一. 什么是Lambda ;Y)?6^"
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ^ S%4R'
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, p?dMa_g
v#nFPB=z
[u-~<80
"5>p]u>
class filler v3hNvcMpf
{ *1>XlVx,
public : a?D\H5TF-
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 5g/WQo\
} ; D6v0n6w
57HMWlg
"b} ^xy
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: AWf zMJ;VS
SmtH2%y I
q Rtgk
w|RG
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 4>,
<b1Y
S&]JY
QtX ->6P>
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 n*-#VKK^
U2SxRFs >
HPU7
` b4
v3~,1)#aI
二. 战前分析 6o{anHBB
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。 e"2 wXd_}
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 JQ.ZAhv
nYE_WXY3V
qk:F6kL\`
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); OP<@Xz
/* --------------------------------------------- */ wRLkO/Fw
vector < int *> vp( 10 ); Kj'm<]u
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); \DfvNeF
/* --------------------------------------------- */ Gz6FwU8L
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); ){gO b
/* --------------------------------------------- */ (hmasy6hM
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); &5zUk++
/* --------------------------------------------- */ i5-V$ Qh
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); gA.G:1v
/* --------------------------------------------- */
W_kJb
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); YDDwvk
H
;rk}\M$+
/'ybl^Km
(*hA0&n
看了之后,我们可以思考一些问题: Jk(b=j
1._1, _2是什么? 5bMVDw/
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 6,oi(RAf
2._1 = 1是在做什么? a2x2N_\=/D
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 mu:Q2t^
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 hbN*_[
;qzCoe
# Dy;x\a
三. 动工 s7&%_!4
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: *D`,z3/*
~L 4"t_-
auS$B%
AbfLV942
template < typename T > f^0vkWI2
class assignment }3N8EmS
{ `uGX/yQ#=
T value; A0&~U0*(~
public : V+(
assignment( const T & v) : value(v) {} &_!BMzp4
template < typename T2 > >~XX'}
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } '+-R 7#
} ; >Z>*Iz,LP
#7'ww*+
^=W%G^jJy
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 SDTX0v
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment m*["
M0_K%Z(zaR
(4b&}46
Tk+\Biq
class holder ,g^Bu{?
{ [0_Kz"|
public : =.tsz.:c
template < typename T > %s<7|,
assignment < T > operator = ( const T & t) const E%+V\ W%
{ V1j&>-]]9*
return assignment < T > (t); ym1TGeFAq
} v "oO
} ; J!S3pS5j
YS~\Gls%
!y*V;J
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: .R:eN&Y8y
l`,`N+FG
static holder _1; ir/ 2/
E
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Wx:_F;
Gb~q:&IUr
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ZwG+ rTW
而不用手动写一个函数对象。 |a'Q^aT
}eB\k,7L
i?|K+"=D
gR1X@j$_
四. 问题分析 +n)(\k{
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。
i 0L7`TB
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 Zwq
uS9
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 8l)l9;4 6
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 b8QW^Z
下面我们可以对这几个问题进行分析。 5%G++oLXf
_+^3<MT
五. 问题1:一致性 4N#0w]_,>Y
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 6x -PGq
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 5X~ko>
~|!q>z
struct holder sU{+.k{
{ FeCQGT
// BRH:5h
template < typename T > vtr:{
T & operator ()( const T & r) const vqL{~tR
{ sW=@G'}3
return (T & )r; nPv2: x
} mM}|x~\R
} ; h8S%Q|-
b^A&K@[W#,
这样的话assignment也必须相应改动: 0BE%~W
2%WZ-l!i
template < typename Left, typename Right > s?_b[B d
class assignment 6`+DBr
