一. 什么是Lambda
?hXeZB+b4 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
)$.::[pNA 在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象,
AxsTB9/ 9;L5#/E fs:%L \9Z1'W class filler
,/XeG`vk {
jIzkI)WC| public :
A$H;2T5N void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
5\?\|* WT } ;
I 19 / WPN4mEow z;#DX15Rj 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:
2!7)7wlj0 {`Jr$*; IO*}N" sb]{05: for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
t,f)!D$ 'UW(0 PXw 5 }pn5iI 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
]I+"";oQGB }u>F}mUa lVw77bZ n B5 :X 二. 战前分析
b%TS37`^[ 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。
doERBg`Jh 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
MHm=X8eg G[pDKELL Tx+Bkfj for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
p H5iv>H /* --------------------------------------------- */
|3a1hCxt vector < int *> vp( 10 );
Dm")\"5\? transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
I|`/#BYbW /* --------------------------------------------- */
&{x%"Aq/ sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
GW29Rj1 /* --------------------------------------------- */
06Irx^n int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
"L(4 EcO@ /* --------------------------------------------- */
6rx%>\UkS for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
vLc7RL /* --------------------------------------------- */
QXQ'QEG for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
e1EFZ,EcaO kPt] [1jo 6c?;-5. U:a-Wi+ 看了之后,我们可以思考一些问题:
>BDK?YMx 1._1, _2是什么?
FLqF!N\G 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。
L$Uy 2._1 = 1是在做什么?
8@}R_GZc 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。
+# 38 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。
tm"9` {x-iBg9#l2 D)]U+Qk 三. 动工
fpDx)lQ 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
#]~l]Eq gG 9e.++: %X--`91|u 5Oa`1?C1 template < typename T >
\BoRYb9h class assignment
M<A jtDF% {
;T9u$4< T value;
tR!!Q public :
DR d|m<Z assignment( const T & v) : value(v) {}
WT-BHB1 template < typename T2 >
)*b
dG'}
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
*Y4[YnkPE } ;
Mdj?;'Yv yU e7o4Zm Rr9K1io$) 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
l@h|os 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
MM+xm{4l gJ;
*?Uq( Ew&pwsQ $,mljJSQv class holder
efc<lSUR {
?)Psf/ public :
-w[j`}([P9 template < typename T >
C\Y%FTS: assignment < T > operator = ( const T & t) const
h~!KNF*XW {
>nqDUGnEo> return assignment < T > (t);
v>p UVM }
&gP/<!# } ;
*an^
0 L,(H(GeX 3U_-sMOB| 由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上:
,n}h_ct >q}Ns^ .' static holder _1;
d4 Hpe> Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
'=M4(h rx$B(z(c for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
+b9gP\Hke 而不用手动写一个函数对象。
N=JZtf/i -L.U4x pG|+\k/B *2?-6 四. 问题分析
y1oQ4|KSI 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。
^`HP&V 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。
2"'<Yk9 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
?!uj8&yyf 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
tK|jh 下面我们可以对这几个问题进行分析。
pX\Y:hCug *_qW;l7 五. 问题1:一致性
1TOT}h5 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?|
! H^,p$`[i 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
5t,W'a_ o_(@v2G` struct holder
O/?Lk*r {
b3zxiq
x //
s`Y8&e.Yr template < typename T >
-msfiO T & operator ()( const T & r) const
\8KAK3i' {
+ YjK# return (T & )r;
rryC^Vma }
*ommU(r8 } ;
2b[R^O} qwERy{]Sp; 这样的话assignment也必须相应改动:
:4 &q2- 'l&),]|$) template < typename Left, typename Right >
&e-MOM2& class assignment
$4*wK@xu {
.# Jusd Left l;
FC+}gJ(q Right r;
6]Vf`i public :
"f1`6cx6 assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
