一. 什么是Lambda
]ur?i{S, 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
|\2>n! 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,
E+ctiVL 8eVy*h2:= gky+.EP. A+|bJ>q class filler
J#W*,%8O {
WeJ=]7T'L public :
+T\<oj%}2 void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
kXV;J$1 } ;
G2<$to~{ a,36FF~& IaZmN.k* 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:
L{&>,ww AJ+\Qs(0 wBDHhXi0 jG~-V<& for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
:i4AkBNK 0K'{w]Q 2?Y8hm 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
$l2`@ia" 9a[1s|>w- Qs '_\|/- vw 6$v 二. 战前分析
yAAV,?:o[ 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。
P3 . 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
o}DRp4;Ka _dELVs7OL xax[#Vl4 for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
T+^Sa
J /* --------------------------------------------- */
ic5af"/(\ vector < int *> vp( 10 );
uh2 Fr transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
L3w.<h /* --------------------------------------------- */
JH| D sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
tnAj3wc /* --------------------------------------------- */
i=L 86Ks int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
x <a}*8" /* --------------------------------------------- */
I{Ip for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
:tBe/(e4# /* --------------------------------------------- */
vf zC2 for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
=;+gge!?bB O|S,="h"} B{b?j*fHJ O:sqm
n 看了之后,我们可以思考一些问题:
O=t~.])) 1._1, _2是什么?
~5&B#Sm[G 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。
#K0/ >W 2._1 = 1是在做什么?
)!kt9lK 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。
tA^+RO4 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。
T$`m!mQ4 S{?l/*Il*_ aGBd~y@e 三. 动工
'z^'+}iyv 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
xT+#K5 &c 2Qa LtH
j r95,X! template < typename T >
T ay226 class assignment
e/cHH34 {
`+T 2IPN
T value;
HU'w[r6a public :
$@@ii+W}\ assignment( const T & v) : value(v) {}
:-O$rm template < typename T2 >
'j*Q T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
bfpeK>T } ;
3b\s;! ;e*okYM c&1_lI,tH 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
(V&8
WN 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
T9}~]zW7P qSlo)aP YzQ(\._s `y61Bz class holder
L){V(*K ' {
c]Gs{V]\ public :
2z*}fkJ template < typename T >
Z'`\N@c# assignment < T > operator = ( const T & t) const
<p
CD> {
p6NPWaBR
return assignment < T > (t);
unc6 V% }
!?_CIt$p } ;
akk*f+TD` FAL#p$y} o2B|r`R 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:
4i.&geXA. .?rs5[th* static holder _1;
oQrfrA&=M Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
]]_5_)"4 8G3 Z,8P4( for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
1) K<x 而不用手动写一个函数对象。
," 5HJA4 T[^&ZS]s 4CchE15 \pkK
>R 四. 问题分析
jygUf| 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。
EZ{{p+e^ 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。
5Pq6X 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
9od c : 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
N<@K(?' 下面我们可以对这几个问题进行分析。
`q\F C[W mi$C%~]5m 五. 问题1:一致性
wh8;:<| 首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?|
@67GVPcxl 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
bDIhI}P yUf`L=C: struct holder
H;NAS/OhS {
?]bx]Y; //
ZbVn"he template < typename T >
%
>a
/m.$ T & operator ()( const T & r) const
y`8U0TE3R {
Ym"^Ds} return (T & )r;
]hy@5Jyh }
Du
+_dr^4 } ;
Z2@e~&L :R
+BC2x 这样的话assignment也必须相应改动:
0[fBP\H"Wr AcEz$wy template < typename Left, typename Right >
$L( ,lB class assignment
c%O97J.5b {
yPT o,,ca= Left l;
5 (!F Q Right r;
d&L public :
(=WbLNBS assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
