一. 什么是Lambda $h$+EE!
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
:zZtZT!
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, /`'50Cj
t>25IJG
f?{Y<M~]
"@f`O
class filler )*_YeT&w.
{ ;=n7 Z
public : Xpa;F$VI
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} v:vA=R2
} ; Lc.7:r
t4JGd)r
k(7!W
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: bqe;) A7
MP3E]T~:
cdh1~'q/
[XQNgSy?z
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); =*(d+[_
p,4z;.s$
MDB}G
'
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 J*;t{M5
od|pI5St
1/{:}9Z@
:WxMv~e{U
二. 战前分析 M.128J+xfS
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。 ]ny(l#Hu:
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 `#(4K4]1.
uj]GBo=
:4Y|%7[
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ML'R[~|
/* --------------------------------------------- */ J[B8sa
vector < int *> vp( 10 ); S\ li<xl
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); BPPhVE
/* --------------------------------------------- */ 'WOWm$2
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); I%(+tJ
/* --------------------------------------------- */ NKMB,b
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); %|u"0/
/* --------------------------------------------- */ r>G$u
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); 0P)c)x5
/* --------------------------------------------- */ :,7VqCh3@
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); HD`%Ma
Yhc
.6tz ^4
U "}Kth
T0SD|'
看了之后,我们可以思考一些问题: ?Cu$qE!h)[
1._1, _2是什么? z;3}GxE-si
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 ~pw_*AN
2._1 = 1是在做什么? F>}).qx
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 ud.S,
8Sy
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 +&t{IP(?
S1=c_!q%9
56v<!L5%
三. 动工 N@)g3mX>
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: F{}z[0
&zm5s*yNt
0? l
/TB_4{
template < typename T > Na`qA j}
class assignment 2z-&Ya Qu
{ MBg^U<t8
T value; &,#VhT![
public : xqG`
_S
l
assignment( const T & v) : value(v) {} Y<|L|b6
template < typename T2 > |{_%YM($
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } -x RsYYw
} ; #AY+[+
*Lufz-[1
!.F\v.
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 In 1.R$O
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment /bw-*
jQ[Z*^"}
ElYHA
H)4Rs~;{'g
class holder CsE|pXVG
{ |6uEf/*DX
public : ) ejvT-
template < typename T > qNvKlwR9;k
assignment < T > operator = ( const T & t) const WpvH} l r}
{ q2SkkY$_]y
return assignment < T > (t); 9\"~ G)
} X~j
A*kmAj
} ; yn=1b:kid
A8A+ImwO"
L,:U _\HQ
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: [0rG"$(0Y
a`{'u)@
static holder _1; 8G@FX $$Q
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 m+!%+S1
+6>Pp[%
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); !O.B,
而不用手动写一个函数对象。 kC#;j=K?
7eq;dNB@gq
f8n'9HOw>
h&Sl8$jVp
四. 问题分析 "JGaw_o
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 g)"6|Z?D"
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 .K0BK)axO
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Pgo5&SQb
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 !cq4+0{O;&
下面我们可以对这几个问题进行分析。 @e slF
jG/kT5S
五. 问题1:一致性 @<AIPla
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| ?@u
&3/&
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 fHgfI@{=j
>Te{a*`"m:
struct holder hVID~L$
{ Oe=,-\&_
// iUO5hdOM
template < typename T > |)lo<}{
T & operator ()( const T & r) const G' b p
{ Ky=&C8b<
return (T & )r; i0R=P[
} |[V(u
} ; =];FojC6I
1HZexV
这样的话assignment也必须相应改动: j@:LMR>
4SOj>(a#
template < typename Left, typename Right > ]F_u
class assignment S !e0:
{ qlzL<
Left l; K[9 <a>D`
Right r; {<i!Pm
public : }Jc^p
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} CUtk4;^y#
template < typename T2 > ?,!qh
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } O=mJ8W@
} ; i44`$ps
(kSkbwu
同时,holder的operator=也需要改动: EUNG&U
9fV 57
template < typename T > N0XGW_f
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const XR+2|o
{ 9*x9sfCv9
return assignment < holder, T > ( * this , t); &Y,Rm78
} +yTL
1-,l|K
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 )Y:CV,`
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 z6Hl+nq B
#a0 (Wh7
return l(rhs) = r; /RMep8&
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 .FC1:y<aO
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: M5q7`
}>G
#(A>yW702
template < typename Tp > 4ASc`w*0
class constant_t ik]UzB
{ 5n"'M&Ce
const Tp t; W[vak F
public : ~vt8|OOo0
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} h?SUDk:2^
template < typename T > -@QLE}~k[
const Tp & operator ()( const T & r) const ^WRr "3
{ `zvYuKQ.}
return t; xo*a9H?@
} ,JjTzO
} ; J0x)m2
Lh0<A%
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 5=$D~>-#
下面就可以修改holder的operator=了 /f2*J
t4Z.b 5g
template < typename T > cBAA32wf
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const m3,v&Z
{ Rk'pymap
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); Xh{EItk~oO
} c-3? D;
'tdjPdw
同时也要修改assignment的operator() >Qi2;t~G
N_T;&wibO
template < typename T2 > Z$@Juv&>5^
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } @hCGV'4
现在代码看起来就很一致了。 M^bujGD
+XQS
-=
六. 问题2:链式操作 mO\6B7V!
