一. 什么是Lambda
R*|y:T,H 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
t6(LO9 Qc 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,
[H<![Z1*r OGpy\0% ">_<L.,I bFD
vCF class filler
@ qy
n[C {
q~ ]S5 public :
ux`)jOQ`Y] void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
aDceOhfx } ;
6O"?wN%$ n;+CV~ R9@Dd 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:
.0+=#G> :Aj8u\3!@ /
VypN, t.Q}V5t{g for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
O<[h K9O%SfshF n,/eT,48` 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
}-jS0{i Xo[j*<=0 DLggR3K_\ Yz7H@Y2i 二. 战前分析
.,[NJ:l 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。
+}1h 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
@`t#Bi9 &.^(,pt @{/GdB,} for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
`s1>7XWf
/* --------------------------------------------- */
\vwsRT 1 vector < int *> vp( 10 );
5^lFksZ transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
t~_vzG /* --------------------------------------------- */
w1U2cbCr/ sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
wzX(]BG /* --------------------------------------------- */
w(Jf;[o int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
pV:;!+ /* --------------------------------------------- */
E/+H~YzO for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
"}ibH{$lM /* --------------------------------------------- */
B}S!l>.z for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
K!~j}z* QiO4fS'~W r:N =?X`N d ? Uj3G 看了之后,我们可以思考一些问题:
$mgamWNE8w 1._1, _2是什么?
@2(7
ZxI 显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
[l#
8}dy 2._1 = 1是在做什么?
[u*-~( 既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。
0ndk=V Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。
,jH<i.2R 3T1t !q4/5 m{#?fR=9 三. 动工
0SS,fs<w3 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
J n>3c Lsu_f'p0 >%6a$r~@ qe^d6 template < typename T >
fG dT2}gd class assignment
80m<OW1 {
;[nomxu|? T value;
vNWCv public :
M$J{clr assignment( const T & v) : value(v) {}
+>b m~6 template < typename T2 >
KYw~(+gHv2 T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
0c}pg:XT } ;
t .\<Q#bN# Cj/J&PDQ ^lvYj
E 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
9f=L'{ 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
srL|Y&8 p &JUHm_wd&S fI<|]c}P&J 7l%]O}!d) class holder
9N[(f-` {
wmV7g7t6 public :
O~P1d&:L template < typename T >
,]Gi942 assignment < T > operator = ( const T & t) const
};{Qx {
Th.Mn}1%L return assignment < T > (t);
RKi11z }
eeMeV> } ;
sOVbz2\yb \:mZ)f3K= TKH!,Ow9A 由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上:
qX9x#92 ~SzHIVj:6 static holder _1;
Nh^
lC Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
iVaCX Xf ' {u}d`%_.M for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
]&b>P ;j: 而不用手动写一个函数对象。
u=QG%O#B tRtoA5 XfZ^,'z 1ze\ U> 四. 问题分析
@LyCP4 虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。
BT *z^ZH 1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。
#jqcUno 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
&"gQrBa 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
B0+r 下面我们可以对这几个问题进行分析。
Z>l%:;H 1Zo"Xb 五. 问题1:一致性
8pXului 首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?|
/LK,:6 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
-prc+G,qyp %|izt/B struct holder
DS|HN {
XG!s+ShFV //
:aHLr[%Mz template < typename T >
O3JBS^;V2 T & operator ()( const T & r) const
>OxSrc@A {
).$q9G return (T & )r;
;h~v,h }
EP'I } ;
']&rPvkL zz m[sX} 这样的话assignment也必须相应改动:
dbsD\\,2%N <|=^[' vi template < typename Left, typename Right >
Y=5}u&\ class assignment
vT=?UTq {
Vi*HG &DD Left l;
ix+sT|> Right r;
i-FsA public :
b#[EkI 0@ assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