olr#3te template < typename T2 >
N.+A-[7,W T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
Ct?xTFb } ;
cUP1Uolvn \!jz1`]&{ 同时,holder的operator=也需要改动:
9015PEO nh0gT>a>@ template < typename T >
<+r~?X_ assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
8+7*> FD)1 {
`Ix`/k} return assignment < holder, T > ( * this , t);
K@DFu5 }
<&`Rf6 BMQ4i&kF| 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
J=8Y D"1 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
z>0$SBQ- cZ
!$XXA` return l(rhs) = r;
}@jJv|| 在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
qhG2j; 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
ReD]M@; 4;)t\9cy_ template < typename Tp >
^\ln8!; class constant_t
^8bc<c:P {
YahW%mv`d const Tp t;
3!cenyE public :
"x.iD,>k constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
kI04<! template < typename T >
Het>G{ const Tp & operator ()( const T & r) const
%Jd!x{a`>A {
Avyer/{ return t;
k:iy()n[ }
ollVg/z } ;
!mWm@}Ujg Q(Q?L5
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
7LM&3mA< 下面就可以修改holder的operator=了
iD%a;] TG8 U=9qt template < typename T >
vfj{j=
G assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
<h+@;/v: {
(4RtoYWW return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
7!(/7U6rP }
)mI>2<Z! dT&u}o3X 同时也要修改assignment的operator()
X{i>Q_8> hyJ&~i0P{J template < typename T2 >
ToKG;Ff 4b T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
9 `bLQd 现在代码看起来就很一致了。
Z
eY*5m Ktt(l-e + 六. 问题2:链式操作
)+Z.J]$O- 现在让我们来看看如何处理链式操作。
b&QI#w 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。
SYQP7oG9oQ 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。
KRn[(yr`% 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。
yKK9b
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
wxBZ+UP_ xzfugW template < typename T >
XV4aR3n{Q struct result_1
}X=c|]6i^ {
Uc,.. typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
U|.r -$|5P } ;
EBk-qd
a} 'r_Fi5[q 那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为:
7@e}rh?N-| ;o;ak.dTt template < typename T >
[euR<i*I# struct ref
9mn~57`y {
1 |)CQ typedef T & reference;
l O* } ;
/B 3\e3 template < typename T >
l_9Z zN struct ref < T &>
&Qj1uf92. {
Ma(Q~G
. typedef T & reference;
~@QAa (P. } ;
"|Y y"iB[ sredL#]BA 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
Ay^P#\VZ MT)q?NcG template < typename T >
I1s= = typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
Jy"\_Vvl {
20haA0s return l(t) = r(t);
yt,Ky8y1 }
U7g,@/Qx 可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。
&w`Ho)P 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
w@6y.v1I{ eTw9c }[ 有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么
3QVUWhJ _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
+O8zVWr _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
u#y)+A2&! +5 调用divide的对象返回一个add对象。
T*C
F5S 最后的布局是:
Z!fbc#L6
Add
Y[>h |@ / \
-`z%<)!Y Divide 5
>o`+j$j / \
U H+#Nel+! _1 3
Uugq.'> 似乎一切都解决了?不。
v_v>gPl, 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。
&
@_PY 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。
nUX3a'R 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:
m#O; 1/P (]&B'1b template < typename Right >
"cjD-42 assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
" ;T
a8 Right & rt) const
GNB'.tJ:0Y {
B Nb_i H return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
;.=0""-IF }
2~ETu&R: 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
7PUy`H,& XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。
cH|J 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。
7i02M~*uS 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。
'^7UcgugB 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。
Qgf|obrEi6 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?
