一. 什么是Lambda s~MCt|a
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 B#;0{
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, B< BS>(Nr>
>4eZ%</D5
R?GF,s<j
: yC|Q)
class filler WL/9r
*jW
{ "f<+~
public : j*}2AI
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} "jG-)k`a
} ; ,}_uk]AQ
\Z ms
#mcU);s
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: Kf-rthO
AT]Ty
JPfE`NZ
9J'3b <
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); `h|>;u
1$G'Kg/
X-=J7G`\h#
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 1(12`3
;Q} H'Wg,
%R[X_n=
9,zM.g9Qv
二. 战前分析 K+s
xO/}h
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 8cyC\Rs
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 0ge^pO\Z
d8Kxtg
Y
=C.WM*= '
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); =3Hv
/* --------------------------------------------- */ Um'r6ty
vector < int *> vp( 10 ); !4l\*L
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ``4lomz>
/* --------------------------------------------- */ xg2
&
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); M,b^W:('4
/* --------------------------------------------- */ ,HM~Zs
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); [r5k8TB1
/* --------------------------------------------- */ Jz6,2,LN
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); '}q1 F<&
/* --------------------------------------------- */ z7P]g
C$\
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); S0<m><|kl
hu+% X.F4
@UidQX"b
h*GU7<F:a
看了之后,我们可以思考一些问题: az2CFd^M
1._1, _2是什么? E[RLBO[*n
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。 E@F:U*A6%
2._1 = 1是在做什么? Z*rA~`@K6
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。 /Aq):T 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。 NJglONO
1"82JN|!
zsx12b^w
三. 动工 1#3 Qa{i
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: CxOBH89(
HKdR?HM1
`1[GY){?)
I2wT]L UV
template < typename T > !7K-Kqn
class assignment !cWnQRIt_F
{ )*Qa9+:
T value; *I}_B\kY
public : >5jHgs#
assignment( const T & v) : value(v) {} H?=D,
template < typename T2 > > HL8hN'q'
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } (1vmtg.O
} ; D=fB&7%@
a'v%bL;H~
pw7_j;}l
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 N3};M~\
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment N
-]m <z>
swDSV1alMB
pP'-}%
"iof -b=ys
class holder h ,@x5q>g
{ sv^;nOAc
public : '7F`qL\/#(
template < typename T > JHf}LZu
assignment < T > operator = ( const T & t) const .~5cNu'#m
{ ~~ON!l9n
return assignment < T > (t); XU0"f!23x
} a<V=C
} ; w?AE8n$8
qvOBvUR}
OD"eB?
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: K@{jY\AZNx
ZUyM:$
static holder _1; na
FZ<'t>&
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 p Nu13o~
ftq~AF
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); }}qR~.[
而不用手动写一个函数对象。 9wKz p
B`hxF(_p/
7$GP#V1r/
(6\A"jey\x
四. 问题分析 /]xd[^
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 !*%3um
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 2$NP46z}
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 y&__2t^u
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ==(M
vu`
下面我们可以对这几个问题进行分析。 raJyo>xXb5
`T9<}&=!
五. 问题1:一致性 ]Wa,a
T'
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?| 4
qW)R{%
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 n?,fF(
bM^'q
struct holder 72-@!Z0e
{ g6W.Gl"5\w
// y+:<
template < typename T > cDTDim1F
T & operator ()( const T & r) const .
~|^du<X
{ 0t4i'??
return (T & )r; F"23>3
} dbZPt~S'$
} ; K0I-7/L
'`o+#\,b^%
这样的话assignment也必须相应改动: m@c2'*&Y
w-nkf
M~
template < typename Left, typename Right > E/GI:}YUy_
class assignment nMc-kyl{
{ m dC. FO-
Left l; t%dPj8~
Right r; G#%
=R`k/
public : 56':U29.]