SJ8CBxA template < typename T2 >
B:]%Iu| T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
PZ.q } ;
WKvG|YRDq zL@FN sYVM 同时,holder的operator=也需要改动:
"i^<
H `^mY*Cb e template < typename T >
BM>'w,$KL assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
dWi:V7t+ {
[/Vi*Z return assignment < holder, T > ( * this , t);
&YOks.k }
7#[8td *l.tsICmbP 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。
[bh8Nj\E 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
aovw'O\Q e-EY]%JO return l(rhs) = r;
o,gH* 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。
8`B]UcL) 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
*Sw1b7l jU2vnGw_ template < typename Tp >
kn9e7OO## class constant_t
Yc3Rq4I'G {
Wz+7CRpeP const Tp t;
x='T`*HD public :
vrX@T?> constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
[X^Oxs template < typename T >
ZW@%>_JR] const Tp & operator ()( const T & r) const
0nsj ihw {
iOrpr,@ return t;
x^V9;V@6 }
Ftw;T| } ;
$'%.w|MJp 7GDrH/yK 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
J^gElp 下面就可以修改holder的operator=了
PC)aVr?@@ ]L/AW template < typename T >
krMO<(x+ assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
Ba#wW
E {
vw)lD9-" return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
k];NTALOG }
|w+N(wcJ Q4h6K7 同时也要修改assignment的operator()
hF^y4v|5 13aj fH template < typename T2 >
LQz6op}R T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
fWs @ZCt 现在代码看起来就很一致了。
LK:J kjp^ C
)J@`E 六. 问题2:链式操作
%DhM }f 现在让我们来看看如何处理链式操作。
srQ]TYH , 其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。
C8W4~~1S 事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。
73kU\ux 比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。
g>pvcf( 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
%CIRN} NbPNcjPL template < typename T >
jz$ ]"\G# struct result_1
e1/{bX5 {
AU4K$hC^ typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
GV0-"9uwX~ } ;
DIBoIWSuR ?rxq//S2 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:
$2w][ d1 u3vM ! template < typename T >
9p4=iXfR struct ref
QWI)Y:<K/ {
s"JD,gm$ typedef T & reference;
0Zh]n;S3m } ;
~UNK[ template < typename T >
SIZZFihcYh struct ref < T &>
h,zM*z A_ {
l4$Iv: typedef T & reference;
bPA >xAH } ;
@0 #JY:" CmxQb,Ul s 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
ybU_x c^1tXu|& template < typename T >
$*+IsP! typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
@hwe {
sR;u#". return l(t) = r(t);
{RC&Ub> }
ib- H
jJ8 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。
L%HFsuIO- 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
bbs'>D3 UvF5u(o 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
t.Yf8Gy _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
)F_nK f"a _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
RXRoMg!-P +5 调用divide的对象返回一个add对象。
s("\]K 最后的布局是:
3I G<Ot9 Add
u{Gci / \
bm poptfL Divide 5
tID=I0D / \
G^Va$ike _1 3
hsHbT^Qm 似乎一切都解决了?不。
Xp[x O 0 你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。
Z;y(D_;_ 如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。
hgK
4;R OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码:
=Q*x=}NH 3X%h?DC template < typename Right >
C}qHvwFm assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
mXs.@u/ Right & rt) const
IU;a$ {
G%ZP` return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
G|YNShK4=9 }
|:]}u|O 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
m5v IS 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。
;;|.qgxc~ 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。
4L_)@n} 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。
zbI|3 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。
ZeqsXz 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?