[myIcLp^aP template < typename T2 >
T>!Y-e.q T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
/qKO9M5A } ;
y3,'1^lA q2pq~LI 同时,holder的operator=也需要改动:
0m,3''Q5lO RRasX;zK template < typename T >
0sQt+_Dl%L assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
S260h,(, {
@_ZE_n return assignment < holder, T > ( * this , t);
w[/_ o,R }
;b-d2R 0-=PP@W 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。
|e]2 >NjQa 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
#77p>zhY jQV.U~25Q return l(rhs) = r;
5LkpfmR 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。
cl'#nLPz; 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
k;fy8 C{5bG=Sg~ template < typename Tp >
R9!GDKts% class constant_t
@[s+5_9nk {
Yp;6.\Z8[ const Tp t;
mF6 U{= public :
5, j&-{0W constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
BJL*Dihm[ template < typename T >
2qN|<S& const Tp & operator ()( const T & r) const
(L2:|1P) {
-J`VXG:M return t;
2JMMNpya }
fbjT"jSzw } ;
N!TC}#}l 88}=VS 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
,P T5-9 m 下面就可以修改holder的operator=了
l>J>?b=x"[ JDI1l_Ga template < typename T >
:
U Yn assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
*%(BE*C} {
[%1 87dz:D return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
0C,2gcq }
w]&
o]VP JtB]EvpL} 同时也要修改assignment的operator()
;
*@lH%u NCKhrDd& template < typename T2 >
xc&&UKd T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
$ lC*q 现在代码看起来就很一致了。
H;=JqD8` gE}+`w/X 六. 问题2:链式操作
`nvm>u~[Hq 现在让我们来看看如何处理链式操作。
Xh[02iL- 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。
7R{(\s\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。
($vaj; 比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。
b14WIgjsl 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
Ibbpy++d[ Z7Gl^4zn template < typename T >
d$;1%rRj8 struct result_1
v<Ozr:lL {
|#Q4e51H typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
#% 1|$V*: } ;
/ll2lyS+ (pud`@D;[ 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:
$yi[wwf4 ,5 ylrE template < typename T >
Tg-HR8}X struct ref
g(b:^_Nep {
PAcbC|y typedef T & reference;
br[n5 } ;
~t,-y*= template < typename T >
P*kKeMl struct ref < T &>
DH*=IzcJf {
vp_$Ft-R typedef T & reference;
).8i*Ys,: } ;
yaw33/iN >+3tOv3: 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
p&O-]o8 [? 1m6u; template < typename T >
_]/&NSk typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
M6MtE_E {
f:K3 P[| return l(t) = r(t);
}vof| (Yh }
"x"y3v' 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。
h{BO\^6x 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
6tDCaB _XP3|E;I/ 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
pRTdP/(OQ _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
Sd\+f6x _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
b- FJMY +5 调用divide的对象返回一个add对象。
'y<<ce* 最后的布局是:
3v:c".O2O Add
J_tI]?jrU / \
l4LowV7 Divide 5
%
QKlvmI" / \
uTq)Ets3 _1 3
M?FbBJ`sF 似乎一切都解决了?不。
`BGU 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。
a=%QckR* 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。
n~e#Y<IP\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:
NW*qw q
(r!d4 template < typename Right >
Fu/{*4 assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
=JK# "' Right & rt) const
|TE\ ] {
6Y-sc*5 return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
SaA9)s }
i(pevu 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
|#rP~Nj) 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。
<zdo%~ba 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。
h5>38Kd 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。
{zj<nu 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。
-g6C;<Y 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?
