一. 什么是Lambda b
~]v'|5[
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 inq
{" 6
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, q TWQ!
8ZjRMr}
Wzffp}V
LtUw
class filler q!><:"#[G
{ 5mL4Zq"
public : *(wxNsK
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} Ue`Y>T7+!
} ; &+hk5?c /
F4V) 0)G
+_*iF5\
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: M= 3w
!"hzGgOOX
# Rs5W
.*+jD^Gr
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); T~XKV`LQ
y=
8SD7P'
IY!8j$'|
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 5D7k[+6
nsq7dhq
h^,L) E
b
o_`P3
二. 战前分析 -I*vl
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 +4qR5(W
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 >lJTS t5{
eqOT@~H
^e\$g2).
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 9R-2\D]
/* --------------------------------------------- */ "8a ?KQ
vector < int *> vp( 10 ); <wd;W;B
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ?} E
M,
/* --------------------------------------------- */ %SCt_9u
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); /#t::b+>x
/* --------------------------------------------- */ x.Ny@l%]
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); 8NNs_~+x}
/* --------------------------------------------- */ ;V f{3
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); 5vS[{;<&
/* --------------------------------------------- */ NCo!n$O1~
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); 8B!QqLqK
MlS5/9m@^
Q_0_6,Opb
23'<R i
看了之后,我们可以思考一些问题: _2<UcC~
1._1, _2是什么? 4Xwb`?}-
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。 VS7
2._1 = 1是在做什么? U ){4W0
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。 3=Uy t
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。 ?Ycl!0m
[yc7F0Aw
=C|^C3HK
三. 动工 x wwL
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: (KPD`l8.
Z?&ZgaSz
/m^G 99N
:}#j-ZCC"
template < typename T > xDS]k]/(T
class assignment Z@*!0~NH=4
{ *<"{(sAvk
T value; tef>Py
public : D=.Ob<m`Z
assignment( const T & v) : value(v) {} kf |J
template < typename T2 > i]@k'2N
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } NweGK
} ; #3RElI
COBjJ3
/3sX>Rj
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 '0o^T 7C
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment )
jM-5}"
6iHY{WcDj
.*W7Z8!e
Cy5iEI#
class holder
J!3;\
{ hl)jE
06
public : uc]5p(9Hb
template < typename T > _[l&{,
assignment < T > operator = ( const T & t) const Z>X]'q03
{ ]F;1 l3I-
return assignment < T > (t); z_A\\
} v:9'k~4)
} ; LN5q_ZvR
,K30.E
OJM2t`}_t
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: &5B/>ag1!
Are0Nj&?
static holder _1; \CS4aIp
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 n!Y}D:6c6
xbHI4A"Z
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); X%B$*y5
而不用手动写一个函数对象。 y4=T0[
V
cbzS7q<)
g
4$
VyNU<}
四. 问题分析 Pj BBXI1i
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。 m0^~VK |
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。 C58B(Ndo
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 u{D]Kc?n
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 uFlf#t
=
下面我们可以对这几个问题进行分析。 )!G 10
z?UEn#E2
五. 问题1:一致性 nhZ/^`Y<
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?| PTXS8e4
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 :w4N*lV-
m?8o\|i,
struct holder ;l < amB
{ N_+D#Z.g
// CEzdH!nP
template < typename T > f^IB:e#j;
T & operator ()( const T & r) const ,u-9e4
{ ]'hel#L;l
return (T & )r; mGmZ}H'{
} 4V
mUTMY
} ; zx+}>(U\U
^6Yt2Bhs
这样的话assignment也必须相应改动: f3.oc9G
I9#l2<DYlX
template < typename Left, typename Right > t47;X}y f
class assignment P^lzbWj^
{ Li 9$N"2
Left l; Tn\{*A
Right r; ;Cty"H,
public : I\[z(CHg@
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ?UeV5<TewS
template < typename T2 > i`iR7UmHeR
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } q,;wD1_wG
} ; |}X[Yg=FG
;.R)
uCd{=
同时,holder的operator=也需要改动: WK#%G
9gIim
template < typename T > /{I-gjovy
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const E4_,EeC#
{ cw0uLMqr`
return assignment < holder, T > ( * this , t); DC_k0VBn
} z|(<Co8#.
