一. 什么是Lambda
Y HS/|- 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
S&l [z, 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,
%<O~eXY O\=Zo9(NHF 1x##b[LC C^_m>H3b class filler
(*vBpJyz% {
e^;:iJS public :
E}0g void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
1jBIi } ;
~-sG&u> M= 3w j-i>Jd7 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:
vq3:N' # Rs5W .*+jD^Gr qJtLJ<=1 for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
2"}Vfy !lZ}kz0 5~[][VV^ 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
[T[]U 5V/]7>b1 F_/ra?WVH @x[A^ 二. 战前分析
z.h;}QRJ,@ 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。
\j.l1O 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
I^n,v )
8 tblduiN ]70ZerQ~L for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
^,f^YL; /* --------------------------------------------- */
ESFJN}Q%0. vector < int *> vp( 10 );
'4M; ;sKW transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
E 8$S0u;` /* --------------------------------------------- */
y5^OD63s sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
&b%2Jx[+ /* --------------------------------------------- */
{C8IYBm int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
pP"j| /* --------------------------------------------- */
8aM\B%NGWi for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
P_p\OK*l]o /* --------------------------------------------- */
-M T1q qi for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
|v#D}E !N][W#: UbIUc}ge k3Puq1H 看了之后,我们可以思考一些问题:
@li/Y6Wh 1._1, _2是什么?
{z;K0 显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
0#m=76[b 2._1 = 1是在做什么?
E*,nKJu'r 既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。
6u`$a&dR'l 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。
A|U0e`Iw *.1#+h/]3 8`1]#Vw 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:
rmWsob tef>Py \W=Z`w3 i]@k'2N template < typename T >
CeUXGa|C class assignment
P{J9#.Zq&s {
MpJ\4D5G T value;
V_ntS&2o public :
<7L-25 = assignment( const T & v) : value(v) {}
Rz&}e@stl template < typename T2 >
c@nh>G:y{& T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
xwHE,ykE } ;
XJwgh y?( d6??OO=~>M ^Q+z^zlC 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
z_A\\ 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
X(8LhsP [
`_sH\ 4v{Ye,2 k;SKQN class holder
&%(SkL_] {
4N3O<)C)@ public :
SD@ 0X[ template < typename T >
w`M`F<_\: assignment < T > operator = ( const T & t) const
b+f
' {
8$IUit h return assignment < T > (t);
i3$G)W }
MhD=\Lpj\ } ;
z 9WeOs c]$$ap "Wb KhE 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:
bB*cd!7y uGYH4
static holder _1;
&wu1Zz[qcz Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
Y$./!lVY _c:th{* for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
,KPrUM} 而不用手动写一个函数对象。
9.#")%_p #8BI`.t)j R;&k/v hD, |CQ 四. 问题分析
7 ,uD7R_ 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。
[;:ocy 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。
$kkL)O*"] 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
NH=@[t)P, 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
iex]J@=e 下面我们可以对这几个问题进行分析。
=n@\m< W,!7_nl"u 五. 问题1:一致性
i!(5y>I_ 首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?|
J?4dafkw 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
CalWJ %* gg6Q struct holder
|'x"+x {
{Dy,u%W? //
BmYX8j] template < typename T >
0Xn,q]@Z T & operator ()( const T & r) const
pDhUD}1G {
;DKJ#tS}" return (T & )r;
N{M25ucAHl }
dAOJ:
@y } ;
3e\IRF xzb ^\yz`b(A0 这样的话assignment也必须相应改动:
?T|0"|\"' EyBTja(4 template < typename Left, typename Right >
/{I-gjovy class assignment
+ kF%>F] {
cw0uLMqr` Left l;
DC_k0VBn Right r;
:TV`uUE public :
LA/Qm/T assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