&m9= q|;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:
BXxJra/V xb9^WvV template < class Action >
4f~q$Sf]< class picker : public Action
K)[\IJJM {
kVt/Hhd9 public :
<HS{A$] picker( const Action & act) : Action(act) {}
MY z!zI // all the operator overloaded
U#w0 E G } ;
ZZ :*c"b: 0jxXUWO 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。
1;{nU.If 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:
k
7@:e$7 ~q/~ u template < typename Right >
Qz2jV picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
jeA2yjAC {
YD9vWk\/ return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
u$ci{< }
@;{ZnRv14 k.)YFKi Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
k$#1T +(G 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。
#u\~AO?h z-"P raP template < typename T > struct picker_maker
S+mBVk"-~S {
I1dOMu9 typedef picker < constant_t < T > > result;
Q[H4l({E } ;
g1 y@z8Z{ template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
O ]-8 % {
K *1]P ar; typedef picker < T > result;
4"iI3y~Gw } ;
*r9D+}Y(4 86?~N 下面总的结构就有了:
9o P 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。
a%6=sqxE 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。
X2,v'`U5& picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
Y-+Kf5_[ 至此链式操作完美实现。
Qn-nO_JL 3G^A^]h i\.(6hf+ 七. 问题3
8-kR {9r 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。
$`vXI%|. m@L>6;* template < typename T1, typename T2 >
If 'N0^'W ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
meThjCC {
Z
R~2Y?Wt9 return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
1sJz`+\ }
E6T=lwOZ B !rb*"[ 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:
VtU2& M-+!z5q~d template < typename T1, typename T2 >
P-yVc2YH struct result_2
C+t|fSJ {
d}Y#l}!E6 typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
sE{5&aCSR } ;
n3eWqwQ$5 Y[rCF=ZVH 显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢?
od,,2pwK+ 这个差事就留给了holder自己。
U!BZsVx ,LLx&jS &Akw V- template < int Order >
=W"T=p*j class holder;
!kh: zTP template <>
<9$Pl%: class holder < 1 >
qzZ;{>_f
{
oGbh* public :
"dYT>w template < typename T >
BPOT!- struct result_1
<@4V G {
).Iifu|ks typedef T & result;
>*+n`"6 } ;
~Xr[d07bC template < typename T1, typename T2 >
OP_\V8= struct result_2
>,)U46 {
W+s3rS2 typedef T1 & result;
NNJQDkO-I } ;
ICG:4n(, template < typename T >
5;XU6Rz! typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
:r:x|[3. {
~0Zy$L/D return (T & )r;
N!\1O, }
EVLDP\w{ template < typename T1, typename T2 >
KO[Ty' typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
v!n|X7 {
6aWnj*dF return (T1 & )r1;
`Uvc^ }
,Vz-w;oDn } ;
"N}MhcdS DwTVoCC template <>
4JH^R^O<n
class holder < 2 >
U:PtRSdn!b {
9"M-nH*< public :
-&%!
4(Je template < typename T >
+lf`Dd3 struct result_1
wjOJn] {
$}0\sj% typedef T & result;
nVP|{M } ;
Udjn.D template < typename T1, typename T2 >
jG#e%`' struct result_2
T=g2gmo9 {
PbV1FB_ typedef T2 & result;
4O{,oN~7 } ;
8ddBQfCY template < typename T >
qR%as0; typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
YWk+}y}^d {
Tg=P*HY6 return (T & )r;
WK{F }
f|j<Mj+\ template < typename T1, typename T2 >
?+{_x^ typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
-BwZ {
8@FgvWC return (T2 & )r2;
M%$-c3x }
`C^0YGO% } ;
UzV78^:,iD '@^mesMG \r3SvBwhFv 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> >。
diKl}V#u 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
.rl Lt5b% 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
a`U/|[JM _@_EQ!= return l(i, j) = r(i, j);
X LY>}r 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
I &%
Z*H ^i@0P}K< return ( int & )i;
eK\i={va return ( int & )j;
uj)fah?Wg 最后执行i = j;
idjk uB(6 可见,参数被正确的选择了。
$L'[_J F$YT4414 #3FsK O6\c1ha A":cS }Ui 八. 中期总结
JEeXoGKd 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:
2LCOB&-Ww 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
fUq
#mkq} 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
h5v=h>c 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
.W\x{h PM)nw;nS gBXoEn] {!1RlW m`tX&K#- 2=VFUR 8 九. 简化
r\ C"Fx^ 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。
eyn-bw 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