~9;udBfwF
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。 z XU r34jF
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 #60gjHYaV
#nZPnc:
return l(rhs) = r; P9q=tC3^
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。
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: $ma@z0%8}
}"kF<gG1
template < typename Tp > D& &71X '
class constant_t
q$K}Fm1C
{ qHd7C3
const Tp t; 'coY`B; 8
public : 3RFU
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} lJx5scN[
template < typename T > Wdj|RKw
const Tp & operator ()( const T & r) const )vuIO(8F#
{ (>lH=&%zj
return t; OcC|7s",
}
u6MU
@?
} ; MvaX>n!o
>m%7dU
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ETdN<}m
下面就可以修改holder的operator=了 :$P1ps3B
'0I>
template < typename T > um( xZ6&m
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const Q`-Xx
{ z('t#J!b
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); |~rKD c
} IQ
xi@7%&
D)Jac@,0
同时也要修改assignment的operator() T~g`;Q%i
-"#jRP]#
template < typename T2 > _U^G*EqL*
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } s |o(~2j
现在代码看起来就很一致了。 %;aB#:p6
h$%h w+"4
六. 问题2:链式操作 n +2>jY
现在让我们来看看如何处理链式操作。 z*cKH$':
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。 mSk";UCn
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。 8-@HzS%
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。 QDKY7"H
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct xNLgcb@v>
q:vGG K^
template < typename T > -%V~1
struct result_1 [N"=rY4G
{ t=jG $A
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; # 00?]6`z
} ; {V8uk$
u?'J1\z
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: ]A1'+!1$
~I~lb/
template < typename T > F9A5}/\
struct ref =&DuQvN,
{ sJ5#T iX
typedef T & reference; %D%
Ok7s})
} ; +NeoGnj
template < typename T > ,F "P/`i'
struct ref < T &> ni<\AF]`
{ wb##|XyK<c
typedef T & reference; nAX/u[
} ; }2Y`Lr
(''w$qq"D
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 7=qvu&{
VM;vLUu!e
template < typename T > ob|^lAU
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ocpM6b.fK
{ ,H$%'s1I(
return l(t) = r(t); ,&Vir)S
} kN 0N18E
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。 <5G 4|l
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ]x%sX|Rj
jc,Qg2
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 -av=5hm
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: n{M-t@r7
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 6
tB\X^
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ~Qf\DTM&
最后的布局是: k$kxw_N5d
Add Q~KzcB<
/ \ }
na@gn
Divide 5 S5YEz
XG
/ \ iI &z5Q2
_1 3 ]c]^(C
似乎一切都解决了?不。 3/]~#y%2
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。 _p^Wc.[~M
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。 ]]y,FQ,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: HJd{j,M
xP27j_*m>
template < typename Right > $-s8tc(
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const /wkrfYRs
Right & rt) const XK;Vu#E*^
{ Mh{;1$j#
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); i8%@4U/ J
} wbg?IvY[
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 K1&t>2=%
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。 _3#_6>=M
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。 ",aEN=+|hV
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。 SQ'%a-Mct
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。 9 aK U}y
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? QB;TQZ
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: yf4 i!~
lAo4)
template < class Action > Y3-f68*(
class picker : public Action xZ
SDA8kS
{ gtqtFrleG
public : S@TfZ3Go|
picker( const Action & act) : Action(act) {} &MB1'~Q,hq
// all the operator overloaded ~n(LBA
} ; 0r?]b*IEK
I$XwM
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。 B$7Cjv
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: y
k\/Cf
2+*o^`%4P
template < typename Right > t[AA=
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const .z*}%,G
{ 0WyOORuK
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); u<+"#.[2v~
} Ag&K@ %|*
/_yAd,^-+
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > h<n 2pz}
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。 *r7%'K{C
\!%~(FM
template < typename T > struct picker_maker $4^h>x
{ _SH~.Mt_!
