一. 什么是Lambda
%/H 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
bgd1j,PWbW 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_[^<2_ <3QE3;4 G1Cn[F;e }0T1* .Cz class filler
i+&*W{Re {
=@m|g ) public :
.h^."+TJ void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
+EcN[-~ } ;
Od'!v & ]w FFGy 9[|Ql 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:
MOyQ4<_ un[Z$moN" #5T+P8 L^VG?J
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
<!&&Qd-d6H a Kb2:1EQ A1p;Ye>o~ 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
JLRw`V,o7 NrTQ}_3) :?{ **&= VuFH
>8n 二. 战前分析
Fk>/ 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。
K.] *:fd 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~B
iqm 7vV3"uns `7Ni bZX0 for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
dKw*L|5 /* --------------------------------------------- */
B5!$5Qc vector < int *> vp( 10 );
0?ZJJdI3 transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
j ij:}.d6 /* --------------------------------------------- */
dapQ5JT/ sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
{y'c*NS /* --------------------------------------------- */
H;}V`}c<` int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
K%>uSS? /* --------------------------------------------- */
9xC,i
) for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
ZYrXav< /* --------------------------------------------- */
-.1x! ~.jX for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
(eN\s98)/ w@4q D uA:|#mO iU{F\> 看了之后,我们可以思考一些问题:
ycRy!0l 1._1, _2是什么?
dV8mI,h 显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
!tFs(![ 2._1 = 1是在做什么?
vKDRjrF- 既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。
Se*GR"Z+ Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。
_5.^A&Y* W=o90TwbN }V?SedsY 三. 动工
6.2_UN^< 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
d)(61 X<_(gg I*
\o '6fMF#X4F template < typename T >
Q,Hw@w<1 class assignment
{Os$Uui37\ {
h{yqNl T value;
goeWZ O public :
z![RC59S assignment( const T & v) : value(v) {}
BM1uZJ0 template < typename T2 >
S?*v p= T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
N|T%cdh:/ } ;
H
|Z9]+h)7 t*82^KDU #5N#^#r" 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
.ev'd&l. 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
^$24231^ Io{)@H"f ;4Y@xS2M _NA0$bGN9 class holder
GrW+P[j9 {
.#6Dad=S* public :
AIF?+i%H} template < typename T >
fEWS3`Yy assignment < T > operator = ( const T & t) const
r~z-l, {
sbrU;X_S return assignment < T > (t);
x;l\#x/< }
"ZNiTND } ;
P(d4~hS )Rn}4)9!iT 7:I`
~ @m 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:
j{IAZs#@> ,-&ler~[ static holder _1;
VieC+Kk Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
C6ZM#}I$l T#Qn\8 for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
{ o=4(RC 而不用手动写一个函数对象。
nfq QSW62]=vV s 9PD[u/y S`BLwnU`# 四. 问题分析
~C{d2i 虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。
C#`eN{%.YT 1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。
3lqR(Hh3 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
&eG,CIT 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
ZTWbe 下面我们可以对这几个问题进行分析。
gdRwh gXZ.je)NM 五. 问题1:一致性
(!&cfabL 首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?|
h-=3b 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
h )"PPI +#}I^N struct holder
iJk`{P _ {
0
ML=] //
^!L'Aoy;E template < typename T >
8xs[{?|: T & operator ()( const T & r) const
lV:R8^d {
<- Q=h?D return (T & )r;
znw\Dn?g }
DF-`nD } ;
~z$vF 57Q^"sl 这样的话assignment也必须相应改动:
h!?7I=p~# 3XYCtp8 template < typename Left, typename Right >
+u#;k!B/> class assignment
,OsFv}v7 {
YgNt>4K Left l;
^]3Y11sI Right r;
rP>iPDf public :
5m!FtHvm1 assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
