一. 什么是Lambda
$}<e|3_ 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
mGg+.PFsM 在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象,
i5@z< \ dJNe+
MB`
n<R?ffy "'?>fe\qG class filler
^9:Z7 >Z {
59;KQ public :
wgGl[_) void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
Y\g3hM } ;
^RIl PtiOz
:zV U26}gT) 这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决:
5vnrA'BhBU 4zFW-yy @?]RBX?a A;?|&`f for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
RPL:- P.9>z7l{ lA8`l>I 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
]Gq !`O1 ml
}{|Yz A_q3KB!$=+ U9MxI%tb 二. 战前分析
((M>s&\y*Y 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。
AFE~
v\Gz 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
d<P\&!R( NyNXP_8 ' %o#q6O for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
mxdr,Idx /* --------------------------------------------- */
O)r4?<Q vector < int *> vp( 10 );
WOL:IZX% transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
sdw(R#GE /* --------------------------------------------- */
=]0&i]z[. sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
v0.#Sl- /* --------------------------------------------- */
BR;D@R``} int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
t'k$&l}+ /* --------------------------------------------- */
3AN/
H for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
I^$fMdT /* --------------------------------------------- */
smo~7; for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
B
\2SH%\ onxLyx|A toC^LZgZ_6 L)
T (< 看了之后,我们可以思考一些问题:
Qh\60f>0 1._1, _2是什么?
PB\x3pV!} 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。
Z4
=GMXj 2._1 = 1是在做什么?
Z"fJ`-- 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。
Qd3 j%( 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。
Wg]Qlw`\| 9CD_os\h Y`a3tO=Pd 三. 动工
{F.[&/A 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
ye5&)d"fa( E$p+}sP(C *b\t#meS& I9ep`X6Y template < typename T >
&gx%b*;`L0 class assignment
Qq|57X)P* {
f(MO_Sj] T value;
@|YH|/RF public :
JT_ `.( assignment( const T & v) : value(v) {}
: eVq#3} template < typename T2 >
A6(/;+n T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
,Ko!$29[ } ;
9q~s}='" +ksVtG, $yNS
pNmT0 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
tK\~A,= 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
E hMNap}5" z-)O9PV Lw>N rY(Y BnasI;yWb class holder
wz%NbLy- {
*gWwALGo5 public :
$-sHWYZ template < typename T >
Uz]|N6` assignment < T > operator = ( const T & t) const
YNi.SXH {
#QMz<P/Gl6 return assignment < T > (t);
)\$|X}uny& }
97!;.f- } ;
+52{-a,> -nV9:opD {_v#~595 由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上:
*0=j?~& W7nw6;7= static holder _1;
ZPYS$Ydy Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
9x=Y^',5 6T`i/". for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
bOY |H~ 而不用手动写一个函数对象。
d7bS
wL i=2N;sAl P5ywhw- 3(80:@| 四. 问题分析
f4|rVP|x 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。
qUb& 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。
t"oeQ*d% 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
92oFlEJ 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
8KzkB;=n 下面我们可以对这几个问题进行分析。
}k.Z~1y ncT&Gr 五. 问题1:一致性
'6%2.[o 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?|
`e}B2;$A3 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
K]w'&Qm8W "3Y0`&:D struct holder
ey$&;1x#5 {
6.yu-xm //
x7 ,5 template < typename T >
tc_ 3sC7jN T & operator ()( const T & r) const
- 1gVeT& {
.(k|wX[Fu~ return (T & )r;
%d9uTm; }
>i?oC^QM } ;
O?#7N[7 @`9]F7h5W 这样的话assignment也必须相应改动:
wN~_v-~*Q .HABNPNg( template < typename Left, typename Right >
V(!V_Ug9. class assignment
$/Uq0U {
a0)QH Left l;
!R`{ TbN Right r;
~*];pV]A[ public :
$6R-5oQ assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