{ #0 ^QUOp
Left l; /$q;-/DnTZ
Right r; ]qpcA6%a|
public : ;tKL/eI
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} W#??fae
template < typename T2 > 3bPVKsY
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } JgK?j&!hs:
} ; s]B^Sz=
',O@0L]L
同时,holder的operator=也需要改动: f \4Qp
Z{ p;J^:
template < typename T > e HOm^.gd
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const #XmN&83_
{ ~oaVH.[e=
return assignment < holder, T > ( * this , t); gc(1,hv
} fWLsk
%%-kUe
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。 zpa'G1v
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 X\$M _b>O
Jg%sl&65
return l(rhs) = r; t?c*(?Xa
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。 r#{lpF,3Ib
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: )6AOP-M.9
W<9GwMU
template < typename Tp > TyK;
q{
class constant_t SQt$-<>4\
{ s&fU|Jk8
const Tp t; s)To#
public : 1pz6e8p:m
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} otPEJ^W&
template < typename T > `|PxEif+J
const Tp & operator ()( const T & r) const AJmS1 B
{ (/hF~A
return t; Q"Bgr&RJ
} M)b`~|Wt
} ; ? th+~dE
&1Az`[zKGW
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 OB"QWdh
下面就可以修改holder的operator=了 oxad}Y
m:"2I&0)WM
template < typename T > JG4&eK$-
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const $~`(!pa:
{ Mz"kaO
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); esLY1c%"/
} m\~[^H~g
#b8/gRfS
同时也要修改assignment的operator() :z"Uw*
E8-p
,e,
template < typename T2 > "#m*`n
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } w=f8UtY9@A
现在代码看起来就很一致了。 ^Xb!dnT.*a
JP@UvDE|
六. 问题2:链式操作 p=r{ODw#3
现在让我们来看看如何处理链式操作。 5-&P4
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 j+Tk|GRab
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 C8{CKrVE
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 RF6|zCWuI
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct Dxu)by
L9AfLw5&X
template < typename T > Dd{{d?;B
struct result_1 ev+NKUi=
{ #Io#OG<7b
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ||_F
/AD
} ; >|rL0
^Cak/5^K
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: A"P1B]
d3 N %V.w
template < typename T > 5aWKyXBIx
struct ref z&-`<uV~
{ ''WX
typedef T & reference; NuXU2w~
} ; F,EHZ,<V
template < typename T > w$t2Hd
struct ref < T &> f,?7,? x
{ '7=*n_l
typedef T & reference; RhDa`kV%t
} ; Y<M}'t
%EVg.k$
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: OZv&{_b_
](0A/,#q6
template < typename T > S@*@*>s^
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const g6*}&.&
{ hpw;w}m
return l(t) = r(t); Dic(G[
} xr?r3Y~^e
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。 R'80 {
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 <LLSUk/
}u|0
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 1-b,X]i
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: I]$kVa1iN
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ,$G89jSM
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 x t-;7
最后的布局是: B$lbp03z
Add fh 2Pn!h+
/ \ g1}RA@9
Divide 5 7"S|GEs:
/ \ kPxrI=
_1 3 {fS/ZG"5<t
似乎一切都解决了?不。 Dbtw>:=
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 I4");T3
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 *]H ./a:1
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: _R8-Hj E
R2;-WxnN]
template < typename Right > ~7Jc;y&
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const w!xSYh')
Right & rt) const QR,i
b
{ T*H4kM
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 66BsUA.h
} '~a!~F~>
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ; aMMIp