{W5D) 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:
KDW=x4*p TXDb5ZCzM template < class Action >
j1hx{P' class picker : public Action
%x5zs ]4^ {
,VTX7vaH public :
yS2[V,vS7 picker( const Action & act) : Action(act) {}
SB<09|2 // all the operator overloaded
A[mm_+D> } ;
F,l%SQCyj (qQ|s@O 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。
5(}Qg9% 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:
A!\-e*+W= K7
N)VG template < typename Right >
i)[8dv picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
G._E9 {
Dqu][~oQ return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
LmA I vEr }
<s737Rl SA'c}gP Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
oO8opS7F 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。
)b_
GKA
` ::Nhs/B/ template < typename T > struct picker_maker
7Hm/g {
"k%B;!We) typedef picker < constant_t < T > > result;
9"TPAywd } ;
n;5;D template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
`=B0NC.3 {
j & x=?jX typedef picker < T > result;
;&9A
Yh. } ;
*z{.9z` _?IP}} jA: 下面总的结构就有了:
)ZP-t!).G# 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。
8pQ:B/3= 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。
i H^Gv * picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
+ mqz)-x 至此链式操作完美实现。
^^{gn3xJ ,svj(HP$ K#LG7faj 七. 问题3
RlH~<|XK 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。
nLfITr|5 ]rs7%$ZW template < typename T1, typename T2 >
H|K}m,g ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
;%V%6:5 {
yN Bb(!u return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
D]h~\ }
= Nd&My 6}>:sr 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:
-1>$3-ur~ 8UANB]@Y} template < typename T1, typename T2 >
9j6 struct result_2
wB0zFlP {
.vbUv3NI typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
p7YfOUo
k } ;
S/XkxGZ2 Gw;[maM!%` 显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢?
!83N.
gN 这个差事就留给了holder自己。
KC`~\sYRN] f4k\hUA c_33.i"I} template < int Order >
`PY>p!E class holder;
u,rieKYF template <>
o@d+<6Um class holder < 1 >
[9O,C-Mk {
3V"y|q public :
o5 fXe}pl@ template < typename T >
A`D^}F6 struct result_1
rLfhm
Ds%u {
.$k2.-k typedef T & result;
m R? } gR } ;
nO d'$q template < typename T1, typename T2 >
DsY$ struct result_2
PI~W6a7p {
zz4.gkU typedef T1 & result;
ppBIl6 } ;
7JedS template < typename T >
m#(tBfH[ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
e0#/3$\aSV {
2[*r9%W return (T & )r;
VS:UVe }
A/xWe template < typename T1, typename T2 >
OEkx}.w typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
iSZiJ4AUq {
l/JE}Eg( return (T1 & )r1;
"?lm`3W" }
l u^fKQ } ;
2`o}neF{ J01Y%W template <>
#e!4njdM class holder < 2 >
&d`z|Gx9 {
wK7wu. public :
:jFKTG
template < typename T >
!"dbK'jb^ struct result_1
SQZUkKfb {
u
I \zDR typedef T & result;
||lI_B } ;
.o2]ndT/J template < typename T1, typename T2 >
[;Q8xvVZ' struct result_2
_V9 O,"DDc {
tkG0xRH typedef T2 & result;
bs%lMa.o } ;
xF+a.gAIb template < typename T >
2ja@NT typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
M=!RJ%6f {
u7e g:0Y return (T & )r;
e*Gm()Vu, }
o@o6<OP^ template < typename T1, typename T2 >
myVV5#{ typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
9Q#eu~R {
@[qGoai return (T2 & )r2;
Q/%(&4>'y }
EzDj,!!<w } ;
',MiD=_ l#FW#`f vFK&63 新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
7H-,:8 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
P~)ndaQ 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
<&?gpRK GnE%C2L- return l(i, j) = r(i, j);
R?Dbv'lp> 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
~ E)[!y K8`M~P. return ( int & )i;
x*~a{M,h return ( int & )j;
cm8-L[>E 最后执行i = j;
7-oH >OF^ 可见,参数被正确的选择了。
rpgr5> 5dVSir brkR,(#L3 1`tE Hu. LvJ')HG 八. 中期总结
D<rO:Er?*a 目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事:
'JBf*p". 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
FTy`#*7Ul 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
x9#>0
4s 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
