一. 什么是Lambda
.dTXC' 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
[^eQGv[S 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,
V8"m_ XywsjeI4 l1ViUY&Z Z:Y_{YAD class filler
}MW+K&sIh {
xw~3x*{ public :
D>
E N:_v void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
P8n |MN } ;
K)s{D]B /=S\v<z &v g[k#5 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:
8m 5T
xpB*>zb Wr;9Mz&{ -5d^n\CDK for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
J @^Ypq #B!<gA$/ t lpTq\; 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
JbXd9AMh2 ^H~g7&f9?N ISi^BFU ] Wx?k7T 二. 战前分析
ytyB:# J 首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。
9y{R_ 开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码
DW0N}>Gp* tM3Q;8gB! a?8boN( for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
5 =Op% /* --------------------------------------------- */
5LJ0V vector < int *> vp( 10 );
q cGsx2 transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
-DL"Yw} /* --------------------------------------------- */
dd:vQOF; sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
ZXC_kmBN/ /* --------------------------------------------- */
k8E{pc6; int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
D2 X~tl5< /* --------------------------------------------- */
OI^sd_gkZ for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
L^xh5{ /* --------------------------------------------- */
n'qWS/0U= for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
nUf0TkA >Q[3t79^ ^:Fj+d F-%Hw 看了之后,我们可以思考一些问题:
-SUK [<=X 1._1, _2是什么?
aXh~w<5F 显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
)8*}-z 2._1 = 1是在做什么?
\"1%>O* 既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。
@cu#rWiG Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。
\IO<V9^L AfvIzsT0 \%|%C 三. 动工
G|.6%- 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
#&K? N
Ox9M![fC UOn:@Qn e3,@prr template < typename T >
n<e1=L class assignment
mKuY=#R P {
<ZjT4>< T value;
KtD
XB> public :
Hb3t|<z assignment( const T & v) : value(v) {}
|./{,", template < typename T2 >
bkFO4OZd T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
N^f_hL|:9 } ;
r -$VPW /_1q)`NYy t 09-y 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
?.^n,[2 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
i'p6# z>z9xG' :pvB}RYD 1 RVs!; class holder
d'@i8N["{ {
00/ RBs5 public :
W0XfU` template < typename T >
W5Vh+'3 assignment < T > operator = ( const T & t) const
(/KeGgkhv {
QB;jZpF return assignment < T > (t);
G124!^ }
SA%uGkm:e } ;
TlD^EJG 5QP`2I_n &[P(}??Y\ 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:
)3.=)?XW Pye/o static holder _1;
HutQx Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
4Q:r83# sGG
q~7 for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
Cs2kbG_ 而不用手动写一个函数对象。
lf#5X)V =
OzpI r6vI6|1 ~ DP5Qi 四. 问题分析
IO7cRg'-F 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。
>?[?W|k7V 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。
`*3;sq%` 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
x27$h)R0v 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
;$3epP 下面我们可以对这几个问题进行分析。
T_[ NZz^* Ela 五. 问题1:一致性
hWi2S!*Y 首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?|
m-]F]c=)w< 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
p^ ONJL o_a' <7\#i struct holder
|k#EYf#Y {
gts09{"}Y //
hISYtNWjd" template < typename T >
+2>, -V T & operator ()( const T & r) const
.EZ8yJj1Q {
ssAGWP return (T & )r;
/9o6R:B }
gfiFRwC`v } ;
w|f@sB>j Hi^Z`97c 这样的话assignment也必须相应改动:
rJ(A O'= Vi#[kn' template < typename Left, typename Right >
wb ^>/ class assignment
6Ev+!!znu {
Tnas$=J Left l;
V`@/"Dj j Right r;
Z%JAX>v&B public :
x>+sqFd\ assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
2M)E1q|a template < typename T2 >
`yh][gqVE~ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
q8MyEoc:n } ;
\+Y5b} ^UBzX;|p 同时,holder的operator=也需要改动:
~:*V'/2k
#vc!SI template < typename T >
MzF,is assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
F~/~_9RJ {
rpc;*t+z return assignment < holder, T > ( * this , t);
F^&@[k7WW }
DABV}@ K" BwAmNW&i 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。
{vk%&{D0) 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
N'0nt]&a N{<5)L~Y return l(rhs) = r;
!Wj`U$]; 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。
jOZ>^5} 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
E8 5TCS1 AoY!f'Z template < typename Tp >
W6):IW(E class constant_t
rNICK2Ah {
/Mj|Px% const Tp t;
2fXwJG' public :
8!