4S* X=1 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:
~L_1&q^4!i 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
aR)w~s\6 +-*/&|^等
~bw=;xF{3 2. 返回引用。
wF*9%K'E =,各种复合赋值等
"9NWsy}<c 3. 返回固定类型。
K}Q:L(SSr\ 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
Fj`K$K? 4. 原样返回。
{_Fh3gjb/ operator,
Ia[<;":U 5. 返回解引用的类型。
@oD2_D2 operator*(单目)
NjO_Y t 6. 返回地址。
zS`KJVm operator&(单目)
S>s+ nqcP 7. 下表访问返回类型。
+iNp8 operator[]
rG%8ugap 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
ZT<VDcP{ operator<<和operator>>
(543`dqAmC tLP
Er@ OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。
_C,9c7K4 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
`r %lB _9<Mo;C template < typename Left >
Ggbz struct value_return
R}D[ z7 {
nPjK=o`KR template < typename T >
@z`eqG,'] struct result_1
@=BApuer+ {
cG1iO: typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
^W~8)Rbf } ;
#[Rs&$vQm &_\;p-1: template < typename T1, typename T2 >
mH)8A+us struct result_2
F;T;'!mb {
xZVZYvC,t typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
R%`fd *g } ;
#6C<P!]V } ;
6A ptq tHr4/
~^fb`f+% 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
^,`]Q)P^ N7_(,Gu*R 下面我们来剥离functor中的operator()
O.{ 首先operator里面的代码全是下面的形式:
?[)V S.pXo'} return l(t) op r(t)
}-Jo9dNs return l(t1, t2) op r(t1, t2)
B)dG:~ return op l(t)
XQ8q)B= return op l(t1, t2)
lWBewnLKE return l(t) op
LyG`q3@ return l(t1, t2) op
lcVG<*gf- return l(t)[r(t)]
$v5 >6+-n return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
Qm_;o( }#&L 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:
qI<c47d;q 单目: return f(l(t), r(t));
!=u=P9I return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
R^"mGe\LL 双目: return f(l(t));
$Z8riVJ7j- return f(l(t1, t2));
;Nd'GA+1;( 下面就是f的实现,以operator/为例
JkKbw&65 sj6LrE=1 struct meta_divide
Oc5f8uv {
U
U#tm template < typename T1, typename T2 >
5tEkQ(Ei8 static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
UUF]45t> {
S WyJ` return t1 / t2;
SH O&:2 }
~(:0&w%e } ;
m[BpV.s HYv-5:B 这个工作可以让宏来做:
J7t) H_S{ Zqb*-1Qw"* #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
'lOQb) template < typename T1, typename T2 > \
p$` ^A static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
]@ }o"Td 以后可以直接用
t. DnF[ DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
&>G8DvfJ9 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
b1%w+* d<z (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。。。)
[ u ^/3N +-|}<mq '}-QZ$|* 下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体
9WV8ZP hf;S#.k template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
IYa(B+nB) class unary_op : public Rettype
ZvK.X*~s {
N,:G5WxW Left l;
~yA^6[a = public :
{aUv>T"c unary_op( const Left & l) : l(l) {}
We'= /! f*T}Ov4 template < typename T >
PfGiJ]:V-u typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
!sYZ1;WAO {
:z6? return FuncType::execute(l(t));
+]0hSpZ"p }
,uO_C(G/i MPYYTQ1FB template < typename T1, typename T2 >
_xnJfW_ typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
>ul&x!?@ {
!(3[z> return FuncType::execute(l(t1, t2));
5JhpBx/>o= }
'2rSX[$tf } ;
uA cvUN-@ 9E|QPT 12Fnv/[n'K 同样还可以申明一个binary_op
7uOtdH+ 6z'0fi|EN template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
77j"zr7v
class binary_op : public Rettype
?v'CuWS {
735l&(3A\ Left l;
^N`KT Right r;
yN06` = public :
w7 \vrS>& binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
e)3Mg^ GoPMWbI7 template < typename T >
@gQ?cU 7 typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
\g v-2., {
)Lk2tvr return FuncType::execute(l(t), r(t));
k?/! ` }
RN;#H_
q $>Ow<!c template < typename T1, typename T2 >
`>RM:!m6=$ typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
z]=Ks_7 {
#MbY+[Y@v return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
?}EWfsA }
v
"[<pFj^ } ;
aJc>"#+
o :_+U[k(# K9K.mGYc 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
XXQC`%-]<i 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
::3[H$ DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
4#I=n~8a 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。
{}=5uU 2Tu 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
"cbJ{ G1pk 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。。。