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Nq~bO_-I
template < typename T2 > ZRxB" a'
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } i&LbSxUh9
} ; r?V|9B`$p
U3U eTa_
同时,holder的operator=也需要改动: x@k9]6/zs
b`:Eo+p
template < typename T > L7xTAFe
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const !E7/:t4
{ Ta[}k/zW
return assignment < holder, T > ( * this , t); @/7Rp8Fr
} "{0kg'fU
3S5QqAm
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 TOuFFR
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 =C:0='a
R\+$^G}#6
return l(rhs) = r; >$"bwr}'4B
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 /cjf 1Dc
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: H+0 *
5g&'n
template < typename Tp > a,tP.Xsl
class constant_t j/Kw-h ,5"
{ LQQhn{[D
const Tp t; ):[[Ch_
public : (?3(=+t
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ?NwFpSB2
template < typename T > Q%>,5(_V]
const Tp & operator ()( const T & r) const r-V./M@L
{ l;;:3:
return t; 0s4j>
} 9%dNktt
} ; Z2 @&4_P
QDDSJ>l5_T
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 A P\E
下面就可以修改holder的operator=了 @)0gXg
IWQ8e$N
template < typename T > `150$*K&B
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const }ps6}_FE
{ D6m>>&E['
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); Gce_gZH7{
} j"dbl?og
oyd{}$71d
同时也要修改assignment的operator() m 8f_w
9(I4x]`
template < typename T2 > [gE2lfaEy
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } oy
|@m|J
现在代码看起来就很一致了。 f[ywC$en
1GNAx\(
六. 问题2:链式操作 SVHtv0Nx
现在让我们来看看如何处理链式操作。 F`N*{at
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。 2-6-kS)c
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_LDS
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。 :H87x?e[
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct := 8vy
RU'J!-w{
template < typename T > 1hN!
2Y:
struct result_1 _1Eyqh`oh
{ ls5S9R 5
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; MWuVV=rd8a
} ; $pKS['J0
'F~u \m=E
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: 5SjS~9
AX)zSr Xn
template < typename T > Psv!`K
struct ref xWMMHIu
{ 'SY&-<t(
typedef T & reference; r3-3*_
} ; v$c D!`+k
template < typename T > Em7q@
struct ref < T &> 4>W`XH
{ w*}9;l
typedef T & reference; hG67%T'}A
} ; :s5g6TR
g[$B90
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 7PMZt$n
|bk*Lgkzw
template < typename T > zaZnL7ZJX
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const fin15k
{ 2*|]#W
return l(t) = r(t); LWI~m2
} q2Kn3{
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。 a:fHTU=\p
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 s:ruCS
E;qwoTmul
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 JvDsr0]\#
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: /\#5\dHj
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 c;^ J!e
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 B4}XK=)
最后的布局是: ^6+x0[13
Add .bE,Q9:
/ \ .*j+?
Divide 5 FMVmH!E
/ \ G
DV-wPX
_1 3 o >Lk`\
似乎一切都解决了?不。 $<v_Vm?6d
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 HhL%iy1
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 ju#63
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: h uJqqC
k3 l
template < typename Right > />C~a]}
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const 9QMn%8=j
Right & rt) const X2cR+Ha0
{ qN@a<row&~
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); #E9['Jn Z
} %'e(3;YI
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 +&OqJAu
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 2?QJh2
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 B$l`9!,
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。 ?^~"x.<nr
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。 &r%*_pX
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? 8(>.^667
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: d 4]%Wdvf
$]kg_l)
template < class Action > `l2q G#
class picker : public Action ~7pjk
{ u4@e=vWI
public : *Xoscc
picker( const Action & act) : Action(act) {} A+I&.\QAR
// all the operator overloaded +5[oY,^cO
} ; #OWs3$9
G%!\ p:w
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 b`W*vduf
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: IY6_JGe_w
-j_I_
template < typename Right > :(>9u.>l?5
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const -l H>8+
{ | ",[C3Jg
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); >&QH{!(
} Rt^<xXX$
p{q!jm~Nq
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 4q13xX
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。 c1kxKxE
W@,p9=425
template < typename T > struct picker_maker KC:4
{
YX`=M
typedef picker < constant_t < T > > result; *Ca)RgM
} ; JA(fam~{
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > RX5.bVp
eE
{ UZP6x2:=
typedef picker < T > result; _i[)$EgFm
} ; 2BDan^:-Av
Wi[m`#
下面总的结构就有了: P4j 8`}&/
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 _sR9
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 mO)PJd2ZD
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 &3Z.