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 WFh!re%Z
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 9wAP%xh
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 */qv}
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 +6TKk~0e^
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? XCt}>/"s\h
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: %b_zUFHPp
f^]2qoN
template < class Action > bGSgph
class picker : public Action U 26Iz
{ /Ia#udkNMp
public : U3Dy:K[
picker( const Action & act) : Action(act) {} 6Es-{u(,
// all the operator overloaded lc'Jn$O@
} ; .rMGI"
y%T'e(5Ed
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。 [qb#>P2G3
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: \@80Z5?n
4sva%Up
template < typename Right > WIbU^WJ0
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const 7sFjO/a*
{ )X7ZX#ttH
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); mM95BUB
} 1 8&^k|
.vb*|So
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > Q"(i
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。 yX)2
hj:s
'8W }|aF
template < typename T > struct picker_maker LS \4y&J40
{ _Fer-nQ2R
typedef picker < constant_t < T > > result; au#IA
} ; %f>V\z_C
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > hio{: (
{
"? R$9i
typedef picker < T > result; S[%86(,*gP
} ; ~+|p.(I
,iHl;3bu
下面总的结构就有了: MbJV)*Q
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 /
AW]12_
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 3<'n>'
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 J M`uIVnNA
至此链式操作完美实现。 ho0T$hB
)v'DQAL
UZdpKi@
七. 问题3 38f9jF%7j
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。 dM$]OAT
_E?(cWC
template < typename T1, typename T2 > "V^(i%E;
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const JNsK
{ dvUJk<;w
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); uODpIxN
} J
\G8g,@
Y pp>7J/
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: v/(< fI^
Dn9Ta}miTO
template < typename T1, typename T2 > T3Tk:r
struct result_2 0chBw~@*s
{ Iunt!L
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 7?F0~[eGG
} ; ?6a:!^eL
6@nE cr
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? F+}MW/ra@
这个差事就留给了holder自己。 x0
3|L!n
=>ignoeI
NBLOcRSh
template < int Order > (h2bxfV~+
class holder; UW40Y3W0
template <> \N!k)6\
class holder < 1 > *P9)M%
{ F9Mv$g79
public : 6Si z9
template < typename T > E5Z,4B
struct result_1 (LGx;9S?
{ !d^5mati)T
typedef T & result; >7
4'g}
} ; Dd:Qotu
template < typename T1, typename T2 > ,%D \
struct result_2 y%z$_V]
{ TqzkF7;k4
typedef T1 & result; yfi.<G)S
} ; )=2iGEVW
template < typename T > TTBl5X
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const e)GFJ3sW_
{ Vo%@bj~>
return (T & )r; <w8*Ly:L
} [1l ,I[
template < typename T1, typename T2 > 8/]5h%
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const pO x0f;'G+
{ z$S)|6Q
return (T1 & )r1; yn`H }@`k
} }Vk#w%EJ
} ; !,|yrB&`S
8NA2C.gOZ
template <> ]iYjS
class holder < 2 > td%EbxJK]`
{ V"k*PLt
public : U^:+J-z{
template < typename T > CH!Lf,G
struct result_1 YY'46
{ b,~6cDU
typedef T & result; = gOq
>`
} ; j<e`8ex?
template < typename T1, typename T2 > /+iU1m'(
struct result_2 U z[#t1*
{ ?%#3p[
typedef T2 & result; [gx6e 44
} ; a%V6RyT4qW
template < typename T > y/Paq^Hd
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const c?>@P
{ 0LN"azhz
return (T & )r; x^xlH!Sc
} ms`R^6Ra
template < typename T1, typename T2 > ALJ^XvB4V
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const sO,,i]a0
{ &O7]e3Ej
return (T2 & )r2; %?@N-$j
} g>u{H:
} ; /X; [
9&
`ZC_F!