typedef picker < constant_t < T > > result; 7h>,
} ; Zlygx
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > R 0G!5>1i
{ qc a=a}
typedef picker < T > result; Pu 'NSNT
} ; K@{R?j/+
xqauSW
下面总的结构就有了: WmRu3O
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 IGlM}
?x
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 -U\s.FI.AR
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 E?VOst&
至此链式操作完美实现。 ]O0u.=1k
PWO5R]
Q9Go}}n
七. 问题3 m6Qm }""
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 e2pFX?
2(P<TP._E
template < typename T1, typename T2 > LKZv#b[h
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const p}Bh
{ Owv}lJ
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); WHu[A/##']
} JIf.d($
~:
[ fs.D /
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: S %wdXe
j%':M
template < typename T1, typename T2 > x1"8K
struct result_2 z$Qy<_l
{ \3hFb,/4k
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; y(Em+YTD
} ; ):n'B` f}z
jHV)
TBr
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? zhY]!
这个差事就留给了holder自己。 Lzx/9PPYn
N9u {)u
4E$d"D5]>p
template < int Order > Zm+GH^f'
class holder; 9S<V5$}
template <> K?yMy,9%Yw
class holder < 1 > D4?cnwU
{ JM53sx4&
public : <L2z| %`
template < typename T > =dp`4N
struct result_1 R'oGsaPB2
{ x Vw1
typedef T & result; klTRuU(
} ; at\$
IK_
template < typename T1, typename T2 > 6.a|w}C`
struct result_2 z+^9)wg9
{ `9A`pC
typedef T1 & result; <X?xr f
} ; CX;
m8
template < typename T > H;+98AIy`
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ^,J>=>,1\
{ 29&F_
return (T & )r; c2]h.G83
} S$a.8Xh
template < typename T1, typename T2 > ET%F+
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const hW\'EJ
{ iEbW[sX[4
return (T1 & )r1; 7Q~$&G
} *9`k$'
} ; 3~LNz8Z*
G)gb5VW k
template <> -oY8]HrXfK
class holder < 2 > cmY `$=
{ )"63g
public : &M=15 uCK
template < typename T > IiY%y:!g
struct result_1 jV<5GWq
{ -.-@|*5
typedef T & result; ojVN-*5
} ; >}d6)s|
template < typename T1, typename T2 > Vq^b_^
struct result_2 cVSns\QO
{ {&FOa'bP
typedef T2 & result; V3/OKI\o
} ; SE$l,Z"[*b
template < typename T > 9MbF:
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 0;w84>M
{ ^C}f|{J
return (T & )r; U?Vik
} ]UZP dw1D
template < typename T1, typename T2 > ghk"XJ|
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const }$a*XY1
{ r/QI-Cf&
return (T2 & )r2; I}awembw g
} v(,YqT>q@U
} ; {RD9j1
f3<2531/}
dx.Jv/Mb
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 %mOQIXr1s
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: aED73:b
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Z'd]oNF
TnuA uui*
return l(i, j) = r(i, j); EV;"]lC9
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) {9~3y2:
Ctk1\quz
return ( int & )i; ,,?XGx
return ( int & )j; p.,`3"C1
最后执行i = j; .{(gku>g(
可见,参数被正确的选择了。
:1~4X
kAW2vh
r]S"i$
.EjjCE/v-
i\*
b<V
八. 中期总结 %V(U]sbV
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: 8C I\NR{x8
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 :aD_>,n
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 V)ITk\
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor p1IN%*IV+o
+}BKDEb
C
*7x7|z
9q2x}
Seq
^o=
]DZ~"+LaG
九. 简化 0 n|>/i
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。 1([?EfC
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 }#nd&ND
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: ?O9|
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 #5X+.!L
+-*/&|^等 b>' c
2. 返回引用。 O`;o"\P<
=,各种复合赋值等 Z[kVVE9b?