5]:U9ts# template < typename T2 >
j^RmrOg, T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
NC6&x=!3 } ;
H3-hcx54T e~"U @8xk~ 同时,holder的operator=也需要改动:
;#< 0< 19%imf template < typename T >
\1M4Dl5! assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
0?|<I{z2 {
NL+N%2XG7 return assignment < holder, T > ( * this , t);
wi{3/ }
O+x!Bg7 +X
88;- 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
yyTnL 2Y9 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
]u/sphPe h^P#{W!e\ return l(rhs) = r;
;L ^o*` 在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
`r 4fm`< 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
XC#oB~K' aV0"~5 template < typename Tp >
]\HvK CN} class constant_t
b4Ekqas {
6[AL|d
DK const Tp t;
KLk~Y0$:v public :
N?`' /e constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
nQ3A~ () template < typename T >
:e+jU5;]3 const Tp & operator ()( const T & r) const
<<O$ G7c {
*wjrR1#81x return t;
-M#Wt`6A }
$M:*T.3 } ;
C\hM =% o.`5D%}i 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
sU^1wB
Rj 下面就可以修改holder的operator=了
(+hK%}K> KD.]i' d< template < typename T >
y$M%2mh` assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
=:U`k0rn! {
+:/%3}` return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
:7;@ZEe }
H3oFORh "_?nN"A7 同时也要修改assignment的operator()
pEz_qy[# _+3::j~;m template < typename T2 >
0JujesUw( T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
Zx>=tx} 现在代码看起来就很一致了。
\o3gKoL% M X]n& 六. 问题2:链式操作
ba9?(+i$h 现在让我们来看看如何处理链式操作。
?:9"X$XR 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。
8zq=N#x 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。
*|HY>U. 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。
)0k53-h& 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
}c:M^Ff 3Tm+g2w2V8 template < typename T >
d2L&Z_} struct result_1
I)HPO,7 {
3=V&K- typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
'dc#F3 } ;
1Ai^cf:S b%c9oR's^ 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:
cso8xq|b7 tfWS)y7 template < typename T >
%\:Wi#w> struct ref
dqcL]e {
@>7%qS typedef T & reference;
`">= } ;
MiX 43Pk] template < typename T >
4Wp=y struct ref < T &>
uhq8 {
,<X9 Y2B typedef T & reference;
|6y } ;
Rf% a'b "$vRMpW: 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
0<*<$U xD=csJ'( template < typename T >
?Z} &EH typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
EKN~H$. {
\z ) %$#I return l(t) = r(t);
JK]PRDyD }
%@Jsal' 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。
MnHNjsO# 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
ue>D7\8 /g.U&oI]D 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
ksm~<;td _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
,`sv1xwd _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
I(
Mm?9F +5 调用divide的对象返回一个add对象。
K@%].: 最后的布局是:
z{r}~{{E Add
HK%7g / \
Pc]HP Divide 5
^=*;X;7 / \
]I6 J7A[ _1 3
&xExyz~` 似乎一切都解决了?不。
A":T1s 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。
@PIp*[7oC 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。
8xMX 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:
@'|~v<<WZ 6wg^FD_Q template < typename Right >
f?)-}\[IR{ assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
@E8+C8' Right & rt) const
HE\K@3- {
[_:nHZb return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
)YI(/*+] }
A?0Nm{O;3v 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
O33`+UV"W 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。
^kSqsT" 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。
0IWf!Sk
] 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。
Gp\
kU:}& 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。
4{Z)8;QX 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?