E
7CWz)LT
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> >。 T}M!A|
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: =0
mf
首先 assignment::operator(int, int)被调用: vYcea
nj]l'~Y0
return l(i, j) = r(i, j); r[ni{&
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) ot8UuBq
!.Eua3:V*
return ( int & )i; 4'Potv@/
return ( int & )j; h3[^uYe
最后执行i = j; f#FAi3
可见,参数被正确的选择了。 n&y'Mb
PB
4|ML#aRz
$oDc
PuYAoKG
$~W=)f9
八. 中期总结 WzDL(~m+Z
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: =c8xg/
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 }(FF^Mh
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 S ( e]@
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor DI"KH)XD
ckykRqk}
$3psSQQo
14Y_ oH9
{(Jbgsxm
#Ie/|
九. 简化 pMndyuoJl
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 KxhMPvN'
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 +-"uJIwMD
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: ;&RBg+Pr
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 %{Ib
+-*/&|^等 "MM)AY*b
2. 返回引用。 <A@}C+
=,各种复合赋值等 e98f+,E/
3. 返回固定类型。 |zd+
\o
各种逻辑/比较操作符(返回bool) AWo\u!j
4. 原样返回。 UNY
O
P{
operator, =#L\fe)q)
5. 返回解引用的类型。 v'=$K[_
operator*(单目) $ S(<7[Z
6. 返回地址。 (qo
?e2K
operator&(单目) x
*:v]6y
7. 下表访问返回类型。 ]L)l5@5^
operator[] ? DJ/Yw>>3
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 OYW:I1K<5
operator<<和operator>> &UrPb%=2H
\Hb"bv
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。 'vCl@x$
例如针对第一条,我们实现一个policy类: = j)5kY`
[/E|n[Bx
template < typename Left > \D67J239E
struct value_return l5P!9P
{ <UsFB F
template < typename T > &lM=>?
struct result_1 U</Vcz
{ `-Y8T\
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; \*yH33B9
} ; V) xwl vX
U-+o6XX
template < typename T1, typename T2 > b,h@.s
struct result_2 *3@ =XY7
{ (sDZ&R
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; vd{ban9
} ; 'Hf+Y/`
} ; <DR$WsDG
G'#Uzwo
db*yA@2Lg
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait U\y:\+e l
ly9tI-E
下面我们来剥离functor中的operator() ;}B6`v
首先operator里面的代码全是下面的形式: S/,)X
?*AhGza/
return l(t) op r(t) MZd?cS
return l(t1, t2) op r(t1, t2) LS:^K
return op l(t) 7H])2:)
return op l(t1, t2) u!CcTE*
return l(t) op {q!GTO
return l(t1, t2) op (4f]<Qt
return l(t)[r(t)] {e!3|&AX
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] k^@dDLr"
#IvHxSo&
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: 3-Bz5sj9
单目: return f(l(t), r(t)); 0?,<7}"<X
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); S\M+*:7
双目: return f(l(t)); KOhK#t>H@0
return f(l(t1, t2)); awB+B8^s
下面就是f的实现,以operator/为例 U%rEW[ j
A<}nXHs-
struct meta_divide `a6AES'w$
{ :P8X?C63W]
template < typename T1, typename T2 > l6T^e@*
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) y0]"qB
{ \ gO!6
return t1 / t2; O>y*u 8
} 2`^M OGYk
} ;
MFyi#nq
U6?3 z
这个工作可以让宏来做: `T,^os#6
7 I/a
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ )">uI\bi
template < typename T1, typename T2 > \ oM^VtH=>
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; >PYc57S1c
以后可以直接用 }D]y-BbA.
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) * ,Le--t
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 PR3i}y>
(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。。。) 6o.Dgt/f
uOAd$;h@_Z
~KYA{^`*
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 M 4E|^p=5
De
([fC
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > }ijFvIHV
class unary_op : public Rettype rL,kDSLs
{ )mH(Hx
Left l; 'YB{W8bR
public : |R;`
unary_op( const Left & l) : l(l) {} m1D,#=C,_
z2iWr
template < typename T > .I Io
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const e}NB ,o
{ 5SEGV|%
return FuncType::execute(l(t)); LEg ?/!LIT
} kq*IC&y
weMufT
template < typename T1, typename T2 > LJSx~)@
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ]+5Y\~I
{ l0PXU)>C
return FuncType::execute(l(t1, t2)); *P\OP'o_
} =4uO"o
} ; _"t"orD6
|RH^|2:x9Q
,f~)CXNT?