现在让我们来看看如何处理链式操作。 *v&g>Ni
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 N#UyAm<9
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 ptsi\ 7BG
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 NTn-4iJy
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ed617J
_[.`QW~
template < typename T > b,!h[
struct result_1 Bp b_y;E
{ JU~l
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; /6f$%:q
} ; oEfKL`]B
2AdV=n6Z
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: |i|>-|`!
? 1_*ct=g9
template < typename T > ,Z3.Le"
struct ref pV1~REk$&
{ K)&AR*Tc
typedef T & reference; X${k
} ; **oN/5
template < typename T > oo/#]a
struct ref < T &> T[c;},
{ BCFvqhF7s
typedef T & reference; o8Tt|Lxb$8
} ; jy6%
CSWQ
eM{+R^8
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: }2G'3msx
x|1OGbBK
template < typename T > MvQ0"-ZQ
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const pWeKN`
{ O,hT<
s "
return l(t) = r(t); 2x t
8F
} 1*#64Y5F
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 3!#d&
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 kJ{X5&,_
"*<9)vQ6|
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 LKTIwb>
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ]^E<e!z={$
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 lorjMS
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 YiB^m
最后的布局是: &h')snp:#
Add RYy_Ppn96f
/ \ eqg|bc[i!t
Divide 5 '4ftclzL
/ \ ~CQsv`
_1 3 5v6*.e'p
似乎一切都解决了?不。 j0>Q:hn
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。 VPet1hAy
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。 (~#{{Ja
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: $@s&qi_&R
9-5H~<}fF
template < typename Right > nd}[X[ay
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const ~ep-XO
Right & rt) const Se{}OG)
{ 0NL~2Qf_4
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); xk7MMRb
} \C#XKk$OE
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 J>y}kzCz
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。 I6S!-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。 *c3(,Bmw
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。 2<q>]G-nN
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。 >k }ea5+
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? K&3,J7&&
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=Jj !;
G)t_;iNL|
template < class Action > B:J([@\'
class picker : public Action iHBetkAu
{ 7@oM?r7td
public : C9OEB6
picker( const Action & act) : Action(act) {} ?71?Vd
// all the operator overloaded T+1:[bqK
} ; v#c'p^T
RUco3fZ
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。 o^+2%S`]
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: <;kcy :s
",O |uL
template < typename Right > -Y>,\VEK
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const 1K{u>T
{ 1*U)\vK~
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); QiKci%=SX
} wr5ScsNS
?TWve)U
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > X\4d|VJ?m
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。 K-,4eq!
fVJlA
template < typename T > struct picker_maker 27J!oin$
{ <$z6:4uN_
typedef picker < constant_t < T > > result; 00SYNG!
} ; ]w,:T/Z}
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > #ME!G/
{ }uR[H2D`L
typedef picker < T > result; ZNDn! Sj
} ; ~F"<N q
]y0bgKTK
下面总的结构就有了: %plu]^Vy
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 Jn7T5$pJ
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。 atiyQuT6Wh
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 f`<elWgc"
至此链式操作完美实现。 \+M6R<Qw
z`}z7e'>
^ YOCHXg
七. 问题3 XQ3"+M_KG
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。 JtvZ~s
5bB\i79$
template < typename T1, typename T2 > vmzc0J+3p
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const DHq#beN
{ ='vD4}"j
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); TUBpRABH
} nnOgmI7
!F:ANoaS
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: n1U! od
*z'v
template < typename T1, typename T2 > <Hf3AB;#4
struct result_2 m#Ydq(0+
{ 9])Id;+91
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; %*zV&H
} ; z+Guu8
1oc@]0n
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? ^Ig QIN
这个差事就留给了holder自己。 1Q_Q-Z
<z#.J]
Sse%~:FL
template < int Order > (|\%)vH-
class holder; %4wEAi$I
template <> tQ*?L
class holder < 1 > ,\?s=D{
{
Y\Z6u)
public : ppo.# p0w
template < typename T > Q45gC28x
struct result_1 6B|OKwL
{ fH@cC`
typedef T & result; We++DWp
} ; RBz"1hRo`
template < typename T1, typename T2 >
7 }I';>QH
struct result_2 3:O|p[2)L
{ aGOS9
typedef T1 & result; PR/>E60H
} ; '>ASr]Q
template < typename T > (*M0'5
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const cTW$;Fpc+
{ lVuBo&
return (T & )r; Ee_?aG
e&
} /6rQ.+|).
