一. 什么是Lambda uudd'L
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 #CAZ}];Qx
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, C!9mygI
4GeN<9~YS
/0Qo(
!$ii*}
class filler S')DAx
{ f8=qnY2j
public : j8bA"r1
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} PYs0w6o
} ; f7!48,(fB
XeY[;}9
ZNk[Jn
[.
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: I.|b:c
xN
O;McPw<&\:
8'bZR]
-aE,KQ
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); FwHqID_!:l
}NGP!
<exyd6iI
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 9^N(s7s
3
Fy CD4#
BhbfPQ
&`vThs[x
二. 战前分析 uTPAf^|
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 Y8IC4:EO
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 LjW32>B
I8B0@ZtV
9n_RkW5g
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); xx7&y!_
/* --------------------------------------------- */ Q8QB{*4
vector < int *> vp( 10 ); 3PL0bejaT7
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); uV@'898%5
/* --------------------------------------------- */ yD.(j*bMK;
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); Rbr:Q]zGN
/* --------------------------------------------- */ 6GVAR
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); @2d9
7.X
/* --------------------------------------------- */ M.Tp)ig\#
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); DTo"{!
/* --------------------------------------------- */ wL>*WLfR
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); #2:?N8vz*
Lp@Al#X55
!TY0;is
(a-Lx2 T
看了之后,我们可以思考一些问题: qp#Euq6
1._1, _2是什么? V51kX{S
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 u;1[_~
2._1 = 1是在做什么? _1Ne+"V
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 M2d&7>N
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 qTwl\dcncC
n@"<NKzh
mvt-+K?U
三. 动工 _LfbEv<,T
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 3$:F/H
}aXS MxCd
,WnZ^R/n
'/9MN;_
template < typename T > QfPw50N;
class assignment KD+&5=Y
{ Bj><0
cNF
T value; 0raFb,6l
public : BI*0JKQu
assignment( const T & v) : value(v) {} T \- x3i
template < typename T2 >
&0|Z FXPd
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 1uG)U)y/Q
} ; #r?[@aJ
Pec Zuv
UGgo;e
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 KC2Z@
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment fz|_c*&64
fGs\R]
sMUpkU-
+_S0
class holder c~OPH
0,
{ /k RCCs8t}
public : 52Dgul
template < typename T > 5A|dhw
assignment < T > operator = ( const T & t) const #Hu##x|
{ :7obxW1X
return assignment < T > (t); 0o6o<ggi
} <n~.X<6V'
} ; P0hr=/h4
*kTp(*K/7`
BBV>QL
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: w,R6:*p5
F9%+7Op^
static holder _1; Lr6C@pI
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 M}CxCEdDB]
!Yn#3c
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); dhJ=+Fz"w
而不用手动写一个函数对象。 #^9k&t#!6
3b_/QT5!
iTO Y
5P\A++22Y
四. 问题分析 FU .%td=:
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。 QV\af
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。 6o9&FU
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 8==M{M/eM
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 u#^l9/tl
下面我们可以对这几个问题进行分析。 RIO?rt;
gn~^Ajo
五. 问题1:一致性 cwtlOg
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?| .Z"`:4O
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 `l.bU3C
/0fsn_
struct holder o&z [d
{ DS7L}]
// em )%U
template < typename T > wxPl[)E
T & operator ()( const T & r) const " Qyi/r41
{ *f>\X[wN
return (T & )r; Jq? zr]"A
} a'Zw^g
} ; Wc!]X.|9*
HyKA+7}
这样的话assignment也必须相应改动: 1n7'\esC*
$G }9iV7
template < typename Left, typename Right > h# Z,ud_
class assignment }m5()@Q}a
{ Q{'4,J-w
Left l; M3F1O6=4j
Right r; 2*#i/SE_
public : PN<VqtW
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} EfpMzD7/(
template < typename T2 > Ij =NcP
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } ]SPuNBsy)
} ; :2
:VMIa
vZ57
S13
同时,holder的operator=也需要改动:
iD])E/
z#P`m,~t0
template < typename T > `{
HWk^
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const k\j_hu
{ "%a<+D
return assignment < holder, T > ( * this , t); %,
iAngF'
} JZ5 ";*,
birc&<
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 -U
A &Zt
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 JXq!v:w6
~jHuJ`]DF
return l(rhs) = r; N81M9#,["~
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 S&XlMu
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 6\I1J=
C
fR {_P
template < typename Tp > Sf.OBU1rs
class constant_t =_m3~=Z
{ c?}G;$
const Tp t; WvfM.D!