Cb7f-Eag template < typename T2 >
G4vXPx%a8 T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
A,{X<mLFb } ;
<f &z~y= XMd-r8yYr 同时,holder的operator=也需要改动:
N W :_)1 oJ\UF S template < typename T >
NDEltG( assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
.$y}}/{j?[ {
d&4]?8}=. return assignment < holder, T > ( * this , t);
-Mx"ox }
!Low%rP q{HfT
d 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。
$NC1>83 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
Q0i.gEwe iY1%"x return l(rhs) = r;
H'Bor\;[> 在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
O l1[ o 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
fpJM)HU 5:6as^i:b template < typename Tp >
AC@WhL class constant_t
Gkv<)}G {
K9B_o, const Tp t;
?2zVWZ public :
A9'
[x7N constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
:p0|4g template < typename T >
:'9%~q.D4 const Tp & operator ()( const T & r) const
HpSmB[WF {
o?$kcI4 return t;
]ppi962Z }
+dw$IMwb } ;
!'o5X]s \Y&* sfQ 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
`,gGmh 下面就可以修改holder的operator=了
CB{%~ ="<5+G template < typename T >
6!bp;iLKy assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
WeNx9+2=Z {
s+&Ts|c# return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
e>vV8a\ }
? piv]Z Ca?5bCI, 同时也要修改assignment的operator()
4bLk+EY4A 7pMQ1-( template < typename T2 >
^-?5=\`5 T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
WPi^;c8 现在代码看起来就很一致了。
NWWag} <`,pyvR Kv 六. 问题2:链式操作
1ThONrxu 现在让我们来看看如何处理链式操作。
9v>BP`Mg 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。
v- M3/* 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。
86igP 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。
yQ5&S]Xk$$ 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
^j&'2n@9a VN`T:!& template < typename T >
=67dpQ'y struct result_1
2g5Ft {
0vOt.LC/S typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
bh9rsRb}O } ;
5ws|4V u=NpL^6s< 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:
v$c*3H.seM I{Hl2?CnI, template < typename T >
ReE-I/n8f struct ref
PkA_uDhw {
,0+%ji^V typedef T & reference;
pwo5Ij,~q } ;
QWVH4rg template < typename T >
V
;Kzh$^rk struct ref < T &>
q>:>f+4 {
B;xw @:H typedef T & reference;
.2?txOKh } ;
\l!^6G|c G{$(t\>8 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
%zj;~W;qPH 0sq?;~U template < typename T >
_=W ^#z typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
#?%akQ+w {
C"l_78 return l(t) = r(t);
fy|ycWW>8 }
l{oAqTN 可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。
vlYDhjZk# 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
46(Vq| *zoAD|0N 有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么
9F+i+(\,b _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
)o!y7MTl _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
Mda~@)7$ +5 调用divide的对象返回一个add对象。
5Pmmt/Z 最后的布局是:
p\lS)9 Add
@k+Z?Hp / \
9>~UqP9 Divide 5
9^l[d< / \
Mf0!-bu _1 3
s@C KZ` 似乎一切都解决了?不。
d>"t*>i]> 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。
'VA\dpa{J 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。
;)Rvk&J5 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:
tBEZ4 W>67 w)I!q&`Y template < typename Right >
Qx,?v|Xg assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
:x e/7 - Right & rt) const
\(UEjlo {
`>:ozN#)\ return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
7{=<_ }
Kj[X1X5 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
&.k'Dj2hf 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。
l:NEK`>i 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。
I#(D.\P 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。
SI_{%~k*B 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。
9G(.=aOj, 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?