`iEYq0} 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
&v9"lR=_k 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)
C;9P6^Oz 下面是修改过的unary_op
"j.Q*Hazg K)h<#F template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
*$/Go8t4u class unary_op
>,rzPc) {
jP<6Q|5F Left l;
TP Y&O{q u{dkUG1ia public :
A.YK=_J W&m3"~BJ unary_op( const Left & l) : l(l) {}
kHQn'r6 WMFn#.aY5 template < typename T >
;#*.@Or@Ah struct result_1
h645;sb0 {
L$ jii typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
`];ne]xM } ;
Ad-_=a% !L_xcov!Y template < typename T1, typename T2 >
s"8z q;) struct result_2
BL%&n*& {
715J1~aRNr typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
|@?='E?h } ;
kpk ^Uw%f FE#|5;q. template < typename T1, typename T2 >
ONc#d'-L typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
8zwH^q[`r {
f,BJb+0 return OpClass::execute(lt(t1, t2));
] HRHF'4 }
DvA#zX[ m5hu;>gt template < typename T >
EAF\7J* typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
z,VXH ?.Zo {
77 ?TRC return OpClass::execute(lt(t));
sr~VvciIy }
`2xt%kC z3w;W{2Q;V } ;
;]rj Kc= c|4_nT
2 [ .3Gb}B 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
(8em 5 好啦,现在才真正完美了。
9AD0|,g 现在在picker里面就可以这么添加了:
.0|_J|{ C ?\HB#41 template < typename Right >
475jmQ{q picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
zD
sV"D8 {
&d"scM5 return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
:rvBx" }
-{yG+1 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。
T{BGg 0+A#k7c6p f1d<xGx _ CzAv% aecvz0}@R 十. bind
EE qlsH 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。
0BOL0<Wq 先来分析一下一段例子
tV7{j'If cr^R9dv "7?x aGh8 int foo( int x, int y) { return x - y;}
1+tPd7U bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
^SwU]e bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
ikPr> 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。
J/[PA[Rf 我们来写个简单的。
UG<<.1JL 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
WkoYkkuzj 对于函数对象类的版本:
pU u')y
D P:}< template < typename Func >
%\%&1 struct functor_trait
mn\GLR. {
Qb:.WMj[q+ typedef typename Func::result_type result_type;
XK(aH~7xme } ;
nYK!'x$ 对于无参数函数的版本:
vE~<R 4 @9cO)m template < typename Ret >
Lf8{']3 struct functor_trait < Ret ( * )() >
&7c #i {
14y>~~3C4 typedef Ret result_type;
<-Ax)zE } ;
@$wfE\_L 对于单参数函数的版本:
YJwffV}nd };cH5bYF template < typename Ret, typename V1 >
w/7vXz< struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
U,aMv[Z B {
hllb\Y)XL typedef Ret result_type;
D,s[{RW+q } ;
Btc[ 对于双参数函数的版本:
"VAbUs UD5f+,_; template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
/{Z<!7u;U struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
2{L[D9c/6 {
QmsS,Zljo typedef Ret result_type;
jgw+c3^R_ } ;
xf{=~j/L 等等。。。
a#3,qp! 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
PS??wlp7 M5]$w]Ny9 template < typename Func >
5eas^Rm struct func_return
J
{\]ZPs {
*0 ;| template < typename T >
kwFo*1
{ struct result_1
|%=c<z+8 {
m9aP]I3g]\ typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
.r-kH&)"GU } ;
}cg 1CT5 U[!wu]HMF template < typename T1, typename T2 >
Zg >!5{T struct result_2
g^:7mG6C {
Zor Q2> typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
!(N,tZ } ;
!]!9 $6n } ;
4rNuAK`2 [xPO'@Y mzTM&@ 最后一个单参数binder就很容易写出来了
0a)LZp| DZ5h<1 template < typename Func, typename aPicker >
_[J>GfQd class binder_1
/6p7k {
~&_BT`a Func fn;
`I5So-^&z aPicker pk;
b"~Ct}6f public :
DQ_ pLXCC d^XRkB:h template < typename T >
)`m/vYKWL struct result_1
qTnk>g_oS& {
`Zz;[<*< typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
O,7*dniH } ;
H=_k|#/ Eb\SK"8 template < typename T1, typename T2 >
IN!IjInaT@ struct result_2
Je~<2EsQ {
; <|m0>X typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
/k^O1+]H } ;
Y;q['h $C6O<A binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
]N1gzHaS >2<
Jb!f& template < typename T >
ro@`S: typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
+~M`rR* {
$:0?"?o); return fn(pk(t));
<ApzcyC
}
.cg"M0 template < typename T1, typename T2 >
_gP-$&JC typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
VW\~OH {
1V 2"sE return fn(pk(t1, t2));
nsV;6^> }
}G[Qm2k } ;
9vz"rHV ~ny4Ay$# EX,)MU 一目了然不是么?