h>bx}$q 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:
4b`=>X;W .eC1qWZJpd template < class Action >
UL9n-M= class picker : public Action
[.}oyz;}N {
TJ*T:?>e public :
\^1E4C\": picker( const Action & act) : Action(act) {}
. 'yCw#f // all the operator overloaded
$`'/+x"% } ;
M'l ;: OB}Ib] Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。
yF/j Fn 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
Ht&YC<X &>}5jC.I template < typename Right >
I*^Ta{j[ picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
-DAlRz#d, {
9Gz=lc[!7 return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
=?`c=z3~i$ }
]]Ufas9 i{qgn%#}Y Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
9o!Bzy+_ 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。
|gY^)9ei 8a"%0d# template < typename T > struct picker_maker
xe$_aBU {
,"0:3+(8; typedef picker < constant_t < T > > result;
Q=dy<kg'] } ;
>`D:-huNeE template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
7IM@i>p% {
yaV|AB$v typedef picker < T > result;
{(?4!rh } ;
pmYHUj
# !Xw5<J3L- 下面总的结构就有了:
(C)p9-, 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。
|sZHUf_ 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。
f|oh.z_R picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
f`66h M[ 至此链式操作完美实现。
9(<@O%YU Yu`~U,m r:TH]hs12+ 七. 问题3
wwcBsJ1{ 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。
^LzF@{ G _h1mF<\ X^ template < typename T1, typename T2 >
7 Fsay+a ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
@9|hMo {
PeEj&4k return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
U,1-A=Og{o }
={Qi0Pvt J<lO=
+mg 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:
oe~b}: q-d:TMkc template < typename T1, typename T2 >
Y`wSv NU struct result_2
7E!5G2XX~~ {
cQ_Hp
<D typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
"5$B>S(Q } ;
UJ6v(:z< eb$#A _m 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?
~WV"SaA)*U 这个差事就留给了holder自己。
1[-tD0{H JOBhx)E [z9Z5sLO template < int Order >
'@P^0+B!(. class holder;
y1L,0 ] template <>
}\k"n{!" class holder < 1 >
A\5L
7 {
C$)onk public :
,~W|]/b<q template < typename T >
x'R`.
!g3 struct result_1
Od)C&N=y {
9(wK@ typedef T & result;
Wo=jskBrQ } ;
`Ryp% Bn template < typename T1, typename T2 >
<1M-Ro?5k struct result_2
Aq7osU1B {
@7n"yp*" typedef T1 & result;
j"Pv0tehw } ;
h@@=M template < typename T >
Jxm.cC5z. typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
NQ2E {
D.XvG _ return (T & )r;
FzC'G57Kl }
GWip-wI template < typename T1, typename T2 >
KKf typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
P7/X|M z {
FaJ &GOM, return (T1 & )r1;
M\Kx'N }
z2>lI9D4V } ;
iOO)Q\ jo@J}`\Zt template <>
)53y
AyP class holder < 2 >
.kfIi^z {
H$4:lH&( public :
!%0 *z template < typename T >
IPo?:1x]s struct result_1
2jhxQL {
1|wL\I typedef T & result;
f&
' } ;
N87B8rDl template < typename T1, typename T2 >
?FcAXA/J{ struct result_2
cExS7~* {
*;*r8[U}q typedef T2 & result;
rw
#$lP } ;
J-hbh template < typename T >
&:)Wh[ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
'!$Rw"K. {
c!9nnTap return (T & )r;
V "h
+L7T }
@;RXLq/8 template < typename T1, typename T2 >
V~5jfcd typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
aw42oLk {
}`~+]9< return (T2 & )r2;
|
%Vh`HT }
XOS[No~ } ;
kZ3ThIk% ,nm*q#R,0 [q #\D 新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
C~iL3Cb 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
z' >_Mc6 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
n6a`;0f[R HC,Se.VYS return l(i, j) = r(i, j);
E~oOKQ5W 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
pIX`MlBdF ?(i{y~ return ( int & )i;
*!7O~yQ return ( int & )j;
d-dEQKI?; 最后执行i = j;
N<injx 可见,参数被正确的选择了。
e**qF=HCw [HZv8HU| 6,{$J 0KOgw*>_ /s}}&u/ 八. 中期总结
G<v&4/\p`M 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:
~M4; 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
%8~NqS|= 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
ZExlGC 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
TbW38\>.R jtc]>]6i NHZz _a= 9mTJ|sN:e hZ ;MdlwQ$` 九. 简化
