一. 什么是Lambda
25-h5$s 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
AH5;6Q 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,
zU+q03l8Ur 0
}od Q# $*iovam>^] /*,_\ ; class filler
ktx| c19 {
D_0Vu/v public :
/OzoeIt void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
=3w;<1 ?'
} ;
9 %4:eTcp ;tZQ9#S ^PezV5( 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:
4fC:8\A ?SElJ?Z `HkNO@N[ $=N?[h&4 for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
/B~[,ES@1 J:glJ'4E ,r;xH}tbi 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
n"6L\u XDPgl=~ (H !iK,R l[ $bn!_e 二. 战前分析
w,FPL&{ 首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。
&4S2fWx 开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码
L}Y.xi jJNCNH*0 y"q>}5 for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
_7<{+Zzm /* --------------------------------------------- */
jxkjPf? vector < int *> vp( 10 );
s{yw1: transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
%}VH5s9\ /* --------------------------------------------- */
D4[t^G;J sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
z77>W}d /* --------------------------------------------- */
}0Ns&6 )xG int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
aYb97}kI /* --------------------------------------------- */
DJ:'<"zH7 for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
poxF`a6e+ /* --------------------------------------------- */
G_S>{<[ for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
G#7(6:=;,` ud$-A E6 -*2U)k+ M
lR~`B}m 看了之后,我们可以思考一些问题:
/z*Z+OT2 1._1, _2是什么?
O.( 2 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。
* /n8T]s 2._1 = 1是在做什么?
_<F)G,= 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。
4A!]kj5T 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。
jTcv&`fAz ZDW=>}~_y ;x/eb g
三. 动工
lnyfAq}w 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
Y-a <SI|)M,, 3 V+O,y9 6~x'~T template < typename T >
2]]v|Z2M4 class assignment
P$#: $U@ {
PVBz~rG T value;
~E7IU<B public :
=,#--1R7g assignment( const T & v) : value(v) {}
d/&>
`[i template < typename T2 >
I1U2wD T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
?Z7QD8N
} ;
Tz,9>uN -PE_q Z^ Zob/H+] 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
hcj}6NXc 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
tO3R&"{ S-7&$n _Ns EeKU K8sRan[4} class holder
~I@lsCh {
W-n4wIj" public :
fx{8ERo template < typename T >
k~"Eh]38 assignment < T > operator = ( const T & t) const
*(F`NJ 3 {
WYUDD_m return assignment < T > (t);
mOsp~|d }
=Nxkr0])! } ;
WQ.0} n}d 1*TbgxS~W F+V!p4G 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:
L>h8>JvQ nTEN&8Y>R static holder _1;
Gs,:$Im Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
-V|"T+U %'=*utOxy for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
zXn-E 而不用手动写一个函数对象。
PC#^L$cg} #_wq#rF :pqUUZ6x& ,KW
Q
6 四. 问题分析
-Lh7!d 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。
:hX[8u 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。
J, 9NVw$ 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
27e!KG[& 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
FvxM 下面我们可以对这几个问题进行分析。
E^axLp>(I >%j%Mj@8q| 五. 问题1:一致性
J~k9jeq9 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?|
5 8bW 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
Rqh5FzB> W&?Qs=@ struct holder
<OMwi9 {
"<!U //
aixX/se template < typename T >
*9aJZWf>V T & operator ()( const T & r) const
$v|W2k {
o8bd L< return (T & )r;
^}_Ka //k }
WTJ 0Q0U } ;
1`&`y%c?B h xO}'`: 这样的话assignment也必须相应改动:
bO=|utpk h+FM?ct6} template < typename Left, typename Right >
&0F' Ca class assignment
`@/)S^jBau {
HeRi67 Left l;
o}OY,P Right r;
wGc7 public :
cuhp4!! assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
\HfAKBT template < typename T2 >
]ordqulq1 T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
c{1;x)L } ;
^,>w`8 o|kykxcq 同时,holder的operator=也需要改动:
P0m3IH) xh;V4zK@` template < typename T >
e5|lz.o; assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
#).$o~1ht! {
fjh|V9H return assignment < holder, T > ( * this , t);
C$OVN$lL`8 }
2%W;#oi? H3A$YkK [ 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
2r,
c{Ah@D 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
U lYFloZ @rTB&>` return l(rhs) = r;
b(Nv`'O 在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
mlnF,+s 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
UerbNz| `^bP9X_a template < typename Tp >
cm< #zu3~S class constant_t
8>&@"j {
m8q4t,<J const Tp t;
va6Fp2n<1* public :
.uuhoqG0 constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
EuK}L[Kl template < typename T >
b3ohTmy4( const Tp & operator ()( const T & r) const