+$#YW5wy '8NKrI 1@nGD<,. ob v5|X=B>&> y@;4F n/ 九. 简化
oh '\,zpL 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。
LF'M!C9| 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
yJaQcGxE" 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:
gc:qqJi)X 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
Lc|5&<8ZG1 +-*/&|^等
];waK2'2 2. 返回引用。
.(Gq9m[~8H =,各种复合赋值等
o0~+%& 3. 返回固定类型。
IED7v 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
~-,P1u! 4. 原样返回。
rSIb1zJ operator,
8@)/a 5. 返回解引用的类型。
Hp_3BulS< operator*(单目)
4]N`pD5 6. 返回地址。
APT'2-I_ operator&(单目)
T/
CI?sn 7. 下表访问返回类型。
s D]W/ operator[]
Mj&f7IUO 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
b9[KdVsT6^ operator<<和operator>>
[_jTy;E TqNEU<S/t 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。
yA%(!v5UT 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
EO'[AU% ~ vgzNT4o template < typename Left >
Y8I$JBO struct value_return
A/W-'%+` {
(lhbH]I template < typename T >
P5ii3a?R struct result_1
X6mY#T'fQ {
|X9YVZC typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
K1Tq7/N } ;
`zHtfox! A6'G%of
template < typename T1, typename T2 >
Urhh)i struct result_2
=5E G}@ {
Ga-AhP typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
"Hmo`E B0 } ;
/xjHzva^ w } ;
J{=by]-rD, --0z"`@{ ,UQ4`Mh^L 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
}XCHoB ;m}lmq, 下面我们来剥离functor中的operator()
da3]#%i0 首先operator里面的代码全是下面的形式:
$4`RJ{ZJw] _pQ9q&i4 return l(t) op r(t)
guv)[:cd; return l(t1, t2) op r(t1, t2)
Vtm5&- return op l(t)
:N#gNtC)b return op l(t1, t2)
raGov` return l(t) op
GEq?^z~i return l(t1, t2) op
9)sGnD; return l(t)[r(t)]
'$~9~90?Z return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
#;U_ L`q 5AR\'||u 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:
?Zu=UVb 单目: return f(l(t), r(t));
u0h {bu return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
VAc-RaA 双目: return f(l(t));
g% :Q86u return f(l(t1, t2));
GmN} +( 下面就是f的实现,以operator/为例
FqiCzP4 w}<BO>
z struct meta_divide
\LRno3 {
A>^\jIB> template < typename T1, typename T2 >
i% k`/X; static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
3|%Q{U {
>`8r 52 return t1 / t2;
s4lkhoN\t }
\$s<G|<P } ;
Py6c=&* Zi/l.=9n 这个工作可以让宏来做:
$O&P@8:Z o[^% 0uVF #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
6}2vn5 E// template < typename T1, typename T2 > \
,U2
/J static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
J0w[vrs&] 以后可以直接用
3A]Y=gfa DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
\`r5tQ r 来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数
BCF-lrZ& (ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。)
a3
wUB aT"q}UTK =LuH:VM& 下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体
yowvq4e fR!'i):u template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
R{kZKD= class unary_op : public Rettype
wQ[~7 ,o {
b mZRCvW>A Left l;
Yd lXMddE public :
{Q^P< unary_op( const Left & l) : l(l) {}
]*U\ gm% D M{7x77 template < typename T >
lu_ y 9o^ typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
D0=D8P}H: {
=jip* E^ return FuncType::execute(l(t));
,JRYG<O_T }
-]\%a=] L.lmbxn template < typename T1, typename T2 >
R3wK@D typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
X!,P] G {
0U ?1Yh7
m return FuncType::execute(l(t1, t2));
mkTf}[O }
|4pE"6A } ;
(w?@qs! ^~|P[} _;$VH4(BI 同样还可以申明一个binary_op
+60zJ4 &fq-U5zH template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
{
dw m>a class binary_op : public Rettype
5NbI Vz {
l%.3hId- Left l;
}m/aigA[1 Right r;
9*RfOdnNe public :
=(K;z9OR binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
m C_v!nL. tTe\#o` template < typename T >
&CF74AN# typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
cysYjuI i {
F4>}mIA return FuncType::execute(l(t), r(t));
il\#R%';5 }
Lo @mQ 0@{K'm/ template < typename T1, typename T2 >
X !NH?0) typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
;2kiEATQ
1 {
UL$^zR3%d return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
"lx}. }
o\1"ux;b } ;
jwyJ=W- ;o_4)+} .