3. 返回固定类型。 Krr51`hZH
各种逻辑/比较操作符(返回bool) | }d+BD
4. 原样返回。 MQX9BJ%
operator, ~6[3Km|2
5. 返回解引用的类型。 A|m0.'/
operator*(单目) QjTs$#eMW
6. 返回地址。 {Ut,xi
operator&(单目) V} h)e3X
7. 下表访问返回类型。 $wk(4W8E
operator[] R l)g[s
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 Y*S(uqM
operator<<和operator>> :S+Bu*OyH
0.B'Bvn=s2
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 m4R:KjN*
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ^+Vf*YY
8
/^`do3a}
template < typename Left > LXRIo2ynuw
struct value_return o3le[6C/8=
{ DyRU$U
template < typename T > 8(H!iKHe
struct result_1 o\nFSGkn
{ -I~\
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; o9Tsyjbj
} ; :T#f&|Gg;
Mp@dts/|
template < typename T1, typename T2 > =3GgfU5k
struct result_2 ~;oaW<"
{ ra1_XR}
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; {G=|fgz
} ; ?%b#FXA
} ; +rKV*XX@
Ubh)}G,Mg
)OFf nKh
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait fD2 N}
Na+3aM%%
下面我们来剥离functor中的operator() Qgq VbJP"
首先operator里面的代码全是下面的形式: |sAl k,8s
,F=FM>o
return l(t) op r(t) X6r3$2!
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ,oJ$m$(Lj
return op l(t) H)X&5E
return op l(t1, t2) <
WQ
~X<1D
return l(t) op `_3Gb
return l(t1, t2) op es\Fn#?O
return l(t)[r(t)] @$;I%
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 0fN;
L;v
26=G%F6
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: } ;d=
单目: return f(l(t), r(t)); Z 3-=TN
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); |zy` ]p9
双目: return f(l(t)); z :A_
return f(l(t1, t2)); :VX2&*
下面就是f的实现,以operator/为例 $]J<^{v
s=<65
struct meta_divide a@C}0IP)
{ CZkmd
template < typename T1, typename T2 > {-hu""x>
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ~8)l/I=`);
{ I-W,C&J>
return t1 / t2; D*g
K, `
} +*wo iSD
} ; GFvLd:p` [
[*r=u[67F
这个工作可以让宏来做: ?JR?PW8
<_SdW 5BF<
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ <lRjh7
template < typename T1, typename T2 > \ yB4eUa!1
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; {3``B#}
以后可以直接用 j 5 bHzcv
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ./CDW
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 }|],UXk{xB
(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。。。) /wi/i*;A
&_'3(xIO
~e686L0j
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 E U'P
U
`KieN/d%
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > s@*i
class unary_op : public Rettype |)[&V3+|
{ 8k^1:gt^
Left l; &pHXSU
public : 8(}cbW
unary_op( const Left & l) : l(l) {} b .cBg.a
5
axt\
template < typename T > ]<u%jTQREd
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const C-&s$5MzGb
{ \cHFV
return FuncType::execute(l(t)); _:KeSskuO
} 7s0pH+
)g ?'Nz
template < typename T1, typename T2 > ?v&2^d4C*F
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const -gv[u,R
{ %Lp#2?*
return FuncType::execute(l(t1, t2)); PVrNS7 Rk/
} q,=YKw)*
} ; /mK]O7O7
A$l
}&^1")2t
同样还可以申明一个binary_op fjm3X$tR
Y0ACJ?|
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > l7(p~+o?h>
class binary_op : public Rettype QiNLE'19^
{ 27Vx<W
Left l; CW,|l0i
Right r; w]US-7
public : Q$Q:Jm53
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} |A2o$H
.+~9
vH
template < typename T > '^tC |)
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const )+f"J$ah
{ sc z8`%
return FuncType::execute(l(t), r(t)); CUj$ <ay=
} u|(Iu}sE=
b\H,+|iK
template < typename T1, typename T2 > 9jllW[`2F
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 4\ny]A:~
{ G#6O'G
N
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 0SJ(Ln`0K
} i1!Y{
} ; Q;kl-upn~8
)2R]KU_=g
@`aPr26>?