e2yCWolmTS 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:
:gn&wi {H* template < class Action >
jG{OLF6 ! class picker : public Action
14DhJUV"b {
c~+KrWbZ~ public :
)=VAEQhL- picker( const Action & act) : Action(act) {}
L'w]O
-86 // all the operator overloaded
1Qw_P('} } ;
55FRPNx-x @'<=EAXe 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。
qrf90F) 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:
szCB}WY dNf:I,<DCf template < typename Right >
)|/%]@` N picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
Y/sZPG}4 {
03c8VKp'p return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
~owodc }
?,i}Qr [Q >Ptu-* Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
]iMqIh" 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。
Z~].v._YV) Zo,066'+[. template < typename T > struct picker_maker
L{rd', {
W{c
Z7$d typedef picker < constant_t < T > > result;
GVhy
}0| } ;
k{H7+;_ template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
{[3xi`0- {
e/&^~ $h typedef picker < T > result;
E\ls- (, } ;
/+1(,S p| ?FA@ 3 下面总的结构就有了:
0Py*%}r1 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。
a`R_}nus* 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。
]tzF
Ob picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
7pou(U 至此链式操作完美实现。
md,KRE A $i^/hJs q[GDK^-g
七. 问题3
lQd7p+21 如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。
T.jCF~%7F d8iq9AP\o template < typename T1, typename T2 >
6bPl(.(3 ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
0U~*uDU {
Mi;Pv* return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
o{hX?,4i }
AvPPsN0 F0~<p[9Nx 很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2:
CW2)1%1iz 9VanR
::XX template < typename T1, typename T2 >
Z&79: 9=#> struct result_2
h-kmZ<p|^ {
QYi4A"$` typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
lF_"{dS_6( } ;
xP,b/T#a YN+vk}8 < 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?
a{@}vZx>3 这个差事就留给了holder自己。
|B^Mj57DO JHXkQz[Jb L^r & .N\ template < int Order >
}8POm# class holder;
NJ]3qH template <>
Y%eq2% class holder < 1 >
Vn_~ |-Wt {
~d].<Be public :
i(_A;TT6 template < typename T >
GGf<9!: struct result_1
Le:(;:eL>t {
E7M_R/7@y typedef T & result;
>,E^ R `y } ;
Nk<^ Qv template < typename T1, typename T2 >
* k<@ struct result_2
{0j_.XZ {
[F'|KcE3 typedef T1 & result;
!=A;?Kdq } ;
IrMB=pWo template < typename T >
+<j7^AEG typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
UoPY:(?;i {
U2l3E*O return (T & )r;
7YR|6{@ }
y$_@C8?H template < typename T1, typename T2 >
&!OEd] typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
*ziR &Fr! {
yIrJaS- return (T1 & )r1;
Zk`yd8C }
'E+"N'M| } ;
?C#E_ ~MBPN4r template <>
\+l*ZNYM3 class holder < 2 >
Yj#tF}nPC {
NcP/W>lN public :
jj1\oyQ8 template < typename T >
'3Lu_]I- struct result_1
OQ7 `n<I<) {
.w;kB}$YC typedef T & result;
NC#F:M;b } ;
0/b
_T template < typename T1, typename T2 >
,wwO0,"y7 struct result_2
Rd&DH_<+^ {
*<\K-NSL typedef T2 & result;
>WIc"y. } ;
\ l#eW
x template < typename T >
l6y}>] typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
z
-!w/Bv@ {
3f] ;y<Km return (T & )r;
+a3E=GJ }
iN[x
*A|h template < typename T1, typename T2 >
L23}{P typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
8HQ.MXKP {
*y!O\-\S#> return (T2 & )r2;
\xj;{xc }
F5Z,Jmi^M } ;
N+=|WeZ p 1'l D U}RBgPX! 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> >。
;^5k_\ 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
bI55G#1G 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
n4/Wd?#` `8ac;b return l(i, j) = r(i, j);
s*ZE`/SM3 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
kFv*>>X` t$18h2yOL return ( int & )i;
d )O^(y1r return ( int & )j;
-GAF> 最后执行i = j;
cm(*F0< 可见,参数被正确的选择了。
.9rYBy _^r};}-} 9%"7~YCDas U`%t&7) LE\=Y;% 八. 中期总结
->8Kd1^F 目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事:
"XR=P>
xk 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
+?$J8Paf 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
*Jd"3Si/ 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
_&uJE&xl} #h5lz%2g `RL
Wr,h uiVNz8H "lI-/G V4:/LNq_] 九. 简化
Io1j%T#ZT 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。
7nek,8b 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