public : g"kI1^[nj
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} tu* uQ:Ipk
template < typename T > !~R<Il|B
const Tp & operator ()( const T & r) const %eIaH!x:
{ wF% RM$
return t; rKFnivGT
} $M!iQ"bb
} ; w4}Q6_0v
K{`R`SXD
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 lA1
下面就可以修改holder的operator=了 y06**f)
Tbv w?3
template < typename T > ~tRGw^<9
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const Is<XMR|{
{ j%w^8}U>G
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); hAc|a9 o
} LW.j)wB]
EU|IzUjFj|
同时也要修改assignment的operator() (S+/e5c)
oaPWeM+
template < typename T2 > Xy!NBh7I
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } V.qH&FJ=l
现在代码看起来就很一致了。 ~I;x_0iY4
P2aFn=f
六. 问题2:链式操作
k0ai#3iJ
现在让我们来看看如何处理链式操作。 =H;'.!77Hx
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 *)
T"-}F
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 v@q&B|0
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 .|hsn6i/-
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 8Yf*vp>T/x
-vT{D$&1
template < typename T > \-[bU6\A\
struct result_1 }79jyS-e
{ 2\z|/
Q
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; c(2?./\|
} ; 4Otq3s34FT
YVgH[-`,
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: Do\j _
=7H\llL4BC
template < typename T > 6S_mfWsi
struct ref 3c,4 wyn
{ Q3&DA1b`
typedef T & reference; #Y=b7|l
} ; z~~pH9=c2
template < typename T > n^l*oEl
struct ref < T &> "Ueq
{ vWM&4|Q1~
typedef T & reference; 0,0Z!-Y
} ; 'Q :%s
Ay 4P_>^
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: !m9hL>5vR
D&uaA-;s
template < typename T > RN[x\" ,
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const :Rv+Bm
{ D]}~` SO
return l(t) = r(t); F!u)8>s+z{
} se2Y:v
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。 \aM-m:J
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 myN2G?>;
"T^%HPif
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 rCczQ71W
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ,VEE<*'X
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ZX`x9/0&
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 `5wiXsNjLY
最后的布局是: w6X:39d
Add 4^:dmeMZ`
/ \ -.MJ3
Divide 5 oi,KA
/ \ >Ovz;
_1 3 pt3)yj&XE
似乎一切都解决了?不。 G7+ {O7
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。 *C+[I
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。 ?Sa,n^b*H
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: J(/J;PW
y }R2ZO
template < typename Right > iV?8'^
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const pKj:)6t"
Right & rt) const "j?x gV
{ !> +Lre@
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); %5KK#w "
} v@yqTZ
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 c!wRq4
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。 JBJ?|}5k4c
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。 u?MhK#Mr
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。 Hf_
pe
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。 sn^ 3xAF
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? .|07IH/Di{
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: VWK/(>TP
CL7/J[TS
template < class Action > ;y@zvec4
class picker : public Action kJO Z;X=9/
{ uaKbqX
public : V(0Y
picker( const Action & act) : Action(act) {} `RE>gX
// all the operator overloaded G9QvIXRi
} ; H*3u]Ebh
Q#ksf
h!D
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。 DA>nYj-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: R[v<mo[s
MMET^SO
template < typename Right > DO*6gzW
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const Nv;'Ys P
{ iiJT%Zq`#
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); @g;DA)!(
} %++:
K
}93FWo.
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > eX"Ecl{
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。 ELMz~vp
A&v Qtd
template < typename T > struct picker_maker 9IG<9uj
{ (0LA.aBIf
typedef picker < constant_t < T > > result; 'sa)_?Hy
} ; #Y-_kQV*
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > *)^ZUk
{ 5MCgmF*Y2
typedef picker < T > result; <_eEpG}9
} ; }{:}K<
Y`-q[F?\y
下面总的结构就有了: ]|w~{X!b4
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。 L1Yj9i
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。 'w72i/
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 1'TS!/ll];
至此链式操作完美实现。 tq'hiS(b
s%Ph
jR\! 2!
七. 问题3
u0oTqD?
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。 udr|6EjD.
s/11TgJ
template < typename T1, typename T2 > ,d_rK\J
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const w;AbJCv2
{ G@jx&#v
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 4Jc~I
} 30Qp:_D
$qg2@X.