[+ObF9= 很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
Y(78qs1w 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
37x2fnC DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
d"uR1rTk 那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
FVT_%"%C9 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
]pl g@ 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
T/MbEqAf 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
KQaw*T[Q3w 这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan)
fyYT #r 下面是修改过的unary_op
c^}gJ cG6Q$ template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
8V`r*:\ class unary_op
}4ijLX>b {
'g^;_=^G Left l;
9
Bz~3 M' "S: public :
ueZ `+g~gg 5[]7baO)h1 unary_op( const Left & l) : l(l) {}
zv||&Hi .Gh-T{\V' template < typename T >
thOQcOf0$ struct result_1
0XSZ3dY&+ {
;n00kel$ typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
EN` --^ } ;
QL"fC;xUn, 3X89mIDr template < typename T1, typename T2 >
&Ph@uZ\ struct result_2
B-|:l7
{
0Q_AF`" typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
;:vbOG#aSN } ;
k]lM% Yb]eWLv template < typename T1, typename T2 >
*5hg}[n2 typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
!h}x,=`z/ {
]}i_Nq W) return OpClass::execute(lt(t1, t2));
V9I5/~0c }
Dsw(ti`@ f}Eoc>n template < typename T >
L9Z:>i? typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
L qMH]W {
%L:e~* return OpClass::execute(lt(t));
LtJ$ZE^GB }
G?&0Z++ jAfUz7@ } ;
AVGb;)x# NjMbQM4 }=?kf3k 该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug
`22F@JYN 好啦,现在才真正完美了。
F4M<5Yi 现在在picker里面就可以这么添加了:
=S4_^UY; j5|PQOK template < typename Right >
0rxlN
[Yp picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
q%bNT {
L:IaJ?+? return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
fJn;|'H! }
;3h[=hyS 有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。
OvX z+C, Ry,_%j3 aU<0<Dx ow:c$Zq y;keOI! 十. bind
>#Y8#-$zc 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。
%g^dB M# 先来分析一下一段例子
k+5:fB)z "uDLty?*k $^INl0Pg int foo( int x, int y) { return x - y;}
zC(DigN bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
]t\fw' bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
Mou>|U1e" 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。
|#^u%#'[2 我们来写个简单的。
"KcSOjvJ 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
Z=|:D,& 对于函数对象类的版本:
8RVNRV@g% 2shr&Mfp[ template < typename Func >
m@;X%wf<U struct functor_trait
UN'hnqC {
67+ K
?!, typedef typename Func::result_type result_type;
gs_"H } ;
Os?G_ziIB 对于无参数函数的版本:
kn 5q1^ m4<8v template < typename Ret >
usZmf=p-r struct functor_trait < Ret ( * )() >
UtIwrR[ {
QzT )PtX typedef Ret result_type;
;-~Wfh+ } ;
'vgw>\X( 对于单参数函数的版本:
?y>xC|kt eG72=l)Mz template < typename Ret, typename V1 >
yeFt0\=H struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
$u|p(E:* {
4Smno%jq typedef Ret result_type;
KXL]Qw FN } ;
#*BcO-N 对于双参数函数的版本:
QKL5!