HIXAA?_eh= 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:
P:"R;YCvE 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
^#HaH +-*/&|^等
>fH0>W+! 2. 返回引用。
Vr1}Zv3K' =,各种复合赋值等
6ZqU:^3 3. 返回固定类型。
|9#q7kM 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
{A/r) 4. 原样返回。
EtKq.<SJ operator,
j_~KD} 5. 返回解引用的类型。
2R[v*i^S operator*(单目)
a!9'yc 6. 返回地址。
b=,BLe\ operator&(单目)
C/e.BXA 7. 下表访问返回类型。
gV2vwe operator[]
J~m$7T3Af 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
m,k0 h% operator<<和operator>>
r5}p . um.ZAS_kmc OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。
D&G6^ME 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
'D+xs}\ rH3U;K! template < typename Left >
c/|{yp$Ga> struct value_return
*;fTiL {
IT| h;NUG template < typename T >
L4>14D\ struct result_1
9>)b6)J D {
^kKLi typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
9/k2zXY } ;
ZnEgU}g<2 (Q*q#U template < typename T1, typename T2 >
1l,fK)z struct result_2
OS(`H5D {
.z>/A/&+ typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
B\J[O5}, } ;
j&8YE7 } ;
6}^x#9\ y2A\7&7 @t%da^-HS" 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
.U!EA0B 1bFZyD" 下面我们来剥离functor中的operator()
\p4*Q}t 首先operator里面的代码全是下面的形式:
.]v>LsbhF dn(!wC] return l(t) op r(t)
w2s`9 return l(t1, t2) op r(t1, t2)
WLUgiW(0$ return op l(t)
aTvyzr1 return op l(t1, t2)
oGcgd$%ZB return l(t) op
TO6F return l(t1, t2) op
U,WOP7z return l(t)[r(t)]
N[_T3( return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
!db=Iz5) @]Jq28 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:
q8{Bx03m6 单目: return f(l(t), r(t));
:Awwt0 return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
Z",0 $Gxu 双目: return f(l(t));
1=5"j]0hY return f(l(t1, t2));
+^AdD8U 下面就是f的实现,以operator/为例
opfnIkCe /TMVPnvz. struct meta_divide
'V&g"Pb {
]46h!@~aC template < typename T1, typename T2 >
v;(cJ,l static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
V IzIl\<aM {
C*YQ{Mz(f return t1 / t2;
(JbRhcg }
+6WjOcu } ;
dn h qg3Y D?KLV_Op 这个工作可以让宏来做:
NS[ Z@@ Ku[q#_7 #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
4@{;z4*` template < typename T1, typename T2 > \
D$FTnY static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
$O |Xq7dp 以后可以直接用
#un'?]tZF DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
&* VhtT?=5 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
02]HwsvZ (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。。。)
W? G4>zA J_)F/S!T Hcf"u&% 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
gW~YB2 $ s)\PY template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
4-bM90&1t class unary_op : public Rettype
RPX.?;": {
\#[DZOI~ Left l;
~BI`{/O= public :
8(? &=>@ unary_op( const Left & l) : l(l) {}
Jq^[^
l7t
template < typename T >
(6fD5XtS typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
1feVFRx' {
Sstz_t return FuncType::execute(l(t));
tar/n o }
R&!;(k0 %s}{5Qcl/ template < typename T1, typename T2 >
:a8Sy(" typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
X!hzpg(`hR {
=sWK;` return FuncType::execute(l(t1, t2));
IR"C? }
V dJ } ;
Ktk?(49 'A[PUSEE +P))*0(c_ 同样还可以申明一个binary_op
K-'uE) D&fOZVuqZ template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
>FeCa
hFn class binary_op : public Rettype
/%g@ ; {
Af\@J6viF7 Left l;
EuHQp7 Right r;
$bhI2%_`M public :
'z91aNG] binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
oyiG04H& U2`:' template < typename T >
VK/L}^=GOO typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
U9BhtmY {
X[/7vSqZ@w return FuncType::execute(l(t), r(t));
hGKQK
^bn }
b\\lEM>o1 +_X*one template < typename T1, typename T2 >
?jmL4V2-f typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
uBG!R#T {
mBL?2~M return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
*lDVV,T'}w }
%S%UMA. } ;
V1,p<>9 iklZ[G%A0 l>|scs;TI 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
~;b}_?%o 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
#y&5pP:@ DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
y /vc\e 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。
;~1xhpTk 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
w.rcYywI 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。。。