YV
O$`W^N {
m ptFd return t;
/Z:j:l }
No^gKh24 } ;
`2mddx8 x< A-Ws{^V 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
-NBVUUAgN 下面就可以修改holder的operator=了
V(MYReaPC] f[@96p?a[ template < typename T >
v"USD<
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
)9]a {
".?4`@7F\ return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
XUqorE }
Eb8pM>'qM //R"ZE@d\ 同时也要修改assignment的operator()
8 #_pkVQw: O=B=0 template < typename T2 >
M3(N!xT T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
fF@w:;u 现在代码看起来就很一致了。
;qshd'?* `Ij@;=( 六. 问题2:链式操作
^q:-ZgM> 现在让我们来看看如何处理链式操作。
b}[S+G-9W 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。
3Z!%td5n 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。
!GcBNQ1p+7 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。
_olQ;{ U: 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
y>I2}P l5[5Y6c> template < typename T >
2Ez<Iw struct result_1
E9:@H;Gc {
^/f~\#R typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
gjS|3ED } ;
'!HTE`Aj po| Ux`u 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:
K@JZ$ W__ArV2Z_ template < typename T >
#@R0$x struct ref
B
`(jTL {
Q+:y typedef T & reference;
]; w 2YR } ;
P`Np+E#I template < typename T >
%B s. XW, struct ref < T &>
2~4:rEPJ: {
AZj&;!} typedef T & reference;
C/kf?:j } ;
~iL^KeAp
uo9#(6 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
Q]ersA8 V> dSM\:/t template < typename T >
F.9}jd{ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
hZ&KE78? {
Pfd1[~, return l(t) = r(t);
FuhmLm'p }
0=Z[6Q@: 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。
YF%gs{ 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
&> sbsx\y As:O|!F 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
*dl hRa _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
8&<mg;H, _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
jK|n^5\ +5 调用divide的对象返回一个add对象。
J4Gzp~{ 最后的布局是:
Q6h+. Add
PL/g| ; / \
-F 5BJk Divide 5
honh'j / \
$0])%
_1 3
iT]t`7R 似乎一切都解决了?不。
Rh>B#
\ 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。
$7x2TiAL 如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。
s8h*nZ)v OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码:
<b 5DX #:K=zV\ template < typename Right >
8z=#
0+0 assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
_$~>O7 Right & rt) const
7J'%;sH {
tl#sCf!c return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
c6h?b[] }
<,i4Ua 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
5'2kP{; 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。
KC/O
EJ` 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。
{6i|"5_j 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。
#;[G>-tC 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。
[vg&E
)V 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?
oC0ndp~+& 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:
TnrBHaxbo4 ;mQj2Bwr template < class Action >
A5<t> 6Y class picker : public Action
_CwTe=K} {
c=!>m public :
9&+]YYCS- picker( const Action & act) : Action(act) {}
K<S3gb?0 // all the operator overloaded
c -w #` } ;
<BR^Dv07U `fv5U% 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。
fzsy<Vl", 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:
9"~ FKMN Q,U0xGGz template < typename Right >
DAn2Pqf picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
\"lz,bT {
HC iRk1 return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
V_7\VKR }
{j2V k)\[i mLCDN1UO{ Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
}b_Ob 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。
U^m#!hp [WwoGg*)mn template < typename T > struct picker_maker
#2tmi1
ya {
_w^,j" typedef picker < constant_t < T > > result;
@G5T8qwN } ;
VjQ&A#
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
E7Lqa
S {
gV_v5sk
typedef picker < T > result;
q*I*B1p[m } ;
c1YDln "@V yc6L 下面总的结构就有了:
[F-R*}&x 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。
xyL"U* 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。
zv]ZEWVzc picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
qTsy'y;Z 至此链式操作完美实现。
{
I#>6 65EMB% (_FU3ZW! 七. 问题3
O(^h_ 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。
rT2Njy1 gInh+XZs template < typename T1, typename T2 >
*EWWN?d ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
JP#S/kJ%3 {
yl[I'fX66 return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
-WC0W }
j|!,^._i (< +A w7 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:
(Pc>D';{S Fh #QS'[ template < typename T1, typename T2 >
$/wm k7T struct result_2
e]4$H.dP
{
2<D| { typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
$ XjijD9R } ;
\n<!