template < typename T1, typename T2 > h<V,0sZ&:
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ow
{ &.(iS
return (T1 & )r1; ,PoG=W
} ] g<$f#S
} ; V?Q45t Ae
KWxTN|>
template <> ,RDWx
class holder < 2 > <)pPq+
{ OLtXk
public : xQ';$&
template < typename T > 6ddRFpe
struct result_1 '4It>50b
{ <& 3[|Ca
typedef T & result; :IU<A G6
} ; [m4M#Lg\0
template < typename T1, typename T2 > VFM!K$_
struct result_2 e|W;(@$<
{ s Pb}A$'
typedef T2 & result; !Pz#czo
} ; }t"K(oamm
template < typename T > g-jg;Ri
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const St(jrZb
{ bI3GI:hp
return (T & )r; 3.Yg3&"Z
} d2NFdBoI
template < typename T1, typename T2 > *iY:R
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 8(&6*-7=
{ yY!)2{F+
return (T2 & )r2; kN3 <l7
} cHVJ7yAZI
} ; `k*;%}X\
`#w#!@s#@
}Xk_
xQVt{
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 Sk"hqF.2
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: ~QlF(@ue
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ~\2%h
lA
r~JGs?GH
return l(i, j) = r(i, j); )t3`O$J
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) i-;#FT+Xc
Cg?Mk6 i
return ( int & )i; M%la@2SK=
return ( int & )j; l53Q"ajG
最后执行i = j; Ywv\9KL
可见,参数被正确的选择了。 mR1b.$
)A%* l9\nG
IiRQ-,t1
sV-PR]
63%V_B|
八. 中期总结 wsQ],ZE
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: N
P+vi@Ud
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 {$Uj&/IC
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 F-b]>3r
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor bcvm]aPu
Itv cN
yH]Q;X'
K!qOO
]" e'z
~OsLbz:
九. 简化 N$#~&
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。 PYWFz
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 2HSFMgy
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: ZA. SX|m
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 AG}j'
+-*/&|^等 ja~Dp5
2. 返回引用。 rr2!H%:
=,各种复合赋值等 rQlQ^W$=?
3. 返回固定类型。 =H8FV09x}
各种逻辑/比较操作符(返回bool) iZiT/#, H2
4. 原样返回。 R`DzVBLl
operator, DZ\ '7%c
5. 返回解引用的类型。 DnJ `]r
operator*(单目) 4i{Xs5zk
6. 返回地址。 Zk lpnL*!
operator&(单目) i!8"T#
7. 下表访问返回类型。 AD<>)(
operator[] .tGz, z}
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 W|Sab$h
operator<<和operator>> _EP]|DTfr
0;T7fKj
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。 ZzgzeT+bv
例如针对第一条,我们实现一个policy类: i.7_ i78\"
c1i:m'b_5
template < typename Left > QwpX3
k6
struct value_return sRZ<c
{ ?B;7J7 T
template < typename T > LTzdg >\oJ
struct result_1 gg rYf*
{ #BcUE?K*N
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 41d+z>a]
} ; <z2.A/L
6'N_bNW
template < typename T1, typename T2 > QtG6v<A
struct result_2 ps:`rVQ7
{ 13Z,;YW
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; HyWR&0J
} ; '" %0UflJS
} ; <`=Kt[_BQ
UCmy$aW
=v::N\&
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait .TdFI"Yn
ezL1,GT
下面我们来剥离functor中的operator() &dWGa+e
首先operator里面的代码全是下面的形式: ttJ'6lGXh
Z]G#:
return l(t) op r(t) 5EVypw?]x
return l(t1, t2) op r(t1, t2) hZ>m:es
return op l(t) KWjhkRK4]
return op l(t1, t2) g9JZ#B gZ
return l(t) op <EgJm`V
return l(t1, t2) op k)Lhzr[
return l(t)[r(t)] 1;c># 20
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] C{^I}p
<yEApWd;
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: 7<)
单目: return f(l(t), r(t)); &xB9;v3
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); |hi,]D^Kc
双目: return f(l(t)); fVY I
return f(l(t1, t2)); G8__6v~
下面就是f的实现,以operator/为例 SE' |||B
i}C%8}%
struct meta_divide #o}/'
{ WvJ:yUb2
template < typename T1, typename T2 > -(WRhBpw
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 'v0rnIsI?