L9` 30-XFl template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
#.$p7] struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
rtS(iD@B" {
YT+fOndjaF typedef Ret result_type;
UO5^4 } ;
G5|xWeNgA 等等。。。
ld-c? 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
5u'"m<4 ^Jcs0c
@\ template < typename Func >
,DqI> vx| struct func_return
n,hHh=.Fu {
{xi$'r template < typename T >
t/yGMR= struct result_1
_}:9ic]e {
]sE~gro typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
(NyS2` } ;
,
?WTX 1@"eeR template < typename T1, typename T2 >
DPw"UY: struct result_2
w6+X{ {
\CM/KrCR typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
Ytm t+9 } ;
EjV,&7o) } ;
iIA5ylf{E dms R>Q ..UmbJJ.u 最后一个单参数binder就很容易写出来了
tu#VZAPW@ sn
'#]yM template < typename Func, typename aPicker >
+v2Fr} class binder_1
dy-m9fc6% {
&, hhH_W Func fn;
5&D)W>{d aPicker pk;
q+.DZ
@ public :
%*>=L$A !e*Q2H+ template < typename T >
Pni
struct result_1
t%Vc1H2} {
$`(}ygmP typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
"
|[w.` } ;
b?jRA^ %Ui&SZ\ template < typename T1, typename T2 >
'e_^s+l)a struct result_2
{" S"V {
tPIT+1. ]z typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
xgn@1.}G } ;
~J^Gzl !FX0Nx=oi binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
7pH(_-TF |&`NB| template < typename T >
}]$%aMxy T typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
vz#VW {
Vcz ExP return fn(pk(t));
w{f!t8C*s }
<k-&Lh:o3 template < typename T1, typename T2 >
=o^oMn typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
8ME_O~,N {
2~Z P[wr return fn(pk(t1, t2));
Ch%W
C, }
57k@]3
4 } ;
kA1]o |6'(yn I:CnOpR>A 一目了然不是么?
mYJ%gdTpo 最后实现bind
srXGe`VL HhDiGzOSi Tjma'3H*T0 template < typename Func, typename aPicker >
eu@hmR8T picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
WF,<7mx=- {
c?A(C#~
z return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
<^snS,06 }
\W=~@k ~CIA6& 2个以上参数的bind可以同理实现。
wvBx]$SC 另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。
CE]0OY 6My=GByC 十一. phoenix
xy)Y)yp Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
u&yAMWl 43-mv1>. for_each(v.begin(), v.end(),
PeGA+0bm (
92!1I$zi do_
Wjc1 EW!2x [
6SI`c+'@5 cout << _1 << " , "
{XH!`\ ]
@8E mY,{; .while_( -- _1),
8z0j}xY% cout << var( " \n " )
M]4qS('[ )
,r~pf(nz );
teH.e!S 4Xi
_[
Xf 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:
S+Z_Qf 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
GEj/Z};;[b operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
\ofWD{*j 那么我们就照着这个思路来实现吧:
by!1L1[JTt j oDY ts%XjCN[ template < typename Cond, typename Actor >
WP[h@#7< class do_while
1Z%^U ? {
#$7d1bx Cond cd;
Xu\FcQ{ Actor act;
12qX[39/ public :
BwMi@r
= template < typename T >
s\2t|d
struct result_1
VM=A#} {
uJ<nW%} typedef int result_type;
{JTO
Q 8& } ;
TbX#K:l e/hA> do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
f'&30lF Br^4N9 template < typename T >
tS#=I.ET typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
&XAG|
# {
nAIV]9RAZ% do
29 {Ep {
0,$eiY)u$ act(t);
Z Ear~ }
{=mf/3.r while (cd(t));
K"4m)B~@Y return 0 ;
Lt`d
{s }
#tX\m; } ;
iR}3 [ _`3'D`s ;[@);-9q 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
F/,K8<|r> 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。
4)MKYhm 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。
=)_9GO 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。
v0uDL7 下面就是产生这个functor的类:
Mh
[TZfV IIrh|>d_7 4@ EY+p template < typename Actor >
mHCp^g4Q class do_while_actor
(Z(O7X(/ {
8T"C] Actor act;
yF2|w=! public :
tg =ClZ- do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
^w]N#%k\H 6{Y3-Pxg template < typename Cond >
.}IxZM[}D picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
^6R
Sbi\ } ;
@
3n;>oi -M=#U\D *Iy5 V7`KU 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
,liFo.kT8% 最后,是那个do_
w_zUA'n+ ZqT8G qyi5j0)W class do_while_invoker
B=)&43)\ {
>f)/z$
qn public :
eh4` a<gC template < typename Actor >
\"r84@< do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
]?KTw8j} {
MR4e.+#E return do_while_actor < Actor > (act);
_cPGS=Ew }
yTt,/+I%gJ } do_;
\l)Jb*t EFpV 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
2cv!85 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
g-G;8x'n 最后来说说怎么处理break和continue
\3nu &8d 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。
Kf=6l#J7 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 ]