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: pMViq0
Q7v1xBM
template < typename T1, typename T2 > iRG6Cw2
struct result_2 RX?!MDO
{ 3%o}3.P,:@
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; knV*,
} ; oVbs^sbRH
A(`Mwh+
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? |+sAqx1IF
这个差事就留给了holder自己。 p}gA8o
B|9XqQ EI
xmC5uT6L3M
template < int Order > w7pX]<?R"
class holder; -}oH],C
template <> J
n2QvUAZ&
class holder < 1 > \' A-
Lp
{ j%]sym
public : R! X+-
template < typename T > gCkR$.-E
struct result_1 &%/T4$'+Y+
{ Q\xDAOEL
typedef T & result; G
OG[^T
} ; 3bo
[34
template < typename T1, typename T2 > jll|y0
struct result_2 ;KmrBNF
{ (0_zp`)
typedef T1 & result; /#eS3`48
} ; l>s@&%;Mg
template < typename T > /6y{?0S
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const &><b/,]
{ PGYx]r
return (T & )r; KZ AF9
} NzM ,0q
template < typename T1, typename T2 > yqtHlz%
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const J#3[,~
{ }jWg&<5+z
return (T1 & )r1; i$6a0'@U
} #NL'r99D/o
} ; itiSZL,
KV6D0~
template <> {:n1|_r4Z
class holder < 2 > 6^BT32,'
{ gCVOm-*:
public : =kK%,Mr
template < typename T > dShGIH?
struct result_1 10m|?
{ `@:TS)6X0
typedef T & result; A>FWvlLw'm
} ; 1B~Z1w
template < typename T1, typename T2 > H<?s[MH[
struct result_2 ,zK E$
{ ~>~qA0m"m
typedef T2 & result; 8=0I4\
} ; @*UV|$~(Q
template < typename T > 4)'U!jSb
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const itc\wn
{ 37jrWe6xwp
return (T & )r; })J}7@VPO
} # Oq.}x?i
template < typename T1, typename T2 > |*-<G3@
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const <viC~=k;
{ H(M{hfa|
return (T2 & )r2; m"'`$ /_
} +~y>22Zfg
} ; ,LmP >Q.
Ra
H1aS(
:l iDoGDi
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> >。 &rX#A@=
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: C[#C/@
首先 assignment::operator(int, int)被调用: dq'f
>Sz}
tB(~:"|8
return l(i, j) = r(i, j); puMbB9)
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) iY&I?o!Ch
fWi/mK3c
return ( int & )i; k6o8'6wN
return ( int & )j; SQx&4R.
最后执行i = j; "Y- WY,H
可见,参数被正确的选择了。 qn |~YXn
cKoW5e|u
@tD (<*f+
m_`%#$s}
'lu3BQvfh
八. 中期总结 )Z['=+s%
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: ]T2Nr[vu
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 L<Z,@q`
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Xw7'I
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor * >8EMq\^
I:UDEoQo
vP? T
_z 5W*..
+PKsiUJ|
Y}<%~z#.4
九. 简化 <l5m\A
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 Cz9MXb]B
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 3hUP>F8
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: <dr2 bz
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 0\@oqw]6hv
+-*/&|^等 ijzwct#.
2. 返回引用。 C4|OsC7J
=,各种复合赋值等 X:g#&e_
3. 返回固定类型。 'V&Uh]>
各种逻辑/比较操作符(返回bool) x',6VTz^
4. 原样返回。 ~oT*@
operator, RU~ku{8?
5. 返回解引用的类型。 KNj~7aTp
operator*(单目) 9tVV?Q@)
6. 返回地址。 J1~E*t^
operator&(单目) f:J-X~T_f
7. 下表访问返回类型。 #Q*V9kvU/H
operator[] q(~|roKA(
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 G'(rjH>q
operator<<和operator>> ,wBfGpVb
f#w
u~*c
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 [+xsX*+
例如针对第一条,我们实现一个policy类: HiH<'m"\.
=oI6yf&8 Z
template < typename Left > n+YUG
struct value_return ecQ,DOX|b
{ 10OkrNQ
template < typename T >
uKvdL
"
struct result_1 X;l/D},.
{ kLU-4W5t
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; DrC"M*$!
