@
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); /|\`NARI
} =]^*-f}J9
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 svQDSif
"Fke(?X'
{66vdAu&h<
~k J#IA
?Cu$qE!h)[
十. bind vw!i)JO8M
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。 XkNi'GJf
先来分析一下一段例子 z* `81
,fNiZ
E+01"G<Q
int foo( int x, int y) { return x - y;} lz>5bR'
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 +&t{IP(?
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 ?ph"|LyL
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。 MKH7d/x
我们来写个简单的。 ' 1mygplW
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: &?9.Y,
对于函数对象类的版本: @9L%`=]b^
*$s)p >
template < typename Func > eHjR/MMr_
struct functor_trait [&39Yv.k,7
{ q3I,3?_
typedef typename Func::result_type result_type; sF|lhLi
} ; :4;>).
对于无参数函数的版本: g3qtWS
^ ]B&7\w"t
template < typename Ret > Ii
K&v<(]
struct functor_trait < Ret ( * )() > ;;U2I5 M7
{ 2AlLcfAW
typedef Ret result_type; cAL&>T
} ; [oYe/<3
对于单参数函数的版本: \myj Y
N-NwGD{
template < typename Ret, typename V1 > )HU?7n.{
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ~\Ynih
{ &B3kzs
typedef Ret result_type; .f6_[cS;g
} ; SGbo|Xe7:
对于双参数函数的版本: 6\]-J*e>
QF^AnB
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > @ce4sSo
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 0W>O,%z&P#
{ k"n#4o:
typedef Ret result_type; \t1vYIY]T
} ; Ig6s'^
等等。。。 pGOS'.K%t8
然后我们就可以仿照value_return写一个policy %+'&$
B(>_.x#kv
template < typename Func > WUxr@0
struct func_return hR?rZUl2M
{ <fyv^e
template < typename T > mq
"p"iI
struct result_1 1.>`h:
{ 1%+0OmV&
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Llzowlf e
} ; P"~B2__*
:b
;5O3:B
template < typename T1, typename T2 > QKF2_Acc
struct result_2 CBvBBt*
{ LyQO_mT2
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; rDSt
~l
} ; 0xjV*0?s
} ; 5 )C~L]
TS%cTh'ItH
hgh1G7A&
最后一个单参数binder就很容易写出来了 0zfrx-'zN
ht =yzJ9Pr
template < typename Func, typename aPicker > [6D>2b}:{[
class binder_1 )XNcy"
{ qH(2 0Z!
Func fn; HnpGPGz@F
aPicker pk; !O.B,
public : Q/+a{m0f
w"Z>F]YZ
template < typename T > Uligr_c?
struct result_1 pu^1s#g8w
{ -ss2X
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; Wd%j;glG
} ; h&Sl8$jVp
>LNl8X:Cz*
template < typename T1, typename T2 > bb<Vh2b>R
struct result_2 T<ua0;7
{ y"]> Rr
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; U%#=d@?
} ; 2ru6bIb;
Ex Qld
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} c.XLEjV|
@e slF
template < typename T > ,iHt*SZ,*
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const SY{J
{ PK~okz4b
return fn(pk(t)); EYQ!ELuF
} mEqV&M1;7l
template < typename T1, typename T2 > dxd}:L~z
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const y3xP~]n
{ xq]&XlA:ug
return fn(pk(t1, t2)); ZBYmAD
} j9,X.?Xvx
} ; |)lo<}{
Tu"yoF
m760K*:i\
一目了然不是么? T&h|sa(
最后实现bind q8p 'bibY
FqiK}K.~/
jVA xa|S
template < typename Func, typename aPicker > <ImeZ'L7
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) qzG'Gz{{qu
{ RXP"v-
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); \K4m~e@!
} %1lLUgf3G/
S}|ea2
2个以上参数的bind可以同理实现。 a(
qw
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 3) 7'dM
1n,JynJ
十一. phoenix 6-^+btl)#
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: "3v%|
VOiphw`
for_each(v.begin(), v.end(), /q^( uWu
( E6US
do_ wg[*]_,a
[ dzcPSbbpt
cout << _1 << " , " '3xSzsDn
] kn<[v;+
.while_( -- _1), ~jPe9
cout << var( " \n " ) =*'`\}];"
) M\GS&K$lq
); isN"7y|r:X
FYi<+]HZ
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: q80?C.,`
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 ;CC[>
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 8?(4E 'vf
那么我们就照着这个思路来实现吧: Zs4N0N{
fL@[B{XMM
4ASc`w*0
template < typename Cond, typename Actor > _7;#0B
class do_while oi!E
v_h
{ BvYJ!Vj
Cond cd; 3Y8%5/D5
Actor act; 3}vlj:L
public : DS^Q0 f
template < typename T > `,|7X]%b
struct result_1 5H5<ft,
{ dW=]|t&
typedef int result_type; %>s y`c
} ; ]02V,'x
._nhW*
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} }X`K3sk2/z
.$r(":A#)
template < typename T > S5XFYQ
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const .z9JoQ
{ [[)HPHSQ
do |5W u0T
{ 5zUD W?
act(t); ;\H2U.
} -W oZwqh
while (cd(t)); #\"5:.H Oz
return 0 ;
mjw:Z,
} ?>w%Lg{L}
} ; Ms$kL'/
sQ_{zOUPh
zi5;>Iv0}
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). mO\6B7V!
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。 Ltu;sw
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。 -PX {W)Aw
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。 EBn7waBS
下面就是产生这个functor的类: =A,i9Z&
_E1:3N|
.|rpj&>g
template < typename Actor > d6Z;\f7[
class do_while_actor ;Z8K3p
{ VfQSfNsi
Actor act; /2YI!U@A
public : -dza_{&+iZ
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} b,!h[
T+gqu
&9R
template < typename Cond > w+JDu_9+A]
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; GB{%4)%6
} ; K}*s^*X
FkRrW^?5G
Z*oGVr
g
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 tewC *%3V
最后,是那个do_ e}Db-7B_~
+4@EJRC
a|OX4
class do_while_invoker 1|Fukx<@J<
{ (llg!1
public : :lcoS J
template < typename Actor > "eBpSV>nnQ
do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const Y(-+>>j_
{ >`t
|a
return do_while_actor < Actor > (act); [aIQ/&