:vaVghN\ template < typename T2 >
Wu8zK=Ve( T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
fZnq5rTk" } ;
Jv]$@># wqzpFPk( 同时,holder的operator=也需要改动:
;W\?lGOs{ (_gt!i{h template < typename T >
13Q87i5B assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
X_,R!$wbg: {
'coY`B; 8 return assignment < holder, T > ( * this , t);
+u&3pK>f }
WWOjck# 0&tr3!h\ 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
yDRi 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
P{StF`>Y w:R#F(
'B return l(rhs) = r;
FNo.#Z5+b 在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
:6o|6MC! 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
7$IR^ zzd PR}VG template < typename Tp >
?papk4w class constant_t
w2lO[o~x} {
(eHTXk*V` const Tp t;
S&J5QZjC public :
`/B+ constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
z+zEH9.' template < typename T >
}-9 c1&m const Tp & operator ()( const T & r) const
y*=Ipdj {
|U$ "GI return t;
zpzxCzU }
PZ?kv 4 } ;
k6RH]Ha ho^jmp 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
^D ;EbR 下面就可以修改holder的operator=了
9}a&:QTHR 4 DV,f2:R4 template < typename T >
K7i@7 assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
2dbn~j0 {
,<s:*
k return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
aH_FBY }
k_gl$`A >CHb;*U 同时也要修改assignment的operator()
W"A3$/nq^ 6X4r2Vq template < typename T2 >
BD]o+96qP T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
6k{gI.SG 现在代码看起来就很一致了。
2 ksbDl} )/2TU]// 六. 问题2:链式操作
j}fSz)`i 现在让我们来看看如何处理链式操作。
rQ&XHG>Q* 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。
W?[
C
au- 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。
?t/\ ID 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。
ln6=XDu 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
=hI;5KF TS=U%)Ik template < typename T >
;sx4w!Y, struct result_1
7E5=Qx {
\i<7Lk typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
v(,
tu/ } ;
Q6N?cQtOT pA_e{P/ 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:
152LdZevF 2|NQ5OA0 template < typename T >
O&VA79\UO struct ref
{Wfwf {
z2#k/3%o= typedef T & reference;
-*kZ2grLt } ;
kN 0N18E template < typename T >
/1Ss |. struct ref < T &>
g?cxqC< {
xokA_3,1F typedef T & reference;
t{`krs`` } ;
/ neY2D6 :X}Ie P 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
bwJluJ,E E[BM0.#bZ template < typename T >
Xc~BHEp typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
n_wF_K\h {
O]@s`w return l(t) = r(t);
IfY?P(P }
SN[ar&I 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。
P5GV9SA 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
Rh)%; `f<w+u 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
`L!L=.}4 _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
:z%Zur+n c _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
9`KFJx6D +5 调用divide的对象返回一个add对象。
b S' dXP 最后的布局是:
$0+&xJVn Add
Mf7
[@#$ / \
b+L !p.: Divide 5
`_BmVms / \
GXRW"4eF5 _1 3
{z9z#8`C; 似乎一切都解决了?不。
BaMF5f+ 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。
>ZU)bnndA 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。
+G,_|C2J 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:
_@g\.7@0G X0]$Ovq( l template < typename Right >
]K%d assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
,?+uQXfXR Right & rt) const
#5iwDAw:|r {
$Yw~v36`t/ return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
Lg7dJnf }
&[N_{O| 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
`B$Pk0>5r 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。
C 7YS>?^] 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。
|qU~({=b 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。
R0bgt2J 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。
FL&L$#X 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?