#*
至此链式操作完美实现。 fu<2t$Cn>
12sD|j
Hpi%9SAM
七. 问题3 vX0"S
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。 Zknewv*sS4
,LW+7yD
template < typename T1, typename T2 > zLQ#GF
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const C`n9/[,#
{ HNy/ -
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); wB>S\~i
} ,.jHV
y168K[p
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: w,Zx5bBg%
/3Nb
template < typename T1, typename T2 > a-5HIY5
struct result_2 %gu$_S
{ %,,`N I{
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 'DzBp
} ; LR3`=Z9
n<?SZ^X{,/
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? R+E_#lP_$
这个差事就留给了holder自己。 ~J1;tZS
qsihQd
5,
-pBep<
template < int Order > LiZdRr
class holder; `M?v!]o
template <> W ""*hJ
class holder < 1 > N&fW9s}
{ f4'El2>-86
public : goDV2alC^
template < typename T > Dc.n-ipv$
struct result_1 "mPSA Z
{ w dGpt_
typedef T & result; LBmM{Gu
} ; cX%:
template < typename T1, typename T2 > (@)2PO/
struct result_2 q]"2hLq
{ F1gt3 ae
typedef T1 & result; <rX\LwR
} ; =6cyE
template < typename T > -(\1r2
Y
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const K`Bq(z?/
{ nTys4R
return (T & )r; 3s` V)aXP
} =Kc|C~g
template < typename T1, typename T2 > )o#6-K+b
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const /a[V!<"R
{ @up&q
return (T1 & )r1; 7
9Qc`3a
} ;OOj[%.
} ; +`;+RDKY*
0A#*4ap
template <> &
u$(NbK
class holder < 2 > vG ]GQ#
{ x37/cu
public : s0cs'Rg
template < typename T > nJFk4v4:2
struct result_1 .E+OmJwD
{ "jL1.9%"
typedef T & result; u64@"P
} ; #^|| ]g/N
template < typename T1, typename T2 > (n=9c%w
struct result_2 !1a}| !Zn
{ -$+,]t^GV
typedef T2 & result; j4;Du>obQ
} ; i@P 9EU
template < typename T > 4|[<e-W
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const TC qkm^xv
{ NWEhAj<w
return (T & )r; UT3bd,,
} \un sh^M
template < typename T1, typename T2 > UTZ776`S&X
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const `6&`wKz
{ ~Fy`>*
return (T2 & )r2; P}HC(S1
} <57g{e0I
} ; vqq6B/r@Fu
Y[W6Sc
\UQ9MX _
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> >。 ;\N79)Gk
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: /"=29sWB
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Bk,2WtVX
r"R(}`<,
return l(i, j) = r(i, j); ]>5T}h
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 9%sFJ
d9O:,DKf
return ( int & )i; cZqfz
return ( int & )j; *kP;{Cb`
最后执行i = j; 8tU>DJ}0
可见,参数被正确的选择了。 mge#YV::
HmvsYP66
hM?`x(P
i8K_vo2Z)
'|Qd0,Z
八. 中期总结 rfYP*QQY
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: /vHYM S
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 hjkLVL
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 dUIqD l
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 8qn 9|
OY: u',T
>-b&v $
*-0>3
jh[
#p?:
`|nH1sHFq
九. 简化 `%e|$pK
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 ;AKwx|I$g
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Hb+X}7c$
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: E Zi &]
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 69>/@<
+-*/&|^等 Oukd_Ryf
2. 返回引用。 1Pm4.C)
=,各种复合赋值等 jgG$'|s}
3. 返回固定类型。 8) HBh7/
各种逻辑/比较操作符(返回bool) c&E]E(
4. 原样返回。 2`EVdl7B]
operator, i0>]CJG
5. 返回解引用的类型。 !$_~x
8K1-
operator*(单目) >z(wf>2J
6. 返回地址。 'r\ 4}Ik
operator&(单目) %,0%NjK