dNeVo|Y~h 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。
$ gS>FJ 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
}Kbb4]t|" 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:
B,epzI 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
:&9s,l +-*/&|^等
DlMW(4( 2. 返回引用。
81
sG =,各种复合赋值等
x+@rg];m 3. 返回固定类型。
N5b!.B x-w 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
Ej8^Zg 4. 原样返回。
iqQD{SRt{ operator,
v #j$; 5. 返回解引用的类型。
&FN.:_E operator*(单目)
ckE-",G 6. 返回地址。
_>X+ZlpU: operator&(单目)
0^K"> 7. 下表访问返回类型。
YglmX"fLf operator[]
<B6H. P = 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
dVT$ VQg operator<<和operator>>
@QP z#- M:B=\&.O 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。
338k?nHxv 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
n8ZZ#}Nhg q'Tf,a template < typename Left >
'@k+4y9q? struct value_return
X?qK0fS {
-4{<=y?"a template < typename T >
LuvY<~u struct result_1
(V67`Z ) {
.jjG(L typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
JYbL?N } ;
Vb]=B~ ^` x)O!["'" template < typename T1, typename T2 >
D7Q$R:6| struct result_2
>jc [nk {
]K,Tnyp typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
KF!Yf\ } ;
Od,qbU4O } ;
fSvM(3Y<Qh Uf;^%*P4 R|87%&6'] 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
K} X&AJ5A _TQj~W< 下面我们来剥离functor中的operator()
@>Km_Ax 首先operator里面的代码全是下面的形式:
-Cc^d!:: ^ Q ? return l(t) op r(t)
CU2*z(]& return l(t1, t2) op r(t1, t2)
_H7x9
y= return op l(t)
#( 146 return op l(t1, t2)
'$]97b7G return l(t) op
>$/>#e~ return l(t1, t2) op
mLLDE;7|} return l(t)[r(t)]
]:k/Y$O2 return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
C7ScS"~ 84zSK)=Y 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:
B!L{ 单目: return f(l(t), r(t));
rlSeu5X6 return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
<
!C)x 双目: return f(l(t));
['tY4$L( return f(l(t1, t2));
4*cEag 下面就是f的实现,以operator/为例
w;:*P }-2 2XYh struct meta_divide
nB SYsp{ {
tpQ(g% template < typename T1, typename T2 >
YWO)HsjP static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
bI9~jWgGp {
~H<6gN<j(. return t1 / t2;
+.b,AqJ/ }
.2Elr(&*h } ;
b&N'C9/8 9x9 T<cx 这个工作可以让宏来做:
u(F_oZ~ 9ZsVy #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
w4{<n/" template < typename T1, typename T2 > \
paE[rS\ static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
3J|F?M"N7 以后可以直接用
nRZ]z( b DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
8COGsWK 来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数
By",rD- r (ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。)
:v&$o'Sak |a`Sc% u$Jz~:=, 下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体
j[G )e=D(qd template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
;rGwc$?| class unary_op : public Rettype
cj|80$cSA {
U-(01- Left l;
Kaqc74Mv public :
Vl=l?A8 unary_op( const Left & l) : l(l) {}
a;qryUyG =M[bnq*\ template < typename T >
PQSP& typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
qUW!
G&R {
4=.89T#< return FuncType::execute(l(t));
m{cGK`/\ }
_Gi4A UapC"XYJ template < typename T1, typename T2 >
aU "8{ typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
li'YDtMKCY {
JWhdMU return FuncType::execute(l(t1, t2));
:tB1D@Cb6 }
c&?m>2^6 } ;
/}fHt^2H 8hz^%vm G kl71VX 同样还可以申明一个binary_op
%i9E @EV GxI!{oi2 template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
U}e!Wjrc class binary_op : public Rettype
PI:4m%[ {
e L^|v Left l;
)D5"ap]fX Right r;
$m{:C;UH public :
vzs)[AD binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
8f)?{AX0 Fg5kX template < typename T >
kYqU9cB~ typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
6azGhxh {
2Aazy'/ return FuncType::execute(l(t), r(t));
~Z?TFg
}
L:pYn_ qYjce]c template < typename T1, typename T2 >
2W96Zju\ typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
%Ycy{` {
qn<|-hA* return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
R'bTN|Cq }
+\c5]` } ;
^T;*M_ :bu/^mW[ P}y +G| 很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
+>Qq(Y 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
.