<UTO\w% 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:
Zcg-i:@ 1qp"D_h template < class Action >
J*AYZS-tSE class picker : public Action
v] m`rV8S[ {
Yjl:i*u/ public :
8Au W>7_ picker( const Action & act) : Action(act) {}
|;I"Oc.w^R // all the operator overloaded
yQ&C]{>TS } ;
Ht@5@(W]I *qxv"PptX 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。
itcM-? 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:
#/\Zo &V8 fwa*|y; template < typename Right >
S>Gb
Jt(] picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
d@tNlFfS {
VJ1rU mO~ return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
n;~'W*Ln0 }
Qo*OC 9E` 1)f < Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
>gl.ILo 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。
o> &-B.zq y I[kaH"J template < typename T > struct picker_maker
9! yDZ<s {
BL-7r=Z typedef picker < constant_t < T > > result;
/2Ok;!. } ;
def\=WyK template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
x&$8;2&. {
U8</aQLGF typedef picker < T > result;
!FvL2L } ;
J0o,ZH9 <~u-zaN<W 下面总的结构就有了:
3{TE6&HIa functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。
zy|h1.gd picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。
Z2-"NB picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
aY DM)b} 至此链式操作完美实现。
=4OV
}z=I #T8PgmR `3z6y&dmx 七. 问题3
^+kymZ 如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。
xS=" o G'wyH[ d/ template < typename T1, typename T2 >
&z>iqm"Ww ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
eQMa9_ {
"s@q(J return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
;{0%Vp{ }
~y/qm
[P "#h/sAIs 很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2:
}*vE/W +,)Iv_Xl$ template < typename T1, typename T2 >
t"5ZYa struct result_2
R?Ch8mW.! {
};f^*KZ=0 typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
6zGeGW } ;
]H<}6}Gd <@y(ikp> 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?
`X B$t?xi 这个差事就留给了holder自己。
/4upw`35]
c @KNyBy2 Jn9{@?? template < int Order >
6.a|w}C` class holder;
zXkq2\GHA template <>
&egP3 class holder < 1 >
i1 GQ=@ {
we
kb&? public :
s=Kz9WLy template < typename T >
MVEh<_ struct result_1
^,J>=>,1\ {
474
oVdGx typedef T & result;
1k{H,p7 } ;
(@bq@0g template < typename T1, typename T2 >
QoMa+QTuc struct result_2
Rhw+~gd*F {
74hRG~ typedef T1 & result;
6t'.4SR } ;
-67!u; template < typename T >
3@1$y`SN typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
G\(*z4@Gz {
dki3( return (T & )r;
o?aF }
eu//Q'W template < typename T1, typename T2 >
*g4Uo{ typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
![eipOX {
HaR x(p0 return (T1 & )r1;
~RV9'v4 }
gRZ!=z[& } ;
Gc;-zq >xXq:4l>} template <>
9j5B(_J^ class holder < 2 >
XMaw:Fgr {
z$VVt?K public :
GY"c1KE$ template < typename T >
:J+ANIRI struct result_1
jV<5GWq {
+^.xLTX`$ typedef T & result;
Wxi;Tq9C@_ } ;
Q v},X~^R template < typename T1, typename T2 >
g9IIC5 struct result_2
jPg[LZQ' {
0QEcJ]Qb8 typedef T2 & result;
TjpAJW@- } ;
|:`)sx3@# template < typename T >
lGJ&\Lv: typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
v2YU2-X[ {
V3/OKI\o return (T & )r;
X@7:FzU9 }
.73sY5hdTN template < typename T1, typename T2 >
x@x5|8:ga typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
%Kh}6 {
@}'?o_/C return (T2 & )r2;
@k/|%%uP }
]puDqu5! } ;
LwH+X:?i t{Ks}9B ft!D2M 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> >。
J?jxD/9Yb 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
Iomx"y]9 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
-:Q"aeC5 N_(-\\mq return l(i, j) = r(i, j);
VuH}@ 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
tn |H~iF{ khQfLA return ( int & )i;
`'pfBVBz return ( int & )j;
eGWwPSIp 最后执行i = j;
"M,Hm!j 可见,参数被正确的选择了。
=~q$k
`Y,Rk NYR:dH]N~d r_o\72 xSq+>, b 八. 中期总结
)H&ZHaO,_ 目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事:
}x_:v!G 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
r]S"i$ 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
.EjjCE/v- 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
DH.CAV zXe]P(p< 0bu!(Tpg7 qR4-~p8 vI(CX]o p1IN%*IV+o 九. 简化
+}BKDEb 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。
C
*7x7|z 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