B|o@|zF 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
|a)zuC 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)
# a4OtRiI 下面是修改过的unary_op
6lpJ+A57# $J4)z&%dr template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
~|<'@B!6 class unary_op
BW)@.!C {
X+{brvM< Left l;
) M8,Tv*~ %4R1rUrgt| public :
id,' + < `#ff`j|a unary_op( const Left & l) : l(l) {}
jBEW("4R GsO(\hR6^ template < typename T >
|)d%3s\ struct result_1
pcIS}+L {
2asRJ97qES typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
tW!*W? } ;
$J<WFDn9 %$Fe[#1 template < typename T1, typename T2 >
ZG +FX:v struct result_2
AP`1hz4].- {
~[F7M{LS typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
GfSD%" } ;
K/(QR_@? @[v,q_^8 template < typename T1, typename T2 >
e2fv% typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
/)RH-_63 {
$[Ut])4
~ return OpClass::execute(lt(t1, t2));
`'3&tAy }
w)&4i$Lk6 8,F|*YA template < typename T >
Aua}.Fl, typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
UvU@3[fw {
CL`+\
. return OpClass::execute(lt(t));
T++q.oFc
}
@#^Y#
rxb iDcYyNE } ;
/V cbT >= a~R.">>$ o&M.9V?~~ 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
;,uATd| 好啦,现在才真正完美了。
{2Ew^Li 现在在picker里面就可以这么添加了:
:,yC\,H^ ;K7kBp\d template < typename Right >
T#6g5Jnsp picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
Kwm_Y5`A {
X.
Ur`X return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
LN.*gGl }
\N-3JO Vy 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。
F+NX
[ U8gj\G\` 3mopTzs) R'vNJDFY !?).4yr 十. bind
[+l6x1Am 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。
j( k%w 先来分析一下一段例子
Jqgm>\y l{]KA4 Yv)c\hm(7j int foo( int x, int y) { return x - y;}
}/\`'LQ bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
\ntUxPox. bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
[n&ES\o#( 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。
2wPc
yD 我们来写个简单的。
\M|:EG% 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
_iDVd2X"H 对于函数对象类的版本:
R
i,_x (GGosXU-v template < typename Func >
*_J{_7pwe struct functor_trait
_<F;&(o {
N^wHO<IO1 typedef typename Func::result_type result_type;
\Wg_ gA } ;
qQ3pe:n? 对于无参数函数的版本:
2"shB(:z> QBi]gT@&g template < typename Ret >
Q}l~n)= struct functor_trait < Ret ( * )() >
lup2>"?* {
bZAL~z+ V typedef Ret result_type;
IsJx5GO } ;
PJ?C[+& 对于单参数函数的版本:
oclU)f., SO STtuT template < typename Ret, typename V1 >
Ahba1\,N$ struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
Bxw(pACf {
Dm}M8`|X typedef Ret result_type;
zkqn>
} ;
4W49*Je 对于双参数函数的版本:
d-m.aP)y: ux!YVvTPd template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
|&
jrU-( struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
<I2ENo5? {
&%@O V:C typedef Ret result_type;
G3]#Du } ;
7TI6EKr 等等。。。
Z1v~tqx 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
b$Dh|-8 W#^.)V template < typename Func >
'+vmC*-I( struct func_return
r_,;[+! {
ZQ*Us*9I template < typename T >
;PMh>ZE` struct result_1
D *PEIsV {
m__pQu: typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
l1O"hd'~s } ;
uM,Ps} Z
zp"CK 5 template < typename T1, typename T2 >
eV(9I v[ struct result_2
0b
n%L~KU {
GP %hf{ typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
|#SZdXg } ;
v2:i'j6 } ;
$?k]KD ZMiOKVl L1DH9wiQi 最后一个单参数binder就很容易写出来了
R?9x!@BV hOj+z? template < typename Func, typename aPicker >
nfGI4ZE class binder_1
kQ lwl9 {
N]|>\ Func fn;
cL03V? }
~ aPicker pk;
>nih:5J,ja public :
9^8OIv?m8 )i[Vq|n template < typename T >
mK"s*tD struct result_1
to,\n"$~! {
Fzt?M typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
)$df6sq } ;
3/ } Qr7v^H~E4. template < typename T1, typename T2 >
0x]?rd+q8Q struct result_2
vDi Opd {
<Up?w/9 typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
kmt1vV.9 } ;
bJD$!*r\%! #)]t4wa_W binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
NsM`kZM4H b l+g7 g; template < typename T >
+`{OOp= typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
gOW8!\V {
|K-` return fn(pk(t));
|vGHh zZ| }
Pgy[\t 2K template < typename T1, typename T2 >
6W=V8 typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
E0&d*BI2 {
fbbbTZy return fn(pk(t1, t2));
Dat',5 }
+0UBP7kn } ;
Q%d1n*;+ Bi :!"Nw[X /"u37f?[^ 一目了然不是么?