pQ0yZpN%; 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:
;)ffGg> F 7+Gt
Ed template < class Action >
3UeG>5R class picker : public Action
0ZQ|W%tS {
SF*!Z2K public :
U85t !U picker( const Action & act) : Action(act) {}
*yAC8\v // all the operator overloaded
M7vc/E}]n } ;
/|] %0B MsOO''o 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。
x#yL&+'?Mj 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:
Alh"G6 `X?l`H;# template < typename Right >
%XGwQB$zk8 picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
IQ$l!) {
xQs2) return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
E"k\eZns& }
C:/ca) )mO|1IDTN Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
*LJN2; 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。
,2u-<8 CFD& -tED& template < typename T > struct picker_maker
Z[8{V {
$x;wnXXXM typedef picker < constant_t < T > > result;
~X;r}l=k< } ;
Qz&I~7aoyV template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
GIQ/gM?Pv {
Q1V 4bmM typedef picker < T > result;
=g'7 xA } ;
\2i4]V |x3(Tf 下面总的结构就有了:
*1iJa functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。
" ^~f.N picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。
]t_AXKd picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
|;{^Mci% 至此链式操作完美实现。
c>d+q9M `.nkC_d j eMh 七. 问题3
#:L|-_=a 如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。
'7[{ISBXU En3Q% template < typename T1, typename T2 >
@TC_XU)& ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
:av6*&+ {
c_a*{L|c return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
Bn*D<<{T }
`/ix[:}m^ Fs_V3i3|L 很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2:
J!%Yy\G Lu}oC2 template < typename T1, typename T2 >
@u3K.}i:g struct result_2
|0n h {
l epR} typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
Y~RPspHW } ;
n5"rSgUtE 2-nL2f!a{p 显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢?
2;.7c+r0 这个差事就留给了holder自己。
HB`u@9le c ;` 7}(LO^,A template < int Order >
oH!sJ&"#_ class holder;
4W}8?&T template <>
4%2QF F@ class holder < 1 >
(.7_`T6QG {
9ET2uDZpL public :
<QTu"i template < typename T >
,6PV"E)_ struct result_1
YTxUKE: {
Rj9ME,u typedef T & result;
0wXfu"E{ } ;
^Qz8`1`;Z template < typename T1, typename T2 >
vjaIFyj struct result_2
GEfX,9LF & {
?rXh
x{vD
typedef T1 & result;
3(%hHM7DM } ;
!cT#G template < typename T >
N5csq( typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
MzYTEe&-L {
K$(&Qx} return (T & )r;
3WS`,} }
"t~I;%$[ template < typename T1, typename T2 >
h>$,97EU typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
' ^gF {
hFuS>Hx return (T1 & )r1;
ov zIJbf }
+pc_KR } ;
wA)
NB Ps Qq^/ template <>
3Gf^IV-
class holder < 2 >
A_T-]YQ {
c`mJrS: public :
b_cnVlN[ template < typename T >
J7t5B}} struct result_1
#*#4vMk< {
+[`N|x< typedef T & result;
)mxY]W+ } ;
enlk)_btp template < typename T1, typename T2 >
d
/&aC#'B struct result_2
u-Ct-0 {
vlIet$k typedef T2 & result;
rX%#Q\0h } ;
-% PUY( template < typename T >
=A9>Ej/ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
*aS|4M- {
xeo;4c#S5 return (T & )r;
A2qus$ }
8,=Ti7_ template < typename T1, typename T2 >
4z Af|Je typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
EonZvT-D= {
k!t5>kPSQ return (T2 & )r2;
nVw]0Yl }
REB8_ H" } ;
?(>7v[=iT -r]s #$ -'3vQXj& 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> >。
#B"ki{Se* 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
COc1np 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
s
,\w00-: $$<9tqA return l(i, j) = r(i, j);
R}Uvi9? 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
RW48>4f/+ F*>:~'% return ( int & )i;
uf\Hh -+p return ( int & )j;
>},O_qx 最后执行i = j;
t= "EbPE 可见,参数被正确的选择了。
^v*ajy.> 6Bmv1n[X^h }lML..((1 7'7bIaJk 3l->$R] 八. 中期总结
+cheLc 目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事:
~xGWL%og 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
HcUivC 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
39S}/S) 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