9q2x} 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:
cxIAI=JK 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
z\K-KD{Ad +-*/&|^等
WqHp23 2. 返回引用。
1([?EfC =,各种复合赋值等
}#nd&ND 3. 返回固定类型。
M0]J`fL@ 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
XFi9qL^ 4. 原样返回。
2l~qzT- operator,
pQ8f$I#v 5. 返回解引用的类型。
31p7oRzr operator*(单目)
g c<Y?a- 6. 返回地址。
"rpP operator&(单目)
3RI%OCGF 7. 下表访问返回类型。
1WI^RlWd( operator[]
qGzF@p(p8 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
66po SZR@ operator<<和operator>>
k:&B
b" ]'z 5%' OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。
`a@YbuLd 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
Ls&-8 NH'QMjL) template < typename Left >
{$C"yksr struct value_return
l4^MYwFR{O {
:6Gf@Z&+ template < typename T >
GvL\%0Ibx struct result_1
p)~EG=p {
[] R8VC>Ah typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
GwmYhG<{ } ;
u>V~:q\X `Zci< template < typename T1, typename T2 >
v\5`n@}4 struct result_2
[MeFj!( {
JE;!~= typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
cq$_$jRx } ;
WT1d'@LY } ;
Q6CVMYT +,eF(VS! WogCt, 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
RuOse9 <"7Wb"+ 下面我们来剥离functor中的operator()
Pe@*')o* 首先operator里面的代码全是下面的形式:
pc;`Fz/`7 )t$-/8 return l(t) op r(t)
U<"k- return l(t1, t2) op r(t1, t2)
cfHtUv return op l(t)
VzWH9%w return op l(t1, t2)
'.7ER return l(t) op
2UTmQOm return l(t1, t2) op
-LlS9[r0 return l(t)[r(t)]
6N/6WrQEeg return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
6vg` 8 _F2ofB' 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:
2WB`+oWox 单目: return f(l(t), r(t));
c(s: f@ 1 return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
@\U] hN? 双目: return f(l(t));
$WsyAUl return f(l(t1, t2));
Crezo? 下面就是f的实现,以operator/为例
1#|qT7 W O'nW struct meta_divide
QF$s([ {
c']m5q39' template < typename T1, typename T2 >
:{aiw?1 static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
+O7GgySx {
HzAw
rC return t1 / t2;
S|m|ulB }
sLc,Dx"+ } ;
N <M6~ bDq<]h_7 这个工作可以让宏来做:
xr31<4B { ^R>H|~ #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
Dt'bbX'edw template < typename T1, typename T2 > \
t* =i8`8 static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
L^Fb;sJYI 以后可以直接用
Gf-GDy\{ DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
*d-JAE 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
C-^8;xd (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。。。)
r(g#3i4Q N^'(`"J s xN!In-v[j; 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
Xj<xen( 4@M`BH` template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
9dva]$^:*1 class unary_op : public Rettype
}eSrJgF4M {
&3\3wcZ,q Left l;
jEL"Q?# public :
3s#/d,+ unary_op( const Left & l) : l(l) {}
]ts^h~BZ$ 8>|<m'e^\r template < typename T >
$|I hO typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
nHQWO
{
!#PA#Q|cO return FuncType::execute(l(t));
p & i+i }
MSe>1L2= AH^ud*3F template < typename T1, typename T2 >
IB^vEY!`6_ typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
jM>;l6l {
m:cWnG return FuncType::execute(l(t1, t2));
k8,s<m }
.RWq!Z=)3 } ;
_D8:p>= _TbvQY RG_6&
A 同样还可以申明一个binary_op
}5}#QHF }-p-( template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
#r@>.S=U] class binary_op : public Rettype
O{EbL5p {
M`?ATmYy Left l;
8(* ze+8 Right r;
fbJa$ public :
=h/61Bl3 binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
!#S"[q :#=BwdC template < typename T >
VYQ]?XF3i typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
-#r= {
'^tC |) return FuncType::execute(l(t), r(t));
Gyc_B }
Sre:l'. GYV%RD # template < typename T1, typename T2 >
y)3OQ24 typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
,W>-MPJn[8 {
G~/*!?&z return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
1{G@'#( }
k.\4<} } ;
4Td)1~zc3 !)(To ,t39~w 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
Sb`SJ):x 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
fdgjTX DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
[o.#$( 那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
X&A2:A 6\+ 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
F`.W 9H3 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