y-D16V DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
%S@ZXf~: 那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
^& tZ 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
9N%We|L,c 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
n.`($yR_ 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
h-#6av: 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)
nwB_8mN| 下面是修改过的unary_op
QT<
}]
0 u<6<iD3y template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
J!v3i*j\ class unary_op
iwZPpl"; {
F3v!AvA| Left l;
x=hiQ>BIO0 pMx*F@&nU public :
I {S;L 0[NZ>7wqMZ unary_op( const Left & l) : l(l) {}
M=.n7RY- <CYd+! ( template < typename T >
?cBwPetp struct result_1
DnMwUykF>0 {
av}k)ZT_ typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
<
Mn ; } ;
SO|NaqWa [fya)} template < typename T1, typename T2 >
@Q
]=\N: struct result_2
yYIf5S`V] {
L3u&/Tn2 typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
LEbB(x;@ } ;
BOb">6C JgKO|VO template < typename T1, typename T2 >
xjuN- typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
?*G|XnM& {
c?f4Q,%| return OpClass::execute(lt(t1, t2));
f}#~-.NGs }
~:rl=o } k$z_:X template < typename T >
(Y.k8";)` typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
G\/zkrxmv {
Zw
26 return OpClass::execute(lt(t));
IXMop7~ }
~rE|%o *KZYv=s,u } ;
?mwt~_s9 ]^. _z RVnjNy;O` 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
iW]j9} t 好啦,现在才真正完美了。
8\@m
- E!{ 现在在picker里面就可以这么添加了:
:}L[sl\R U8s2|G;K template < typename Right >
!=*g@mgF picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
T]f ;km {
ExY] Sdx return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
MnsJEvn/ }
0rQMLx 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。
tzWSA-Li .;y.]Z/; Z,
zWuE3 aD<A.Lhy QUwd [ 十. bind
j78i#}e 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。
%~O,zs.2p 先来分析一下一段例子
er("wtM .KB^3pOpx 2@n{yYwy int foo( int x, int y) { return x - y;}
[`#CXq' bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
O%WIf__Q bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
1![!+X:w 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。
e/KDw 我们来写个简单的。
!fV+z%: 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
\#2Z)Kz 对于函数对象类的版本:
j"t(0m WrnrFz template < typename Func >
g+8OekzB5 struct functor_trait
du
$:jN\} {
"(3[+W{| typedef typename Func::result_type result_type;
8l>?Pv } ;
6C1#/ 对于无参数函数的版本:
J|W<; 1jmjg~W template < typename Ret >
JK7G/]j+Ez struct functor_trait < Ret ( * )() >
A9KET$i@v {
.Yamc#A- typedef Ret result_type;
>2y':fO } ;
?(@
7r_j 对于单参数函数的版本:
6+:iy'- ~dyTVJ$ template < typename Ret, typename V1 >
bbDZ#DK" struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
8 `v-<J {
/7(W?xOe typedef Ret result_type;
paA(C|%{ } ;
AwCcK6N1 对于双参数函数的版本:
6iry6wcHm l]
K3Y\#bP template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
{X!r8i struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
=}<IfNA {
3<e=g)F typedef Ret result_type;
Yj<a"
Gr4[ } ;
k90YV( 等等。。。
W-$Z(Z
XL 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
")1:F> DHg:8%3x template < typename Func >
y B81f struct func_return
~T"Rw2vb {
H9Gh>u]} template < typename T >
RF?`vRZOe struct result_1
D5gFXEeh {
s-NX o typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
mtpeRVcF } ;
.97])E[U <jBF[v9*m( template < typename T1, typename T2 >
+i6GHBn~J struct result_2
xBj9yu {
1>.Ev,X+e typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
V%t.l } ;
DcS+_>a\{l } ;
{Ea
b
j xf'V{9* bS{bkE> 最后一个单参数binder就很容易写出来了
"6("9" `{8K.(])s! template < typename Func, typename aPicker >
1;* cq class binder_1
<q)# {
K$z2YJ% Func fn;
}t!Gey aPicker pk;
HRpte=`q public :
$o!zUH~'v tb 5`cube template < typename T >
kx8G struct result_1
`](e:be} {
NYhB'C2 typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
9v#CE! } ;
k<z)WNBf xPdG*OcX! template < typename T1, typename T2 >
\wmN struct result_2
.w:DFk^E]b {
PgAf\.48a typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
pP1|&`}ux } ;
C;v.S5x {% 6}' binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
9FF0%*tGo 2V]UJ< template < typename T >
[=C6U_vU typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
v<k?Vu {
)J=! L\ return fn(pk(t));
D2#ZpFp"h }
V( }:=eK template < typename T1, typename T2 >
oE6tauQn typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
z xEL+ P {
7o\@>rNWP return fn(pk(t1, t2));
y4yhF8E>;U }
^"E^zHM( } ;
L]7=?vN=8 />C^WQI^ +8T?{K 一目了然不是么?