ld VLuHuih 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?
5m8u :6kQu 这个差事就留给了holder自己。
)/RG-L 4'QX1p q
G%Y & P template < int Order >
x|O7}oj class holder;
U5Hi9fe template <>
]]j^ class holder < 1 >
yE}\4_0I/ {
YR?Y:?( public :
T$;S template < typename T >
g=Z52y`N< struct result_1
25>R^2,LiE {
* %D_\0; typedef T & result;
%"WENa/t } ;
ifDWN*k6 template < typename T1, typename T2 >
nPyn~3 struct result_2
h;V4|jM {
$|K:
9 typedef T1 & result;
,Lig6Z` } ;
|ADf~-AY template < typename T >
wJC[[_"3 I typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
D$l!lRu8+L {
sq|\!T return (T & )r;
^{M$S0g|N }
P:{Aqn~zR template < typename T1, typename T2 >
WvfP9(- typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
J"aw 1 {
ZHTi4JY return (T1 & )r1;
1T!o`* }
.S//T/3O]Q } ;
s"jvO>[ M}8P _<, template <>
#9,8{ O" class holder < 2 >
-1Q24jrO- {
Xm#W}Y' public :
Xg dBLb template < typename T >
/4x\}qvU struct result_1
Q yqOtRk {
Kd:l8%+ typedef T & result;
%o?)`z9- } ;
DQ.4b template < typename T1, typename T2 >
A5nggg4 struct result_2
u
W]gBhO$O {
_vTr?jjfK typedef T2 & result;
5r5on#O& } ;
P@v"aa\@2) template < typename T >
5wue2/gl typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
78l);/E{v {
$1.-m{Bd return (T & )r;
HV a9b; }
V0;"Qa@q template < typename T1, typename T2 >
7_\G|Zd typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
!v8R( {
Q.N!b7r7 return (T2 & )r2;
4R'CLN
|t }
Ul8HWk[6Iw } ;
1KZigeHXI oJa}NH
#Z1%XCt 新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
z|pt)Xl 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
z/\OtYz 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
Mt.Cj;h@^[ TAG@Ab return l(i, j) = r(i, j);
wV )\M]@ 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
Ph^1Ko"2 3Q,&D'];[ return ( int & )i;
(OiV IH return ( int & )j;
CnZ!b_J 最后执行i = j;
cN@_5 可见,参数被正确的选择了。
2;gvo*k v]EMJm6d| 7Fj8Mp| Y_CYx f1vD{M; 八. 中期总结
}+@!c%TCx~ 目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事:
l8G1N[ 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
?^U? ua6 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
Ar<5UnT 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
NtM>`5{? 30vxOkS @&?(XY 'M% }uma<b :i&]J$^; ,7d/KJ^7 九. 简化
F^GNOD3J 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。
$b`nV4p 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
~dS15E4-Pp 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:
e@P(+.Ke 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
~cc }yDe +-*/&|^等
4EM+ Ye 2. 返回引用。
xt}.0dC!/% =,各种复合赋值等
O}i+1 3. 返回固定类型。
_eGYwBm 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
C:Jfrg` 4. 原样返回。
%,WH*") operator,
GL?b!4xx 5. 返回解引用的类型。
@)d_zWE operator*(单目)
LK DfV 6. 返回地址。
fg LY{ operator&(单目)
M
P8Sd1_= 7. 下表访问返回类型。
Hs)Cf)8u operator[]
?z>J7 }w*= 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
DKf(igw operator<<和operator>>
j""ZFh04 $
64up! 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。
*QQeK#$s 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
/0}Z>iK x=cucZ template < typename Left >
i D 9 */ struct value_return
]In7%Qb {
V8/4:Va7s template < typename T >
SMrfEmdH+ struct result_1
z%
bH?1^o {
3O,nNt;L{ typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
UN'n~d@~ } ;
v,iZnANZ&P 8?iI;( template < typename T1, typename T2 >
@eJ8wf] struct result_2
a,Pw2Gcid {
H$Kc~#= typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
JlYZ\ } ;
@<P2di } ;
n~UI47 wH?)ZL + ,Krq 3P 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
l/={aF7+ D^4nT,&8 下面我们来剥离functor中的operator()
Oa/zEH 首先operator里面的代码全是下面的形式:
P<IDb%W TVcA%]y{; return l(t) op r(t)
E!ndXz 59 return l(t1, t2) op r(t1, t2)
o MJ`_ return op l(t)
eyKxnBz return op l(t1, t2)
X.>=&~[ return l(t) op
X7!q/1$J return l(t1, t2) op
HThZ4Kg+ return l(t)[r(t)]
wW\[#Ku return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
Zp)=l Td $w*L'
< 很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式:
O q$_ q 单目: return f(l(t), r(t));
jRjeL'"G return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
"r46Rfa 双目: return f(l(t));
RiQ]AsTtl return f(l(t1, t2));
(6$P/k8 下面就是f的实现,以operator/为例
6C2~0b ]JkEf?;. struct meta_divide
u{DEOhtI4 {
estiS template < typename T1, typename T2 >
BP9#}{kE static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
%rb$tKk {
9nN1f@Y return t1 / t2;
36{GZDGQ }
>[Vc$[62 } ;
;p+'?%Y} N`Q.u-' 这个工作可以让宏来做:
5hmfdj6 \'Ae,q|w #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
*,JE[M template < typename T1, typename T2 > \
{V/>5pz4e static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
yU!1q}L! 以后可以直接用
AY5iTbL1 DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
6C&&="uww 来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数
ai-s9r'MI? (ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。)
7}VqXUwabx :m<&Ff} rhc+tR 下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体
|BFzTz,o u0L-xC$L template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
YTa
g|If class unary_op : public Rettype
^($'l)I {
d9$RmCHe} Left l;
J[<Zy^"Y; public :
FL{?W (M unary_op( const Left & l) : l(l) {}
r>fGj\#R = {]+t< template < typename T >
Sy VGm@ typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
Wu{=QjgY {
eMRH*MyD return FuncType::execute(l(t));
B`mJT*B[ }
U|3!ixk>>w sm-[=d%@L template < typename T1, typename T2 >
83c2y;|8 typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
QP%_2m>yhl {
r+ bGZ return FuncType::execute(l(t1, t2));
-~{Z*1`, }
U=bx30brh% } ;
>SI'Q7k M,fL(b;2 n.+'9Fj 同样还可以申明一个binary_op
wS}c\!@<, LH4A!a] template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
:$"{-n class binary_op : public Rettype
Y_CVDKdcY {
V^,gpTyv* Left l;
_4N.]jr5 Right r;
mU-2s%X<.^ public :
w5 . ^meU binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
G[mqLI{q /Q3>w -h template < typename T >
~W21%T+ typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
-UkK$wP5 {
=#u4^%i) return FuncType::execute(l(t), r(t));
-i8KJzPL f }
`0NU
c)` /u$'=!<b; template < typename T1, typename T2 >
>T[/V3Z~K typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
KdCrI@^ {
X d+H()nR return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
vb=]00c }
~Y/A]N86, } ;
tA#$q;S *|=D 0 kK=VG<
:M 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
;}+M2Ec51 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
8@rYT5e3c DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
'oIE:#b 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。
zufphS| 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
y5sH7`2+5 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。。。
tL OGj?/r 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
Gk~aTO 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)
r)|~Rs!y, 下面是修改过的unary_op
2uEI@B T!H(Y4A template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
} [#8>T class unary_op
XN<!.RCw {
Z^V;B _ Left l;
DKS1Sm6d0 j~N*T XkC public :
H=BI%Z s^zlBvr|. unary_op( const Left & l) : l(l) {}
I#MPJ@*WT fo,0NxF9 template < typename T >
Ixn|BCi60A struct result_1
*W8n8qG%T {
ZhY{,sy?QO typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
0i\>(o } ;
5}G_2<G BHY-fb@R]H template < typename T1, typename T2 >
MZ"V\6T] struct result_2