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 vX$|/74
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 '<AE%i,
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) LWV^'B_X-
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 'r}y{`3M
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! G_xql_QR
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 H`7T;`Yb
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 UFeQ%oRa8
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) }U**)"
下面是修改过的unary_op )a$sx}
H:o=gP60]
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > M+7jJ?n
class unary_op kMg[YQ]OC
{ avUdvV-
Left l; +d3h @gp
[V0%=q+ R
public : @ZtvpL}e
TrBtTqH)
unary_op( const Left & l) : l(l) {} X&!($*/
DOq"=R+
template < typename T > DK#Tr: 7
struct result_1 QV _aM2
{ cgR8+o
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; t]xR`Rr;X
} ; +SkfT4*U
>vNE3S_
template < typename T1, typename T2 > ty8E;['
struct result_2 2D"aAI<P
{ [\=1|t5n~
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ^C;ULUn3
} ; hdYd2
j
PsN_c[+
template < typename T1, typename T2 > O*c<m,
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const D`)K3;h
{ )yS8(F0
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ](z*t+">
} ,6x>gcR
ne=CN!=
template < typename T > Bu4@FIK!C
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const j_SUR)5
{ ]m#*4
return OpClass::execute(lt(t)); v+'*.Iv:
} {%6g6?=j
H1$n6J
} ; l<yYfGO
Oki{)Ssy
"fu@2y4^
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 *4c5b'u
好啦,现在才真正完美了。 =lx~tSiS
现在在picker里面就可以这么添加了: I\|.WrMNi
cPX^4d~9
template < typename Right > mH )i
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const Lg|]|,%e
{ SxL/]jWR7
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); VBK |*Tl
} yER
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。 Eopb##o
xn1,
o
MY=
{X-a6OQj
5)ooE
a&B@F]+
十. bind '>t'U?7w<
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。 5`q#~fJ2
先来分析一下一段例子 1?,C d
C9eisUM
]aYuBoj
int foo( int x, int y) { return x - y;} 2h1P!4W85
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 YAd%d|Q
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 "lL/OmG
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。 rW`l1yi*$
我们来写个简单的。 Xi!e=5&Pa
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ~Sx\>wBlc
对于函数对象类的版本: &@'+h*
b
@GF3g=
template < typename Func > a?*pO`<J{
struct functor_trait 40 zO4
{ mcxD#+H 3
typedef typename Func::result_type result_type; ,?wxW
} ; $5>m\wrl
对于无参数函数的版本: f0*_& rP
=:\5*
template < typename Ret > }Zfi/ ^0U
struct functor_trait < Ret ( * )() > L),bPfz
{ r"dR}S.Uf
typedef Ret result_type; *TPWLR ^
} ; Y /l~R7
对于单参数函数的版本: GF*uDJ Kp
qpq(<
template < typename Ret, typename V1 > t"YN:y8-
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > #{J+BWP\o
{ C2yJ Xi`$
typedef Ret result_type;
=)J<R;
} ; :)%cL8Nz]$
对于双参数函数的版本: p:3w8#)MZ
wcGv#J],
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > n/YnISt
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > UkC'`NWF*
{ *T:jR
typedef Ret result_type; m",G;VN
} ; N[N4!k )!$
等等。。。 ."`||@|
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 7t+H94KG7
t;_1 /mt
template < typename Func > (*\y
struct func_return LdnTdh?
{ @@=,bO
template < typename T > l|M|;5TW
struct result_1 }Ggn2 X
{ -jVg{f!
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; $_gv(&ZT
} ; t<%+))b
!(y(6u#
template < typename T1, typename T2 > Bf" ZmG9
struct result_2 SBY0L.