ii2X7Q a2vUZhkR KCq qwGM ,;;M69c[
x `x~k} p*_g0_^ 九. 简化
HGfYL')Z 很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。
+VDwDJ)lG 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
dP
T)& 首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种:
f|WNPFQ$x 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
'SYj Ehvw +-*/&|^等
n7
4?W 2. 返回引用。
BRG1/f
d =,各种复合赋值等
%Gl, V5z& 3. 返回固定类型。
Y<:%_]] 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
ktU98Bk] 4. 原样返回。
?{\8!_Gvsl operator,
u3Z*hs)Z% 5. 返回解引用的类型。
6vro:`R ? operator*(单目)
ruS/Yh 6. 返回地址。
})T}e7>T operator&(单目)
]2QZ47 7. 下表访问返回类型。
Y~dRvt0_w operator[]
)M#~/~^f+ 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
<d#9d.< operator<<和operator>>
(3 8.s:- ?(*KQ#d 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。
@7 &rDZ 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
{F6hx9? TGdD7n&Ehh template < typename Left >
(NOAHV0H struct value_return
(-(,~E {
6|X template < typename T >
DGO_fR5L struct result_1
g}{Rk>k {
uZz^>*b typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
Z$X2*k6PK } ;
37?%xQ! ?T7`E q template < typename T1, typename T2 >
Lx8^V7X struct result_2
}di)4=U9 {
PQWo<Uet typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
jeN_
sm81b } ;
?CA P8 _ } ;
Jh{(xGA ^TVica #E5Sc\, 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
8'Xpx+v & oZI.Qeo 下面我们来剥离functor中的operator()
9Wb9g/L 首先operator里面的代码全是下面的形式:
, =IbZ QL-((dZ< return l(t) op r(t)
`XP]y= return l(t1, t2) op r(t1, t2)
_Z#yI/5r return op l(t)
)6PZ.s/F6p return op l(t1, t2)
bnWIB+%_ return l(t) op
^>.?kh9z return l(t1, t2) op
t#&^ -; return l(t)[r(t)]
"%D+_Yb'X return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
c;Hf +n mc?5,oz;pz 很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式:
A~\:}PN 单目: return f(l(t), r(t));
2fO ~%!.G return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
*1ekw#' 双目: return f(l(t));
W|G(x8 return f(l(t1, t2));
28d: 下面就是f的实现,以operator/为例
.oO_x> =9i:R!,W struct meta_divide
p !AQ {
2!~j(_TA template < typename T1, typename T2 >
2etcSU(y> static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
&1F)/$,v {
_{_LTy%[ return t1 / t2;
{b<p~3%+Hc }
r5(OH3 } ;
`dMOBYV g`y
>)N/ 这个工作可以让宏来做:
}LM^>M% (5_l7hWY #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
uWG'AmK_#E template < typename T1, typename T2 > \
isj<lnQ static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
NlU:e}zGR 以后可以直接用
16ke CG\ DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
r}WV"/]p 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
8niQG'] (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。。。)
}z,4IHNn B:n9*<v( $A7[?Ai ? 下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体
='pssdB M86v template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
:)q/8 0@ class unary_op : public Rettype
r*>XkM& M {
y{?
6U>_ Left l;
hDl& K E public :
NjdAfgA unary_op( const Left & l) : l(l) {}
-J:](p @H@&B`K d template < typename T >
?T$i typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
_q)`Y:2 {
n~8-+$6OR return FuncType::execute(l(t));
'ujtw:Z: }
udqGa)&0 I>=7|G template < typename T1, typename T2 >
|}QDC/ typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
4L^KR_h/ {
bV@53_)N2 return FuncType::execute(l(t1, t2));
~~;fWM ' }
!!o69 } ;
UQPd@IVu6 u&STGc[ ~Msee+ZZ : 同样还可以申明一个binary_op
rP2^D[uM. MGX,JW>L template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
:?@d\c' class binary_op : public Rettype
y:iE'SRRK6 {
5;>M&qmN Left l;
Z&s+*&TM Right r;
;T"}dJel# public :
6IPhy.8 binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
za<Ja=f9X pk}*0Y- template < typename T >
T d4 /3k typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
KVtnz {
T_[W=9 return FuncType::execute(l(t), r(t));
AcrbR&cvG }
"0`r]5 5d n6O1\}YB template < typename T1, typename T2 >
C(}9 typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
HpDU:m {
~b3xn T return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
G/Kz_Y, }
| (v/>t } ;
?