sa+
JN^[X {
lf`ULY4{ typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
t5E$u(&+'B } ;
:XY%@n ~Fb@E0 }! template < typename T1, typename T2 >
|X=p`iz1& typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
qefp3&ls {
Gt*<Awn8 return OpClass::execute(lt(t1, t2));
:z8/iD y }
zh2<!MH wK2$hsque template < typename T >
QT+kCN typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
US)i"l7:H* {
us.[wp'Sh return OpClass::execute(lt(t));
C[,h! }
^Z)7Z%
O W$jRS } ;
)"\=
_E# ~a_hOKU5 1T#-1n%[k( 该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug
DPf].i# 好啦,现在才真正完美了。
cI[i v 现在在picker里面就可以这么添加了:
gqv+|:# IER;d\_V< template < typename Right >
G
T~rr*X picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
}`L;.9 {
= -oP,$k return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
yr},pB }
p^Ey6,!8]D 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。
m u9,vH @2"uJ6o Ct `)R O h
e^{: (.$$U3\ 十. bind
5{yg 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。
}$<v 先来分析一下一段例子
Z><+4
' C5(XZscq x9F* $G int foo( int x, int y) { return x - y;}
Vl$RMW@Ds bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
~EmK;[Z bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
|\Gkhi>; 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。
N$>Ml!J 我们来写个简单的。
ulALGzPh 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
\'=svJ
对于函数对象类的版本:
)F hbN@3 VJ#ys_W template < typename Func >
tfHr'Qy BC struct functor_trait
nrE.0Ue1 {
cWnEp';. typedef typename Func::result_type result_type;
y3(~8n } ;
rWWpP< 对于无参数函数的版本:
"zw{m+7f, ]iTP5~8U template < typename Ret >
;LgMi5dN struct functor_trait < Ret ( * )() >
T^eD {
]foS.D, typedef Ret result_type;
,sj(g/hg } ;
c
k[uvH
对于单参数函数的版本:
)PR`irw 1?)h-aN template < typename Ret, typename V1 >
%ly&~&0 struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
bo/U5p {
R}(Rv3>Xx typedef Ret result_type;
uLv } ;
,r3`u2) 对于双参数函数的版本:
EQoK\.;
G~ I.t)sf, template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
DBy%"/c struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
PM@_ZJ'x {
lrPIXIM typedef Ret result_type;
NfQQJ@* } ;
6-$95.Y2 等等。。。
t(UBs-t 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
-c8h!.Q$ uWMSn template < typename Func >
.HTRvE`X struct func_return
k_1;YOBF {
D
Q4O template < typename T >
7&etnQJ{ struct result_1
CNV^,`FX {
{y{O ze typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
b!-=L&V } ;
xGOmvn^lQ v#9i| template < typename T1, typename T2 >
A~{vja0? struct result_2
L5:1dF {
]/p>p3@1C typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
pQZ`dS\ } ;
!`H!!Kg0L } ;
c;KMox/ ,WsG,Q(K guCCu2OTA% 最后一个单参数binder就很容易写出来了
4<<eqxI$| Wf?[GO template < typename Func, typename aPicker >
1e9~):C~W class binder_1
J10 /pS {
C5KUIOg Func fn;
k g(}%Ih aPicker pk;
asQ^33g z public :
modem6#x' ',Z]w;D!G template < typename T >
Z @DDuVr struct result_1
e~he#o[%a {
>C{8}Lg-. typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
6*1f -IbV } ;
$? Z}hU .LM|@OeaD! template < typename T1, typename T2 >
_`*G71PS struct result_2
//3fgoly {
ifWQwS/,a typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
"J&WH~8+N } ;
TrgKl2xfx m1K4_a)^[ binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
Z6So5r%wZ E>|fbaN-% template < typename T >
a&kt!%p: typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
mq}uq9< {
o=zl{tZV return fn(pk(t));
wqjR-$c }
r~|7paX! template < typename T1, typename T2 >
ifl
LY7j typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
dBM{]@bZ {
%"#ydOy return fn(pk(t1, t2));
{a2Gb }
3*?W2;Zw$ } ;
~USyN'5lU7 0e:j=kd)NH 6h)
&h1Yd 一目了然不是么?