"%)qRe 最后实现bind
\Zk;ikEY cUk7i`M;6 WpDSg*fk=Y template < typename Func, typename aPicker >
aNsBcov3O picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
W@>% {eE {
&{5,:%PXw return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
sVQ|*0(J0r }
bt SRtf Y!xF;a 2个以上参数的bind可以同理实现。
Fk7?xc 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。
"> ypIR< $L`d&$Vh 十一. phoenix
'JtBZFq Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
>\R+9p:o /|w6:;$;mn for_each(v.begin(), v.end(),
`6;?9NI (
e
v}S+!|U do_
OHN _ [
RIR\']WN cout << _1 << " , "
_1X!EH" ]
BX/8O<s0 .while_( -- _1),
?JbilK}a cout << var( " \n " )
+D6YR$_< )
';k5?^T );
W<{h,j8 |o"?gB}Dh 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:
2F;y;l% 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
E#34Wh2z operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
s3N'02G 那么我们就照着这个思路来实现吧:
MBK^FR-K [>3./YH` #!B4 u?"m template < typename Cond, typename Actor >
\0gis# class do_while
B^=-Z8 {
pp?D7S Cond cd;
m[osg< CR_ Actor act;
@)F )S7 public :
eSn+ B;
template < typename T >
Vsr.=Nd= struct result_1
1NFsb-<u {
]|pe>:gf' typedef int result_type;
t|?ez4/{z } ;
j a[Et/r J`Q>3]wL do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
$GV7o{"& 3m[vXr? template < typename T >
6 3iUi9P typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
MR7}s4o {
Y>z>11yEB0 do
W.jGGt\<\ {
@)+AaC#- act(t);
1q\\5A<V }
Z3e| UAif while (cd(t));
/V8#[9K return 0 ;
yqs4[C }
C.:<-xo } ;
u]wZQl#- .8g)av+ Eh`7X=Z7E 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
Ufj`euY 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
,^r9n[M4M 其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。
)iX~}7 因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。
_RYxD"my 下面就是产生这个functor的类:
*-WpZGh qx(xvU9 %QH$ipM template < typename Actor >
_{O>v\u class do_while_actor
3Aip}<1 {
Mexk~zA^ Actor act;
;a!S!%.h public :
Rh2+=N<X do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
OKZV{Gja PNhe template < typename Cond >
GMx&y2. Z picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
;>hO+Wo } ;
`RT>}_j iXkF1r]i &AMl:@p9 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
urc|
D0n 最后,是那个do_
PQt")[ Mt|zyXyzX SGRp3,1\4% class do_while_invoker
Jrf=@m\dk {
VCfl`Aq'l public :
F<1fX 7c template < typename Actor >
-IudgO] do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
qo~O|~ {
h*a(_11 return do_while_actor < Actor > (act);
",t?8465y }
**0~K" ;\ } do_;
sdrfsrNvB- ]cvwIc"> 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
0auYG><= 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
>uB?rGcM 最后来说说怎么处理break和continue
~/U1xk% 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。
[aLI
' 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 ]