4qN>uW= qk~QcVg viD+~j18 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
, *e^,|# 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
8BE OE< DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
RW,ew!Z
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。
z\_q`43U7 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
$SG^, !!&A 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
qq[2h~6P] 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
}!Qo
wG 这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan)
.3{S6# 下面是修改过的unary_op
M[Y|$I} 9w11kut-! template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
/'TzHO9_` class unary_op
WYRTt2(+% {
v^[tK2&v Left l;
9s73mu`Twg 0AJ6g@t[ public :
z ]o&^Q ]'~'V2Ey unary_op( const Left & l) : l(l) {}
^zsCF0 u-OwL1S+ template < typename T >
eU@yw1N struct result_1
-CtA\<7I {
.N_0rPO,Kw typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
*S~. KW [ } ;
w]tv<U={ Eqp?cKrji template < typename T1, typename T2 >
Mr2dhSQ! struct result_2
Fdm7k){A {
BxG0vJN| typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
aNn < NW } ;
|WXu;uf$.u >5/dmHPc template < typename T1, typename T2 >
o[+1O typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
v :6`(5 {
$'L(}gNv5 return OpClass::execute(lt(t1, t2));
$aE%W? \ }
lk6mu <~"q z*_ template < typename T >
T-fW[][&$ typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
Vfg144FG' {
@,M !&l return OpClass::execute(lt(t));
=<`9T_S 16 }
o6xl,T% q$:T<mFK$ } ;
Xa[gDdbL 5SR29Z[ hP3I_I[qF} 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
t.lm`= 好啦,现在才真正完美了。
g@MTKqs 现在在picker里面就可以这么添加了:
u6t.$a!5 >I]t|RT]) template < typename Right >
VH#]67 picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
{-Yp~HQF {
qFe|$rVVIl return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
.Ks&r }
$Jb+}mlT 有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。
~`T(mh', S@N&W&W#~ <\X4_sdy LtejLCf/ WZ6!VE{ 十. bind
_)2NFq 既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。
z)43+8 ; 先来分析一下一段例子
7"
Dw4}T C*kZ>mbc [rqq*_eB int foo( int x, int y) { return x - y;}
*|_u~v:)|5 bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
>,uof ? bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
>/5D/}4 可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。
;`X -.45 我们来写个简单的。
kl3#&>e 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
5T8X2fS: 对于函数对象类的版本:
1tQZyHc42; #3kR}Amow template < typename Func >
2}~1poyi> struct functor_trait
',m,wp` {
`j_R ?mY typedef typename Func::result_type result_type;
gOgG23 x } ;
Qi6vP& 对于无参数函数的版本:
N5%~~JRO o)"}DeV$& template < typename Ret >
zr8 4%_^ struct functor_trait < Ret ( * )() >
2ZIf@C{P. {
6$fC
R typedef Ret result_type;
'qQDM_+ } ;
#\%GrtM 对于单参数函数的版本:
yq6!8OkF W%0-SR template < typename Ret, typename V1 >
3w!oJB struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
7D9R^\K {
oUltr typedef Ret result_type;
-7m;rD4J } ;
;PG'em 对于双参数函数的版本:
e!eWwC9u d 'x;]#S template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
Dih~5 struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
=E4nNL? {
~g1@-)zYxK typedef Ret result_type;
eA{,=,v) } ;
z_A%>E4 等等。。。
3Y=T8Gi# 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
47$JN}qI0 O!Mm~@MoA template < typename Func >
{'>X6: struct func_return
GN=F-*2 {
K8284A8v template < typename T >
1D=My1B struct result_1
+/x|P- {
~X`vRSrH typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
.Ddl.9p5 } ;
]r|.\}2Y7 \f /<#' template < typename T1, typename T2 >
d=lZhqY struct result_2
&W.tjqmw {
Jv7 @[<$ typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
UT[KwM{y } ;
L d# } ;
c!w4N5aM tkNuM0 yKDg
~zsh 最后一个单参数binder就很容易写出来了
P d*}0a~ MzJ5_} template < typename Func, typename aPicker >
$JX_e class binder_1
]*):2%f {
5
0~L(< Func fn;
QD\S E aPicker pk;
IXd&$h]Lq public :
xo^_;(; Nm\I_wjX template < typename T >
@jwUH8g1 struct result_1
n6|}^O7 {
#;?z< typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
y6:=2(]w<p } ;
;h C_'Ug template < typename T1, typename T2 >
;'=!Fv struct result_2
?P"ht {
mnu7Y([2> typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
W-Hw%bwN/q } ;
VZ_4B *D J5|Dduv
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
T*A_F
[ )O2^?Q quS template < typename T >
= @ph typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
IybMO5Mwn {
n%"s_W'E return fn(pk(t));
C7q bofoV }
zFQxW4G template < typename T1, typename T2 >
wPqIy}- typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
B;7L: {
aEX+M57k~ return fn(pk(t1, t2));
f}XUxIQ-< }
tLV9b %i( } ;
`<\AnhNW]I .F
3v) .&}}ro48 一目了然不是么?