7. 下表访问返回类型。 OVZP x%a
operator[] K*1.'9/
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 6ZcXS
operator<<和operator>> oe9lF*$/
&:<, c12
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 1RLym9JN
例如针对第一条,我们实现一个policy类: `{[RjM`
UbO4%YHt
template < typename Left > 5Tedo~v
struct value_return =_l)gx+Y+y
{ ++b$E&lYU
template < typename T > |#k@U6`SG
struct result_1 }AlYNEY
{ onwjn+"&
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; l-<`m#/v
} ; Sm)u9
V7EQ4Om:It
template < typename T1, typename T2 > HJIC<U
struct result_2 h$`#YNd'
{ nBkh:5E5%
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; O#)jr-vXdV
} ; 49AW6H.JT
} ; ^XG*z?Tt
`<U5z$^QTw
?F_)-
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait H]&gW/=
b5<okICD
下面我们来剥离functor中的operator() 22&;jpL'?
首先operator里面的代码全是下面的形式: lj4o#^lC
.1#kDM
return l(t) op r(t) l(!/Q|Q|
return l(t1, t2) op r(t1, t2) E"6X|I n
return op l(t) :Wc_Utt
return op l(t1, t2) Qs%B'9")
return l(t) op :QPf~\w?
return l(t1, t2) op .XS9,/S
return l(t)[r(t)] MLr-,
"gs
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ,$N#Us(Wa
`XJm=/f
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: "j^MB)YD
单目: return f(l(t), r(t)); dEp7{jY1O
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 2%]Z
Kd
双目: return f(l(t)); ^nNitF
return f(l(t1, t2)); T]9m:zX9s
下面就是f的实现,以operator/为例 ((bTwx
O$D?A2eI
struct meta_divide ;SY\U7B\
{ K\u_Ji]k
template < typename T1, typename T2 > y t5H oy
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) -DjJ",h( $
{ mV)+qXC
return t1 / t2; pr&=n;_ n
} ]Y`Ib0$
} ; ]JXKZV8$0
[M%._u,
这个工作可以让宏来做: 69OF_/23
ac8P\2{"
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ A6!F@Ic[
template < typename T1, typename T2 > \ A&"%os
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ^x m$EY*Y,
以后可以直接用 YlF%UPp
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) %\Wf^6Y^
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 -oP'4QVb
(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。。。) \+ 0k+B4a
=5x&8i
Lja 7
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 !RH.|}
/.1.MssQM
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > yK%ebq]
class unary_op : public Rettype @7<uMasfp
{ (Un_!)
Left l; ,r8Tbk]m
public : F(,UA+$A
unary_op( const Left & l) : l(l) {} Iz@)!3h
;j%BK(5
template < typename T > e<cM[6H'D
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const VIJ<``9[
{ [yS#O\$'e
return FuncType::execute(l(t)); /.z;\=;[n!
} i'#Gy,R
4 %W:
template < typename T1, typename T2 > \tN-(=T
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const E3aDDFDH
{ 7.g[SBUOG
return FuncType::execute(l(t1, t2)); t2BL(yB
} jE\Sm2G9
} ; om h{0jA0
`bjizS'^
0#cy=*E
同样还可以申明一个binary_op ,yd= e}lQx
_zWfI.o
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > T0z n,ej
class binary_op : public Rettype De&6 9
{ .iD*>M:W
Left l; !\Xm!I8
Right r; T r0B[QF
public : 2L?!tBw?1
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} $~;D9
Bi,;lR5
template < typename T > GH1"xR4!
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const [`RX*OH2
{ \QE)m<GUe
return FuncType::execute(l(t), r(t)); ^=
0m-/
} ]X Z-o>+,
`;l .MZL!
template < typename T1, typename T2 > .iX# A<E}
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ?>"Yr,b?