uZ-ZZE C 最后实现bind
<9yh:1"X u{\'/c7G S5y.H template < typename Func, typename aPicker >
zhFm2 picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
fbOqxF"?we {
)=29Hm" return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
rZaO^}u] }
^rP]B-) +s"6[\H1d 2个以上参数的bind可以同理实现。
S**eI<QFSk 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。
@v#P u_ \i%mokfbc 十一. phoenix
:Ez,GA k Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
$#u'XyA ,bdjk( for_each(v.begin(), v.end(),
5h6o} (
h3k>WNT7 do_
DHw)]WB M [
G--X)h- cout << _1 << " , "
15<? [`:6 ]
Y-YuY .while_( -- _1),
g""GQeR cout << var( " \n " )
E8}evi )
K SOD( );
x6s|al <]LljTm`i 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:
$Emu*' 首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor
e}d(.H%l0 operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
uij^tN% 那么我们就照着这个思路来实现吧:
RLnL9)`W !+^'Ej)z /+SLq`'u) template < typename Cond, typename Actor >
rHX^bcYK class do_while
W_Y8)KxG:L {
:Q3pP"H,} Cond cd;
k_0@,b3 Actor act;
%sr- xE public :
P%(9 `A template < typename T >
IyyBW2 struct result_1
o5F:U4sG {
`**{a/3 typedef int result_type;
<c pck } ;
tULGfvp K=v:qY4Z do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
?[NC}LC "yaxHd template < typename T >
NEri{qxm typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
Nq6'7'x {
GN(<$,~g do
!ou#g5Q@z {
~,HFd` act(t);
qEST[S V }
K -rR)-rI while (cd(t));
ls]N&!/hq return 0 ;
V<0iYi;4= }
)P:^A9&_n= } ;
IFX$\+- cZ?QI6|[ d-UeItyW* 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
rXX>I;`& 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
D'#Q`H 其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。
1I9v`eT4 因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。
Lau@HYW0 下面就是产生这个functor的类:
;X,u "[|b,fxR e}e8WR=B template < typename Actor >
fq6%@M~ class do_while_actor
==5F[UX {
}bjZeh. Actor act;
FoyYWj?,R public :
'{,xQf*x do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
cj8cV|8@ m,E$KHt ( template < typename Cond >
+JU, ^A#X picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
i
U$~H } ;
U4pIRa)S !SQcV'
|/*Pimk 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
F`nQS&y 最后,是那个do_
Z nc(Q /8h=6" H0Pxw
P>q class do_while_invoker
Bvn3:+(47 {
hJ'H@L7 public :
6@J=n@J$p template < typename Actor >
ZYwcB]xEz do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
w6%
Q"%rp {
%T{]l;5 return do_while_actor < Actor > (act);
7C{ yNX# }
q!5:M\ } do_;
_95296 Q6@<7E]y 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
smQ^(S^ 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
QOF@DvQ
最后来说说怎么处理break和continue
+T+@g8S 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。
Pd*[i7zhC 具体实现手法这里就不罗嗦了。
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