} ; ['sNk[-C
N0vECk
template < typename T1, typename T2 > cF8 X
struct result_2 Q[K)Yd
{ K:~tZ
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; mZPvG
} ; j0a=v}j3
} ; a
}*i [
rPGj+wL5-
/@\R
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait iemp%~UZ
RwOOe7mv
下面我们来剥离functor中的operator() z0SF2L H
首先operator里面的代码全是下面的形式: .Y^cs+-o
c:>&YGmhu
return l(t) op r(t) iR88L&U>
return l(t1, t2) op r(t1, t2) c%gL3kOT
return op l(t) Qr4 D
return op l(t1, t2) ,-8-Y>[
return l(t) op Q9xb7)G
return l(t1, t2) op HTGLFY(&
return l(t)[r(t)] !U1
vW}H
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 5r~jo7
!jSgpIp
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: ()O&O+R|)
单目: return f(l(t), r(t)); \]5I atli
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); E]GbLU;TH
双目: return f(l(t)); A~<!@`NjB
return f(l(t1, t2)); [(5.?
下面就是f的实现,以operator/为例 *pv<ZF0>
!Hl] &
struct meta_divide l!&ik9m
{ ih^FH>@
template < typename T1, typename T2 > Ef28
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) *KY:U&*
{ jnTTj l
return t1 / t2; }zQgS8PQH
} 3,6f}:CG
} ; ::$W
.!Uv
Y_!+Y<x7v
这个工作可以让宏来做: Y68A+
B.
/WE\0bf
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ *vuI'EbM
template < typename T1, typename T2 > \ 5rdB>8W
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 1PUZB`"3
以后可以直接用 ,qv\Y]
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) L~Peerby
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 -`* 'p i
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) liH#=C8l*%
'Kbrz
wL="p) TO.
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 t&J A1|q
U$& '> %#
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > vIOGDI>
class unary_op : public Rettype K.Y`/<
{ ,1N|lyV
Left l; @*Ry`)T
public : :W1?t*z:[
unary_op( const Left & l) : l(l) {} .'<K$:8@|
}^&f {
template < typename T > ?{^_z_,
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const rz
k;Q@1
{ >$L7J=Em
return FuncType::execute(l(t)); igk<]AwxS
} PE4
L7
M>p<1`t-&
template < typename T1, typename T2 > /3~L#jS
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const vB_3lAJt@
{ x"NQatdq
return FuncType::execute(l(t1, t2)); b(;u2 8
} "YgpgW
} ; xwof[BnEZ
7KhS{w6
j_N<aX
同样还可以申明一个binary_op <a @7's
Jl`^`Yv
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 0ck3II
class binary_op : public Rettype "N6HX*
{ aPEI_P+Ls
Left l; )c' 45bD
Right r;
\\KjiT'
public : NF6xKwRU]_
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} :1j8!R5
X%IqZ{{
template < typename T > -GPJ,S V>
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const >aO.a[AM
{ +?o!"SJ
return FuncType::execute(l(t), r(t)); o&E8<e
} Mp|Jt
iv *$!\Cd
template < typename T1, typename T2 > rtJER?A
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const .k]`z>uv
{ lTMY|{9
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); _)
x{TnK
} &`l\Q\_[@
} ; g&xj(SMj-$
U+x^!{[/
9efey? z
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 5cIZ_#
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 rz%~=Ca2j
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) qS/}aDk&
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。 /GO-
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! H%vfRl3rB
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。。。 8>eYM
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 QX<n^W
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) z!3=.D
下面是修改过的unary_op ?K[Y"*y2
A
r]*?:4y[
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > wG[nwt0L
class unary_op ?;CIS$$r
{ gvuv>A}vJ
Left l; #kM|!U=
,yltt+e
public : sWr;%<K
paIjXaU1Mb
unary_op( const Left & l) : l(l) {} /=p[k^A
'r]6 GC8Z$
template < typename T > uMw6b=/U
struct result_1 @FN|=?8%
{ ]!{S2x&"
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; #]jl{K\f#X
} ; $^iio@SW{
%jjPs.
template < typename T1, typename T2 > %@vF%
struct result_2 e
n~m)r3&
{ ~x,_A>a
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ,<%uG6/",g
} ; wH o}wp
N=\zx^w,
template < typename T1, typename T2 > g9" wX?*
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const vd lss|
{ [L+*pW+$\.
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); X3}eq|r9
} >*{k~Y-G
P$U"y/
template < typename T > GmR3
a
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const <8b1OdA
{ 1GK.:s6.f
return OpClass::execute(lt(t)); Mm@G{J\\
} [o<hQ`&
\+V"JIStUj
} ; 33DP?nI}
eI$V2
v%qOW)].