BfQ#5 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
0,6!6>BOT 这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan)
wIF)(t-): 下面是修改过的unary_op
>bg{ hfs QAa template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
bUc++M class unary_op
hPt=j{aJ%< {
^CB@4$! Left l;
iN2591S W 2A!BaH% public :
jK2gc^"t y 48zsm{ unary_op( const Left & l) : l(l) {}
H`7T;`Yb UFeQ%oRa8 template < typename T >
}U**)" struct result_1
)a$sx} {
}p*WH$!~ typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
M+7jJ?n } ;
kMg[YQ]OC ZC)m&V1 template < typename T1, typename T2 >
`-5gsJ
struct result_2
35YDP|XZb {
_SQ]\Z typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
$Y%,?>AL< } ;
3H%bbFy 4!Lj\.!$ template < typename T1, typename T2 >
* K0aR! typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
ZsGJ[ {
N'?#g`*KW return OpClass::execute(lt(t1, t2));
+<WNAmh
}
Z;6?,5OSc 3&B- w template < typename T >
(>gb9n
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
<M\#7.]( {
@y,>cDg return OpClass::execute(lt(t));
E-#C#B }
b3q&CJ4| /=KEM gI? } ;
o1[[!~8e HyIyrU rYW `Nv7c{M^ 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
KnUVR!H| 好啦,现在才真正完美了。
!ZayN 现在在picker里面就可以这么添加了:
8/-hODoT_ 5B;;{GR template < typename Right >
9\%`/tJM picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
EHrr}& {
(_fovV= return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
aQ0pYk~( }
?qbq\t 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。
;6*$!^*w ne=CN!= ;V84Dy#b {%6g6?=j ,jeC7-tX 十. bind
<,Jx3yq 既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。
Oki{)Ssy 先来分析一下一段例子
Dc0CQGx9b eU\_m5xl" &PFK0tY int foo( int x, int y) { return x - y;}
)&ucX bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
M} Mgz bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
ME*A6/h 可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。
S4
s#EDs 我们来写个简单的。
</_.+c [ 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
0Q[;{}W} 对于函数对象类的版本:
eCG{KCM~_Z mnU8i=v0A template < typename Func >
p+${_w>pl{ struct functor_trait
5`q#~fJ2 {
1?,C d typedef typename Func::result_type result_type;
XjTu`?Na; } ;
Xl
E0oN~{ 对于无参数函数的版本:
'|G8yojz [x
-<O:r=P template < typename Ret >
{N@Pk[! struct functor_trait < Ret ( * )() >
G}@a]EGm {
Xi!e=5&Pa typedef Ret result_type;
~Sx\>wBlc } ;
6ck%M#v 对于单参数函数的版本:
k{cPiY^ dyB@qh~H template < typename Ret, typename V1 >
i$CF*%+t struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
;dTxQ_: {
bl#6B.*= typedef Ret result_type;
%Hu.FS5' } ;
#j"GS/y" 对于双参数函数的版本:
v(P <_}G m1M6N`f template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
6+:;Mb_S struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
593!;2/@ {
,Uy;jk typedef Ret result_type;
X=Jt4 h9 } ;
D0h6j0r5 等等。。。
qpq(< 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
t"YN:y8- #{J+BWP\o template < typename Func >
C2yJ Xi`$ struct func_return
^,`
L!3 {
c-4z8T#M^ template < typename T >
q&^H"
fF struct result_1
6Ia[`xuL {
3=%G{L16- typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
CW+gZ! } ;
uFFC.w `)Y 5L}c= template < typename T1, typename T2 >
j3j^cO[ 8v struct result_2
{d> 6*b {
cvYKZB typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
:c(#03w*C } ;
l0tFj>q" } ;
t;_1 /mt (*\y LdnTdh? 最后一个单参数binder就很容易写出来了
@@=,bO w{GEWD{& template < typename Func, typename aPicker >
VOT9cP^6 class binder_1
/buj(/q^# {
nPH\Lra Func fn;
$9Gra# aPicker pk;
!(y(6u# public :
Bf" ZmG9 Q+Eqaz` template < typename T >
uxL3 8d] struct result_1
1yTw*vH F {
T#HF!GH] typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
.`oKd@I*" } ;
j?VHR$ ed#>q;jX template < typename T1, typename T2 >
?<^^.Si struct result_2
n;y[%H!g {
#z}0]GJKj typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
m/`L3@7Tt } ;
EF;B)y= @.pr}S/ binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
4I2#L+W r>G||/Z template < typename T >
H7f
Xg typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
\U'*B}Sz {
PmT<S,}L return fn(pk(t));
o%K1!' }
pE$*[IvQ' template < typename T1, typename T2 >
y8]vl;88yY typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
~eUv.I/ {
^c|0?EH return fn(pk(t1, t2));
m~F ~9& }
0\+$j5; } ;
c$_} 4x.I"eW~& lE3&8~2 一目了然不是么?