c<Ud[x. 最后实现bind
1JOoICjB >`yRL[c; [k%u$ template < typename Func, typename aPicker >
$E8}||d picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
C%%gCPI^y {
sA+K?_ return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
+~1FKLu }
A58P$#)? oFzmH!&ED 2个以上参数的bind可以同理实现。
Fo0s<YlS- 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。
SgN?[r) vXM{) 十一. phoenix
39pA:3iTd Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
Q7zpu/5? #<V5sgqS for_each(v.begin(), v.end(),
=|fB":vk (
6B
b+f" do_
roi,?B_8 [
7 > _vH] cout << _1 << " , "
BEAY}P(y3 ]
Jh4pY#aF .while_( -- _1),
Gy6x.GX cout << var( " \n " )
YoK )fh$ )
9B>P Qbs );
}Q^*Zq9- "2tKh!?Q 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:
pI_:3D
xe 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
XKOPW/ operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
3_&s'sG5 那么我们就照着这个思路来实现吧:
Fl(j,B6Z 0\k{v Lv)1
)'v0 template < typename Cond, typename Actor >
$
\!OO) class do_while
$&jVEMia {
<|E*aR|M Cond cd;
VTX6_&Hc1g Actor act;
bq8h?Q public :
QM~~b=P,\ template < typename T >
ssH[\i struct result_1
IO2@^jup {
oe=1[9T" typedef int result_type;
s=K?-O } ;
u{sb^cmy 8RVRfy,w do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
Z;;A#h'%e _0ZBG( template < typename T >
(7$BF~s:, typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
Nn?$}g {
ZP0D)@8 do
+KTHZpp!c2 {
.jbxA2 act(t);
CFoR!r:X }
r&F
6ZCw while (cd(t));
4`o<e)c3 return 0 ;
\0e`sOS`L }
{=U*!`D } ;
S
C}@eA' D'% O<.m R$QhuxT| 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
g`2Oh5dA 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。
NE Zu?g 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。
|v1*
[( 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。
4#t-?5" 下面就是产生这个functor的类:
ttBqp|.?S U?5G%o(q :FmH=pI!= template < typename Actor >
Wn?),=WQ{ class do_while_actor
r{*BJi.b {
pWH,nn?w. Actor act;
I_R 6
M1 public :
;Z`R! do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
L7.SH#m `9T5Dem|# template < typename Cond >
['K}p24, picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
mGJRCK_ } ;
"];@N!dA z'"Y+EWN [1z.JfC :S 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
:"@-Bcln 最后,是那个do_
8L6b:$Y3@C kN#3HI]8 5;HCNwX class do_while_invoker
{&6i$4T {
pEW~zl public :
NQvI=R-g template < typename Actor >
DhsvN&yNM do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
)ac!@slb^7 {
_w'_l>I return do_while_actor < Actor > (act);
!*?9n^PaF }
@tJic|)x } do_;
O,NVhU7, >Ml5QO$*.q 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
OF-VVIS 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
(<e<Q~( 最后来说说怎么处理break和continue
MY}K.^4^ 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。
jCIY(/ 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 ]