HVcd< :g0 最后实现bind
uVV;"LVK~ ]_P!+5]< 8w4cqr4m template < typename Func, typename aPicker >
,W~a%8* picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
ADN {
m=%WA5c? return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
Ptv=Bwg }
;/.XAxkFL AP_2.V=Sn 2个以上参数的bind可以同理实现。
k/}E(_e 另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。
POc-`]6<F Q:!.YSB 十一. phoenix
-OV!56& Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
hKYA 5] JGKiVBN for_each(v.begin(), v.end(),
IH0qx_;P& (
BF>3CW7 do_
I:%O`F [
>gTrui{, cout << _1 << " , "
mkOj&Q ]
9DP6g<>B .while_( -- _1),
,Q8)r0 c cout << var( " \n " )
fu?Y'Qet )
RzLbPSTQ );
Jri"Toz0 {(!j6|jK 是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:
4zM$I 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
5//.q;z operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
L|[0&u! 那么我们就照着这个思路来实现吧:
Gdf*x<T1 %rZJ#p[e)= l~V^ template < typename Cond, typename Actor >
|0$wRl+kN class do_while
}^
j"@{~ {
Lz'05j3! Cond cd;
-I#1xJU Actor act;
Q+UqLass public :
lnoK.Vk9, template < typename T >
Ju"*>66 struct result_1
vo_m$ /O {
PI0[ typedef int result_type;
+TnRuehtk } ;
%XieKL 71ctjU`U2 do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
l|P(S(ikh vg5;F[e template < typename T >
P}+-))J typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
8}kY^"*&X {
I?mU _^no do
{]w@s7E {
tK+K lz act(t);
Ph*tZrd*# }
kK[m=rTx1$ while (cd(t));
8UyYN$7V return 0 ;
3+/{}rv }
0 oFRcU } ;
x!o>zT\ vUXas*s4 <e
'S' 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
j7|r^ 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。
;nbUbRb 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。
yF}l.>7D 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。
hC[MYAaF 下面就是产生这个functor的类:
aa1^cw 5} 420cJ{;A dfBTx6/F template < typename Actor >
xxh(VQdg class do_while_actor
U0/X!@F- {
g6kVHxh- Actor act;
Nn],sEs public :
E}V8+f54S do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
d?)C} 2 SqhG\qE{Qj template < typename Cond >
u^T{sQ"_ picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
[D=3:B&f } ;
d!%:Ok 4epE!`z_& b[3K:ot+ 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
:b&O{>M]Y 最后,是那个do_
5X5 &(S\ 8uR4ZE* _T 5ZL class do_while_invoker
bt/u^E {
}-:s9Lt public :
OA??fb,b template < typename Actor >
BiQ7r=Dd. do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
!dVth)UV {
9I:H=5c return do_while_actor < Actor > (act);
{U&*8Q(/ }
?th`5K30 } do_;
c:Tw.WA FbVdqO 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
'mz
_JM 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
$~<);dYu0 最后来说说怎么处理break和continue
at@B>Rb 显然break的语义超出了我们的能力范围,然而却是有一个东西很适合模拟其行为,那就是异常。
1YmB2h[Z 具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]