7r pTk&` 最后实现bind
&09G9G snQ 7>-99o^W l
s%'\} template < typename Func, typename aPicker >
6L2Wv5C picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
E&Sr+D aPD {
@==
"$uRw return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
VYrs4IFT$ }
A$?o3--#]G TBgiA}|\D 2个以上参数的bind可以同理实现。
fqn;,!D?9 另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。
g^^^fKUp ) b)T6%2 十一. phoenix
~}Z{hs) Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
B&}lYo @FN1o4&3 for_each(v.begin(), v.end(),
iu{QHjZK( (
lLEEre do_
{wD "|K [
P5'VLnE R{ cout << _1 << " , "
?l`|j* ]
\*c=bz&l .while_( -- _1),
s*vtCdrE.
cout << var( " \n " )
Sf
t,$ )
")w~pZE&+ );
AS lmW@/9v ~)5k%?. 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:
q2M%AvR 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
N]G`] operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
.G|U#%"6x 那么我们就照着这个思路来实现吧:
o^u}(wZ{ =E&1e;_xlE Nl{on"il template < typename Cond, typename Actor >
mHNqzdaa class do_while
~~#/jULbV {
v=D4O . Cond cd;
UO-,A j*wW Actor act;
axv-UdE; public :
"rw'mogRL template < typename T >
7QaZ|\c struct result_1
A$TFa:O| {
Q|Nw @7$` typedef int result_type;
>8injW352 } ;
8vUq8[[ "p&4Sn3T2? do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
Vtk}>I@% %3q7i`AZ template < typename T >
RR>G}u9np typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
M,SIs
3 {
^!SwY_> do
= Ruq {
!1P<A1K act(t);
t0)hdX }
Ev&aD while (cd(t));
^1XnnQa return 0 ;
~bfjP2
g }
l{.
XhB } ;
Qa1G0qMEIF Vje LPbk) &lW~ot1, 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
P2 +^7x? 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。
xic&m5j
m 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。
Q5;EQ.# 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。
?<soX8_1 下面就是产生这个functor的类:
5
Praj >F/5`=/'h j7C&&G q template < typename Actor >
g+=f=5I3 class do_while_actor
@T{I;8S {
{|tMN,Z Actor act;
$HV`bJ5!L* public :
5I5#LQv0 do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
I@q4D1g ae]
hCWK template < typename Cond >
J(`(PYo\i picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
aMyf|l. } ;
~-NlTx d C6t+ UujKgL4 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
OI)/J;[-e 最后,是那个do_
{-s7_\|p( MG$Df$R #:nds, class do_while_invoker
!^w}Sp {
}vQY+O public :
R<ZyP~ template < typename Actor >
-)E6{ do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
+Z/aG k; {
1$uO% return do_while_actor < Actor > (act);
9K#U<Q0b' }
)7iYx {n } do_;
@.KFWAm
fMZc_dsW9 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
g=kuM 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
L(3}
H,t 最后来说说怎么处理break和continue
[1.>9ngj 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。
](^BQc 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 ]