{ L+0:'p=
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 97pnq1b
} ; $paE6X^
} ; +^*b]"[
/f hS#+V*
5[~C!t;
最后一个单参数binder就很容易写出来了 V@K^9R,|
}6*JX\'q
template < typename Func, typename aPicker > ^}lL@Bd|
class binder_1 $SfY<j,R
{ c*R18,5-
Func fn; ?\zyeWK0L
aPicker pk; boZ/*+t
public : ;HiaX<O!
-?Cu-'
template < typename T > P@Vs\wAT
struct result_1 *Zn,v-d
{ "@rHGxK
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
_w
FK+>
} ; !. :b}t
]-l4
template < typename T1, typename T2 > *=77|Dba
struct result_2 m;S%RB^~H
{ Yx](3w ID
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; `!ZkWF6
} ; ^UyN)eX
{'#7b# DB>
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ;|f]e/El
|RDE/
template < typename T > #q8/=,3EG
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const l>)+HoD
{ %m$t'?
return fn(pk(t)); 2
S2;LB
} FV%|*JW[;N
template < typename T1, typename T2 > <f0yh"?6VH
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Z 2lX^z
{ )2r_EO@3HP
return fn(pk(t1, t2)); m*v@L4t(1
} 2SKtdiY
} ; ;`Z>^.CB
B9'2$s+Z;
S}K-\[i?
一目了然不是么? 'Y/8gD~.
最后实现bind .[Ny(X/]/}
>Fc=F#tA9
Dc] J3r
template < typename Func, typename aPicker > NC|VZwQtm
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) y/+y |.Xg
{
.L^F4
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); lT'V=,Y
t
} f1U:_V^d
=-G4BQ
2个以上参数的bind可以同理实现。 Sf
t,$
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。 pWKI^S
#?~G\Ux0/
十一. phoenix ,Uy~O(Ft
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Po.izE!C
P+,YWp
for_each(v.begin(), v.end(), #*G}v%Ow/u
( >jc17BJq
do_ !ce,^z&5
[ %}{.U
cout << _1 << " , " U)1hC^[!
] =BzBM`-o
.while_( -- _1), v=D4O .
cout << var( " \n " ) UO-,A j*wW
) %gTY7LIe1z
); I!.-}]k
UBx0Z0Y
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: zZS,<Z
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 d)0 hAdh
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 _ sBFs.o
那么我们就照着这个思路来实现吧: s$/Z+"f(
+lJD7=%K]Z
DMT2~mh
template < typename Cond, typename Actor > 5gwEr170
class do_while ) 3I|6iS
{ YV6w}b:
Cond cd;
kb'l@d#E
Actor act; D
\boF+^
public : dkZ[~hEQG-
template < typename T > Ky{C;7X
struct result_1 ~P9^4
{ u)l[*";S
typedef int result_type; &9xcP.3
} ; :Z]\2(x
g]._J
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 5~"m$/yE
P2 +^7x?
template < typename T > xic&m5j
m
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const dV"Kx
{ &I/C^/F&
do i.+#a2
{ >
!WFY
act(t); 3
FLht
L
} 2O`s'&.h
while (cd(t)); ;zi4W1
return 0 ; OPDRV\
} "9;Ay@'B
} ; vFK(Dx
SuA`F|7?P
Gdlx0i
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). r
D|Bj(X8
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。 AaJz3oncJ
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。 OWmI$_L
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 QC+BEN$
下面就是产生这个functor的类: 58Z,(4:E
_i0,?U2C
s?&UFyYb,
template < typename Actor > <2PO3w?Z
class do_while_actor +4K'KpFzZ
{ %X(|Z4dL
Actor act; 5Veybchy "
public : =UFmN"
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} QkY;O<Y_
BEii:05
template < typename Cond > !:|D[1m
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; S&~;l/
} ; q7zHT=@$
PL*kjrLu7
vrXNa8,L
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 d~O)mJ
J
最后,是那个do_ m[&