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 I/njyV)H
好啦,现在才真正完美了。 :+/8n+@#
现在在picker里面就可以这么添加了: )=Z;H"_
c`xNTr01
template < typename Right > ~g=&wT11
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const U}jGr=tu
{ vIJ5iLF
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); kaCN^yQ
} (O+d6oT=Z2
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。 )oCL![^pXe
.JLJ(WM
*gwaW!=
44*#qLN
@6G)(NGD
十. bind Hq}g1?b
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。 Nb$0pc1J<
先来分析一下一段例子 UAF$bR
#S?^?3d
%8n<#0v-|4
int foo( int x, int y) { return x - y;} A8&@Vxdz
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 ;=,-C;`
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 `6VnL)
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。 O z0-cM8t
我们来写个简单的。 H*N <7#
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: k3$'K}=d
对于函数对象类的版本: ,h o",y
g,\kLTg
template < typename Func > -]0:FKW
struct functor_trait 3`reXms*{
{ u9f^wn
typedef typename Func::result_type result_type; 16/ V5
} ; 06&;GW!-
对于无参数函数的版本: Vx<{cHQQ
p"hO6b%V
template < typename Ret > 1TQ?Fxj
struct functor_trait < Ret ( * )() > Xq$-&~
{ @ !")shc
typedef Ret result_type; :o^ioX.J
} ; X&zGgP/
对于单参数函数的版本: +zMhA p
)r46I$]>
template < typename Ret, typename V1 > gg#9I(pX
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > E'\gd7t ;
{ 9 wR D=a
typedef Ret result_type; z|3v~,
} ; @]n8*n
对于双参数函数的版本: q.=Q
^)9/Wz _x
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > h/tCve3Z
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > G06;x
{ F\N0<o
typedef Ret result_type; ]z'L1vQl7
} ; :Ob4WU
等等。。。 o?}dHTk7
然后我们就可以仿照value_return写一个policy t,%m-dU
c-hc.i}!
template < typename Func > "^z%|uXkf
struct func_return 8)8~c@
{ y0p=E^QM
template < typename T > fC'u-m?!Q'
struct result_1 1SjVj9{:
{ HVA:|Z19
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; u;9iuc`*
} ; P- ZvW<M
tkV[^OeU>
template < typename T1, typename T2 > a&G{3#l
struct result_2 liYsUmjZ=
{ Vw w 211
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Kq")|9=d
} ; |5(un#
} ; o+hp#e
!X7z y9
O83J[YuzjN
最后一个单参数binder就很容易写出来了 K7C
<}y
I7Kgi3
template < typename Func, typename aPicker > 0z \KI?kd
class binder_1
&5K3AL
{ uH$hMg
Func fn; !PoyM[Z"f
aPicker pk; ^
q ba<#e
public : iWeUsS%zpV
5)f 'wVe
template < typename T > H%m^8yW1
struct result_1 X$==J St
{ {P?Ge
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 8#$HKWUK
} ; BD]J/o
KLM6#6`
template < typename T1, typename T2 > z#RwgSPw6
struct result_2 MX~h>v3_R4
{ \
&|xMw[
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; qWK}
} ; !jl^__
.DR
I`B ZZ-
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} W=
NX$=il
EUt2S_2P
template < typename T > ?W ^`Fa)]o
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const @; 9KP6d
{ 0*]0#2Z
return fn(pk(t)); prO&"t
>
} )Mq4p'*A[
template < typename T1, typename T2 >
LT{g^g
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const X_-/j.
{ IrRy1][Qr
return fn(pk(t1, t2)); "T /$K
} y+B iaD!U
} ; 9*j"@Rm
Z5rL.a&
^'N!k{x
一目了然不是么? |7|'JTy
最后实现bind rk=w~IZJ3
=^M Q 4
zz3{+1w]
template < typename Func, typename aPicker > SKf;Fe
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) zfUj%N
{ SgQmR#5
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); {>9<H]cSP
} w,6gnO
i|H^&$|
2个以上参数的bind可以同理实现。 ii`,cJl
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 'O ~_g5kC
De$Ic"Z9L
十一. phoenix MIr[_
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Xl$r720ZJr
E\4ZUGy0
for_each(v.begin(), v.end(), uuHs)
( &K