同样还可以申明一个binary_op kl|m @Nxp
BPSie0
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > +3J5j+
class binary_op : public Rettype uHuL9Q^
{
qN'%q+n
Left l; 0HI0/Tvu$<
Right r; W[LQ$uj
public : p^C$(}Yh
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} I@kMM12>c
8iPA^b|sz{
template < typename T > <9[>+X
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const #Cb~-2:+7
{ `j4OKZ
return FuncType::execute(l(t), r(t)); r*c x_**
} =%S*h)}@
YRu/KUT$ 7
template < typename T1, typename T2 > VVe^s|~Z
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const a|ZJzuqo
{ G[+{[W
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); WeIi{<u8R
} &x3R+(H {
} ; 1QbD]"=n
})?KpYk
/ &em%/
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 O{Z
bpa^
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 LYuMR,7E
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) _6`H`zept
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。 +.a->SZ5"
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! b2^O$l
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 c3)6{
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 }-@h H(
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) fM3ZoH/
下面是修改过的unary_op w x,gth*p
h$d`Jmaq
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > =&mdxKoT0
class unary_op
eI/@ut}v
{ )%q )!x
Left l; #TIlM]5%
s,j=Kym%
public : L-|u=c-6
7-}/{o*,5
unary_op( const Left & l) : l(l) {} Nkx W*w%}l
;Ouu+#s
template < typename T > bLC+73BjC
struct result_1 X
CHN'l'
{ t?FPmbjv
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 0BN=>]V~j7
} ; Bam 4%G5
} DjbVYH
template < typename T1, typename T2 > .G>6_n3
struct result_2 }O:l]O`
{ qJK6S4O]
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; "4CO^ B
} ; rs@qC>_C0
`jT1R!$3F
template < typename T1, typename T2 > s-S|#5
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const {'o\#4Wk
{ 3JZ9 G79H
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); zrV~7$HL
} uXdR-@80*
(X|lK.W y
template < typename T > npcL<$<6X
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ?V})2wwP
{ m$bNQ7
return OpClass::execute(lt(t)); %`j2?rn
} N
lB%Qu
b|U3\Fmc
} ; b(_PV#@$
5xc-MkIRL
`IK3e9QpcA
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 R-5e9vyS
好啦,现在才真正完美了。 /&RS+By(i
现在在picker里面就可以这么添加了: 9]|G-cyt
-l$-\(,M`#
template < typename Right > I_'0!@Nn7
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const jxZd
=%7Q
{ }#E~XlX^
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); %loe8yt
} \)BDl
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。 /pz(s+4=
yV5AVMo
L)_L#]Yy
sX]ru^F3
C6c]M@6
十. bind EYU3Pl%
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。 **Q
K}j[D
先来分析一下一段例子 8yCQWDE}
oHx =Cg;
0^3@>>^
int foo( int x, int y) { return x - y;} ~'/_q4
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 5OX5\#Ux
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 R^GLATM
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。 H_7X%TvXb
我们来写个简单的。 pAdSOR2
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 3o^oq
对于函数对象类的版本: .8Gmy07
/qO?)p3gk
template < typename Func > EXT_x q
struct functor_trait +#g?rCz
{ fQ~YBFhlr
typedef typename Func::result_type result_type; [X=Ot#?u ~
} ; {1]Of'x'
对于无参数函数的版本: ZTP&*+d
8(0q,7)y
template < typename Ret > G1:2MPH
struct functor_trait < Ret ( * )() > Qrt> vOUE7
{ wvNddu>@
typedef Ret result_type; ceGo:Aa<)
} ; \S"YLRn"
对于单参数函数的版本: 9h
0^_|"
x 0x/2re
template < typename Ret, typename V1 > } T1~fa
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > $,B@yiie
{ UZqk2D
typedef Ret result_type; V7i1BR8G
} ; |.[4$C
对于双参数函数的版本: #[ hJm'G
0Xw3h^%
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > $5a%hK
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 7eekTh, ?