9^Wj< 最后实现bind
5F
<zW-; 7b'XQ/rs `n5|4yaG~ template < typename Func, typename aPicker >
5^P)='0* picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
w6#hsRq[C {
i]F,Y;&| return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
/=Q7RJ@P }
DZLSn Ax Cww$ A %} 2个以上参数的bind可以同理实现。
_W?}%; 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。
oN)K2&M0 :X2B+}6_& 十一. phoenix
c&F"tLl Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
>@y5R^B` >`s2s@Mx for_each(v.begin(), v.end(),
PiAA, (
p^~lQ8t do_
? )0U!)tK [
*,pG4kh! cout << _1 << " , "
0XXu_f@]9 ]
X$%RJ3t e .while_( -- _1),
ZH~m%sA cout << var( " \n " )
Hyq|%\A )
C Q3;NY=o );
s*(Y<Ap7d 4MIL#1s 是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:
G9}[g)R* 首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor
/r}t operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
E!3W_:Bs 那么我们就照着这个思路来实现吧:
-
n11L n%Nf\z =%$ _)=}J template < typename Cond, typename Actor >
52-^HV class do_while
W%~ S~wx {
VA2%2g2n{ Cond cd;
xE4T\%-K Actor act;
g-')|0py public :
{-<h5_h@ template < typename T >
<7)Vj*VxC struct result_1
[ &R-YQ@ {
t{84ioJ"$ typedef int result_type;
JJ7-$h'0q } ;
QD /| zi Y@#~8\_ do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
eMWY[f3 PO |p53 template < typename T >
u%h]k ,(E typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
Ep?a1&b {
0~n=|3*P do
vbFY} {
8+gSn act(t);
GytI_an8 }
> -k$:[l while (cd(t));
\ m2[ return 0 ;
97$y,a{6 }
^B]M- XG } ;
inR8m 4c]P hQHV]xW PjRKYa_U 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
3tOnALv 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
QE-t v00 其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。
5l{_E:.1 因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。
51&wH 下面就是产生这个functor的类:
1v,4[;{ N"HN]Y@w ~_^nWT*BV template < typename Actor >
b/
~&M+) class do_while_actor
=B;rj {
?uh7m2l0D Actor act;
js k<N public :
C{e:xGJK do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
k]I<% ]RGun
GJ template < typename Cond >
%;ny picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
:vV?Yv%P)n } ;
bpKb<c #(XP=PUj 3MkF 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
?i9LqHL 最后,是那个do_
zb:p,T@5 g($ y4~# N2q'$o class do_while_invoker
~-'nEA TE {
aD%")eP%& public :
UW)k]@L template < typename Actor >
Pm"
,7 do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
L;grH5K5 {
Pf(z0o& return do_while_actor < Actor > (act);
5 _] i==M }
ydoCoD
w } do_;
K$f~Fft ob-be2EysH 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
`?`\!uP" 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
?vM{9!M 最后来说说怎么处理break和continue
Hyc19| 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。
W)j/[ 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 ]