{ #~O b)q|
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 0tg8~H3yy
} kn"(mJe$
} ; xg_Df,
6GPp>X
:>Rv!x`
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 <Z}SKR"U%
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 XxIHoX&
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 3jB$2: #
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 YuZ"s55zU{
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! N-
H^lqD
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 l 'DsZ9y@2
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 @f]{>OS
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) A+J*e
下面是修改过的unary_op _BdE<
!r
kHw_ S-
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > r$Co0!.
class unary_op n_ lo`
{ QTX8
L
Left l; w@JKl5
8{`?=&%6
public : 1$qh`<\
,1OyN]f3
unary_op( const Left & l) : l(l) {} c:Wze*vI;
GaX[C<Wt
template < typename T > g<{xC_J
struct result_1 )q7UxzE+
{ m<FOu<y
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 8#!i[UFdj
} ; 5%sE]Y#
2MZCw^s>
template < typename T1, typename T2 > Vq;dJ%sY
struct result_2 4vBL6!z:Z
{ ~.;<
Bj
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ;JZS^Wa
} ; yE[#ze
r'QnX;99T
template < typename T1, typename T2 > 7$h#OV*@,
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const r{l(O,|e
{ 3gd&i
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); oy<WsbnS
} 8JmFi
rV08ad
template < typename T > M%jPH
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Y"A/^]
{ UfS%71l.$
return OpClass::execute(lt(t)); p+)Y Tzzc
} ~3uP6\F
V< k8N^
} ; C8z{XSo
da)NK!
-B86U6^s
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 ^%O]P`$
好啦,现在才真正完美了。 Kq i4hK
现在在picker里面就可以这么添加了: Y>'|oygHA
cM&{+el
template < typename Right > E[Cb|E
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const yX~v-N!X
{ pAT7)Ch
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); g<~Cpd
} bV,}Pp+/"!
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。 V+O"j^Z_J
lRXK\xIP ,
zc[Si bT
LD!Q8"
GvBHd%Ot
十. bind #8)*1?
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。 ;Iq/l%vX
先来分析一下一段例子 l+V>]?j
~6p[El#tS
JH7<
int foo( int x, int y) { return x - y;} &RfC"lc
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 ocs+d\
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 1dK*y'rx
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。 -Z's@'*
我们来写个简单的。
VNY%R,6
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: D*lKn62
对于函数对象类的版本: K5lmVF\$P
jYKor7KTqT
template < typename Func > Cg(Y&Gxf.
struct functor_trait X7rMeu
{ >p"c>V& 8
typedef typename Func::result_type result_type; U*)8G
} ; -,U3fts
对于无参数函数的版本: aTt12Sc
'*3h!lW1.
template < typename Ret > o_~eg8
struct functor_trait < Ret ( * )() > ?nL.w
{ d@qsdYu-*
typedef Ret result_type; *6VF
$/rP
} ; fZoHf\B]{
对于单参数函数的版本: Oeok; :
`^)jLuyu
template < typename Ret, typename V1 > 'ET~
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > xoN3
{ i*Z"Me
typedef Ret result_type; -PfX0y9n
} ; mGK|ihYu
对于双参数函数的版本: cI4K+
w 47tgPPk
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > `G}TG(
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > (=om,g}
{ _WRFsDZ'
typedef Ret result_type; B\XKw'
} ; sc}~8T
等等。。。 Sn|BlXrey
然后我们就可以仿照value_return写一个policy X<I+&Zi
Y/*mUS[oa
template < typename Func > =o$sxb
E(
struct func_return y]f"@9G#
{ 2I,^YWR
template < typename T > .?loO3 m
struct result_1 B&n<M]7
{ ]jo1{IcI
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 0E3[N:s