{ U^{'"x+
typedef Ret result_type; '}T6e1#JV
} ; =H2.1 :'
等等。。。 E cW$'>^
然后我们就可以仿照value_return写一个policy cakb.Q
,-{2ai_
template < typename Func > $@:z4S(
struct func_return 7nL3+Pq
{ b<mxf\b
template < typename T > / =2
struct result_1 Qd$!?h
{ j{u!/FD
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 1?bX$$yl;
} ; *$o{+YP
xYCX}bksh
template < typename T1, typename T2 > QGV~Y+
struct result_2 ?$LKn2C
{ b
ZEyP
W
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; !{L`Zd;C>w
} ; +yd(t}H@
} ; BKQI|i
-wjvD8fL
pg'3j3JW$
最后一个单参数binder就很容易写出来了 \;Ywr3
53cW`F
template < typename Func, typename aPicker > B!cg)Y?.bd
class binder_1 -(fvb
{ '@<aS?@!t
Func fn; pu +"bq
aPicker pk; aPMqJ#fIr
public : aD:vNX
KW.QVBuVO#
template < typename T > (C
EXPf
struct result_1 uk~4R@=&H
{ ;/8oP ;X2
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; $}G03G@
} ; v"&Fj
E)dV;1t
template < typename T1, typename T2 > )m Uc
!TP
struct result_2 dT9!gNvQ
{ 6{r^3Hz
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; .Z"p'v
} ; yEe4{j$
s]=s|
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ;h"?h*}m!\
1wpeYn7>W
template < typename T > duKR;5:
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const zp2IpYQ,3
{ !`G7X
return fn(pk(t)); (&G4@V d
} ^"h`U'YC
template < typename T1, typename T2 > Ex
?)FL$4
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const N +9`'n^x
{ 1cyX9X
return fn(pk(t1, t2)); b1}P3W
} 4#z@B1Jx
} ; ,afh]#
uYPdmrPB?l
8h#/b1\
一目了然不是么? qxsK-8KT<
最后实现bind z6K"}C%
$#dPM*E
E:N~c'k
template < typename Func, typename aPicker > _tg&_P+kV
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) MU^7(s="
{ ~$N%UQn?b#
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ~5HI9A4^
} }7Si2S
uOqWMRsoi
2个以上参数的bind可以同理实现。 1CiK&fQ'
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。 *FkG32k
| 1Fy
十一. phoenix m>gok0{pm
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: O7shY4 Sr
Uu9\;f
for_each(v.begin(), v.end(), @L8('8~d
( #L{QnV.3
do_ OgNt"Vg
[ >Rw[ x
cout << _1 << " , " f!~gfnn
] =>Vo|LBoe
.while_( -- _1), )POuH*j
cout << var( " \n " ) r[zxb0YA
) &WIiw$@
); GQTMQXn(
b:Lp`8Du
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: zA&lJD$0
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor Kc*h@#`~oL
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 v?)-KtX|
那么我们就照着这个思路来实现吧: )g:\N8AZK
;$G.?r
Vc3tKuMsiX
template < typename Cond, typename Actor > kL,{H~iq;
class do_while Memz>uux
{ H'E>QT
Cond cd; AlNiqnZ
Actor act; }!\ZJo a
public : 8YAUy\
template < typename T > 0+0+%#?
struct result_1 e g#.f`
{ u0^:
XwZ!
typedef int result_type; E0^~i:Mk
} ; *r)/.rK_
E8WOXoP(
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} LoLmT7
8oG0tX3i
template < typename T > 0l6z!@GhT
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const -DrR6kGjR
{ x-k}RI
do maLKUSgo
{ uYlC*z{
act(t); jRS0(8
} /i$
mIj`
while (cd(t)); ^0R.U+?+
return 0 ; 15_OtK
} _PrK6M@"L
} ; .N8AkQ(Ok
<jT6|2'
K*Zf^g
m
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). #CoJ S[t
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。 %^m6Q!
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。 &dZ-}.
af
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。 a3
<D1"
下面就是产生这个functor的类: o~,dkV
sB
]~=vUP
kC"<4U
template < typename Actor > Uu{I4ls6B
class do_while_actor 716JnG>
{ IMjnj|Fj
Actor act; !Ac <A.
public : U(DK~#}
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} gk\IivPb
3hr&