{ T }msF
return t1 / t2; N2}Y8aR~
} ;qUB[Kw
} ; ?yjg\S?L
!LpjTMYs
这个工作可以让宏来做: F."ZCEb
e4Qjx*[G
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ PPySOkmS3
template < typename T1, typename T2 > \ T6\]*mlr
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; BH~zeJ*Pr
以后可以直接用 r0[<[jEh
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) h
x5M)8#+
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 eHs38X
(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。。。) T{^mh(3/"
Qb)c>r
~/JS_>e#6P
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 gfIS
Z&iW1
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ;8&/JS N M
class unary_op : public Rettype ic!% } S?
{ t>N2K-8Qh
Left l; DBaZ cO(U
public : )7+z/y+[n
unary_op( const Left & l) : l(l) {} zGz}.-F
]u-bJ
template < typename T > PIo@B|W-SX
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const nu1XT 1q1
{ -eh .Tk
return FuncType::execute(l(t)); "?aI
} /8l@ndZf
QP50.P5g
template < typename T1, typename T2 > dwUDhQt3Q
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 6qTMHRI
{ T!9AEG
return FuncType::execute(l(t1, t2)); B?^~1Ua9Zv
} v%2Dz
} ; j-**\.4a~
73'A Q")UJ
M1NdlAAf
同样还可以申明一个binary_op DHeZi3&i
0n2H7}Uq
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > j<BRaT
class binary_op : public Rettype XMZ$AeF@
{ E`qX|n
Left l; CC3i@
Right r; NV(jp'i~
public : 4t%Lo2v!X%
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ?#&[1.= u
u$5.GmKm
template < typename T > C<9GdN
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const <{;'0> ToM
{ ,38M6yD
return FuncType::execute(l(t), r(t)); v_U/0
0
} "m6G;cv
_](y<O^9yO
template < typename T1, typename T2 > 8mdVh\i!Kf
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const l4taD!WD/
{ -Q<OSa='
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
=a=:+q g
} -W@nc
QL}
} ; <wFmfrx+v
>+;}"J
a[j]fv*6
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 [X]hb7-&
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 e2V;6N
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 9mXmghoCO
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 Y$Rte.?
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! ,+h<qBsV@
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。。。 m;xa}b{(i
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 reYIF*
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) )
d'H&c3
下面是修改过的unary_op jZmL7
V
b W/T}FND
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ~~"U[G1
class unary_op Oi~Dio_?
{ m*)jndXY
Left l; |cuKC \
kt_O=
public : }LX!dDuwA
`\ IaeMvo
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 7tJ#0to
dikX_ Q>D
template < typename T > Q
(gA:aQ
struct result_1 [GK##z'5
{ "9hD4R
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; x+%> 2qgj"
} ; A4d3hF~ l`
6q0)/|,@
template < typename T1, typename T2 > d0%Wz5Np
struct result_2 >bhF{*t#;y
{ wM;=^br
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; `RU RC"
} ; #ifjQ7(:
bYhG`1,$-a
template < typename T1, typename T2 > 7rGp^
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const HKOSS-`5
{ U_Mag(^-
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); :]8A;`G}
} ZtGkMd$
SjA'<ZX>TM
template < typename T > /Gb)BJk!
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const l;aO"_E1m
{ 7NvRZ!
return OpClass::execute(lt(t)); `@6y Wb:X
} kxA T
C\{hN
} ; /a-s9<
M[iWWCX
mQU t 'j4
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 ?f:0GE7
好啦,现在才真正完美了。 w'xPKO$bzR
现在在picker里面就可以这么添加了: 23bTCp.d
I>-1kFma;
template < typename Right > g*4^HbVxt
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const \qG` ts
{ {Rxb_9
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 2`FDY3n
} k#V\O2lb
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 n7n-uc
ka_R|xG\
H~ >\HV*
bi-z%!Z
mv/Nz?
十. bind YXU2UIY<~
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 {p(6bsn_#]
先来分析一下一段例子 d:z7
U
e>uq/|.!