} ; 0"pAN[=K@
!]=d-RGNe
template < typename T1, typename T2 > sG92XJ
struct result_2 md"!33 @
{ c"B{/;A
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; G6$kv2(k`@
} ; ;5659!;
} ; .N
,3od@
AT2n VakL
75XJL;W #
最后一个单参数binder就很容易写出来了 kH
G"XTL
Q$zO83
template < typename Func, typename aPicker > &B6Ep6QS
class binder_1 (pv+c,
{ 6G[4rD&
Func fn; `)T13Xv
aPicker pk; KbA?7^zo`
public : n$$SNWgM
tp6 3@L|Q
template < typename T > 8Djc
c
z
struct result_1 \1^^\G>H5
{ K<>oa[B9
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; XovRg,
} ; YS/Yd[ e
hoK>~:;
template < typename T1, typename T2 > .y!<t}
struct result_2 W04@!_) <
{ ahJ`$U4n
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; n>BkTaI
} ; leTf&W
'"SEw
w
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ,(EO'T[
r]:(Vk]|F
template < typename T > UQ?XqgUM
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const )u[emv$
{ A kC1z73<
return fn(pk(t)); $4h 5rC g0
} ywGd> @
template < typename T1, typename T2 > J}v}~Cv
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const gOSJM1Mr3
{ ME46V6[LX]
return fn(pk(t1, t2)); =P't(<
} zv0l,-o
} ; Yc_8r+;(
k_
& :24Lj
itBwCIj G
一目了然不是么? -GhP9; d
最后实现bind [q?<Qe
,|y:" s
WrQD X3
template < typename Func, typename aPicker > hI]Hp3S
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) B-ngn{Yc
{ ?XrQ53
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ;oW6 NJ
}
mF*2#]%dx
0D\#Pq
v
2个以上参数的bind可以同理实现。 }X)&zenz
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 ,':fu
Q=;U@k@>
十一. phoenix Ql/cN%^j$
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: TC!Yb_H}gN
U>=Z-
T
for_each(v.begin(), v.end(), FGigbtj`
( 8i>ZY
do_ ]O+Ma}dxz:
[ uki#/GzaO
cout << _1 << " , " +ga k#M"n\
] HHDl8lo
.while_( -- _1), DFZkh^PFd
cout << var( " \n " ) I`-8Air5f
) LClNxm2X
); cv998*|X:
Ktb\ b w
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: >`Y.+4mE
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 ^Cu\VV
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 Aw$x;3y
那么我们就照着这个思路来实现吧: zi|+HM
F
U_jGwD
`q}I"iS
template < typename Cond, typename Actor > zM bN;tu
class do_while i
UCXAWP
{ D!{Y$;
Cond cd; "& ])lz[u
Actor act; CR8/Ke
public : 1"zDin!A
template < typename T > _4"mAPt
struct result_1 }Lc-7[/
{ nzd2zY>V
typedef int result_type; Wk~WOzr}^
} ; 0h#lJS*
_ky,;9G]
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 5]KW^sL
|^: cG4e
template < typename T > LLk(l#K*
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const <sWprR
{ h1B? 8pD
do qaiNz S@q
{ &+Z,hs9%
act(t); !\zWF
} *w^C"^*
while (cd(t)); *7CV^mDm
return 0 ; K&vF0*gN3
} <;vbsksZeH
} ; JJP08oP
]RPs|R?
Dd'm U
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). XC4X-j3
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。 `IP/d
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。 $+P>~X)
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 M2
,YsHt
下面就是产生这个functor的类: [$qyF|/K`n
v25R_""~
4" Cb/y3
template < typename Actor > +MR.>"
class do_while_actor 2)G
%)'
{ Sh/T ,
Actor act; cc,^6[OH@
public : FG6h,7+
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} PPb7%2r
(KFCs^x7wG
template < typename Cond > ?3nR
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; 6g|*`x{
} ; d ^^bke$~
K~c=M",mW
$w)!3c4
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 E)TN,@%
最后,是那个do_ wG~`[>y (
J3e96t~u
5]NqRI^0
class do_while_invoker tX5"UQA
{ g
l^<Q
public : gW^VVbB'L
template < typename Actor > Yk)."r&