4a.8n!sys
int foo( int x, int y) { return x - y;} J/Ch
/Sa
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 wo86C[
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 ~sWXd~\
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 Qk.[#
我们来写个简单的。 8ux
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: kidv^`.H$w
对于函数对象类的版本: =C^4nP-
nIUts?mB
template < typename Func > 2jP(D%n
struct functor_trait mJVru0
{ PnI_W84z
typedef typename Func::result_type result_type; `Q>qmf_Fi
} ; dA(+02U/.
对于无参数函数的版本: B/JMH 1r
qvJQbo[.9P
template < typename Ret > W#x~x| (c
struct functor_trait < Ret ( * )() > 3X`N~_+
{ `]/0&S
typedef Ret result_type; Ui"3'OU'
} ; sA,2gbW
对于单参数函数的版本: %e/L
.#0
f Q2U|
template < typename Ret, typename V1 > ~(.&nysZ-
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > =MmAnjo
{ !F$o$iq
typedef Ret result_type; _J_QB]t
} ; xl(R|D))
对于双参数函数的版本: &&sm7F%
z)
"(&__
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > :l {%H^;1
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > [Lid%2O3ZR
{ ~8lB#NuN
typedef Ret result_type; (+bt{Ma
} ; WG5)-;>q|
等等。。。 *MXE>
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 6[a;83
R, UYwI
template < typename Func > !<0 `c
struct func_return '=ydU+X
{ @dhnpR:L
template < typename T > >\s+A2P
struct result_1 $< .wQ8:Q
{ |u^~Z-.
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; zm=|#f
} ; &^F'ME
j<d,7
template < typename T1, typename T2 > 3'tq`t:SQ
struct result_2 N9PEn[t@
{ Q\*zF,ek
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; mFuHZ)iQG
} ; ua%j}%G(
} ; xyi4U(;
<
_<?p&
G~zP&9N|
最后一个单参数binder就很容易写出来了
"lBYn 2W
XlxM.;i0H
template < typename Func, typename aPicker > s[u*~A
class binder_1 \`>f?}4
{ hJ*#t<.<P;
Func fn; d+IN-lR(
aPicker pk; 'F^"+Xi
public : jlaC: (6
$8NM[R.8^4
template < typename T > q.d
qr<
struct result_1 ?l](RI
{ :}ZY*ind
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; s'k}
.}
} ; 'TDp%s*;
A=BT2j'l)
template < typename T1, typename T2 > Q6%Pp_$k
struct result_2 d5lD!
{ K5(:0Q.5y
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; dY.NQ1@"
} ; mZL0<vU@^
Ihx[S!:
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ;% l0Ml>
/*m6-DC
template < typename T > H:,Hr_;nC
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const W$Z8AZ{E
{ j.SE'a_
return fn(pk(t)); ~.J{yrJ&
} p1
mY!&e(
template < typename T1, typename T2 > !~ZAm3GwL
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 3U[:N
&Jb
{ 7G
3e
return fn(pk(t1, t2)); |:Lk lpdYe
} W%<z|
} ; fWl #CI\]
3F{R$M}
MZdj!(hO
一目了然不是么? 7J5Yzu)D
最后实现bind } v3w-
o:lMRP~
2 :&QBwr+;
template < typename Func, typename aPicker > +pbP;zu
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) GT-ONwVDq
{ VN]"[
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); UMlvu?u2p1
} dRXrI
LCok4N$o
2个以上参数的bind可以同理实现。 D
#C\| 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。 ]1|OQYG
Z#s-(wf
十一. phoenix u Uh6/=y
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: G-Zn-I
\};
4rm}V
for_each(v.begin(), v.end(), |pR'#M4j4A
( (%*~5%l\
do_ Ny]]L
[ 3PaMq6Ca
cout << _1 << " , " 82yfPQ&UI
] z]1g;j
.while_( -- _1), sxPvi0>
cout << var( " \n " ) IgKrcpK#}?
) MN_1^T5
); Q@cYHFi~+
ho}G]y
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: [.nkNda5)v
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 (O'O#AD
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 -;GB Xq
那么我们就照着这个思路来实现吧: )T'~F
mJME1#j$/|
7}vx]p2
template < typename Cond, typename Actor > =T#?:J#a
class do_while 5)p! }hWs
{ 0MN)Z(Sa
Cond cd; r-&* `Jh
Actor act; o>yo9n%t
public : b:x*Hjf
template < typename T > m0JJPBp
struct result_1 s,7OoLE
{ )?k~E=&o