/ue.T constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
Zzmo7kFx3 template < typename T >
7!;zkou const Tp & operator ()( const T & r) const
OW#G{#.6R {
";^_[n return t;
7Rd(,eWE@ }
qDgy7kkQ } ;
goND S5} bK{ VjXF 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
&'Xgf!x 下面就可以修改holder的operator=了
?v`24p3PC JW"`i template < typename T >
}GHCu assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
?5F;4oR2g {
3Kq/V_ return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
~du U& \ }
7jGfQ 0}po74x*r 同时也要修改assignment的operator()
v^ v \6uEP ]W5p\(1g template < typename T2 >
qpzyl~g:C T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
M !X^2 现在代码看起来就很一致了。
(EH}lh}% @z:E]O} 六. 问题2:链式操作
L uW""P/ 现在让我们来看看如何处理链式操作。
Ucz=\dO1 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。
}PM7CZSq 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。
5W=Jn?y2 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。
m -0EcA/ 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
#99 =wn 7 0EH~ template < typename T >
y1[@4TY] struct result_1
S,Q(,e^& {
`fl$ o6S/ typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
3Bcv"O,B!{ } ;
X$?0C{@.} d(9-T@J 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:
i 1Kq(7 \GKR(~f template < typename T >
1H-~+lf struct ref
N#@v`S {
'8FHn~F typedef T & reference;
.v-2A);I } ;
?y__ Vrw template < typename T >
(*,R21<% struct ref < T &>
X":2o|R {
d=
?lPEzSA typedef T & reference;
Z?WVSJUVf } ;
s(e1kk}" p*Yx1er1 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
4n1 g@A=y t;u)_C,bmP template < typename T >
N8=-=]0G typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
aOQT-C[
O {
keStK8 return l(t) = r(t);
f1?%p)C }
wA6E7vi' 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。
o/[Ks;l 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
T_#8i^;D *SpE
XO 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
7xR:\FBa^ _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
` k(Q: _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
nc1?c1s,f +5 调用divide的对象返回一个add对象。
vZs~=nfi#| 最后的布局是:
jVHS1Vsei Add
l3/Cj^o4 / \
}*O8]lG Divide 5
@\M^Zuo / \
=k;X}/ _1 3
OMd:#cWsQ 似乎一切都解决了?不。
(+<66
TO 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。
U??OiKVZ+ 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。
K<%8.mZ7 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:
p["pGsf fI'+4
)@x template < typename Right >
xMa9o assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
~yV?*"Hi Right & rt) const
1=ZQRJW0B {
&JD^\+7U: return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
V|*3*W }
[57`V&c5 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
x<@i3Y{[ 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。
J3B+WD] 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。
*)oBE{6D 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。
fzAkUvo 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。
zAev@+.ld 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?
91DevizXx 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:
z46Sh&+ } :gi<#-:G template < class Action >
/b/ 6*& class picker : public Action
Og?GYe^_ {
FMzG6nrdBN public :
6&L;Sw#Dg picker( const Action & act) : Action(act) {}
@\>7
wt_' // all the operator overloaded
+}:2DXy@ } ;
3df5
e0
'-$cvH7_ 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。
Y"nz l]T 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:
I]3!M`IMG 4vkqe6 template < typename Right >
?sR( picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
"9N;&^I {
gA3f@7}d return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
{~G~=sC$ }
4r86@^c* _'^_9u G Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
g_?Q3 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。
)n[=)"rf DbtkWq% template < typename T > struct picker_maker
6\.LG4@LO {
\'|t>|zhp typedef picker < constant_t < T > > result;
8:0,jnS
} ;
Der'45]*^ template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
mX?t|:[b {
XN{zl* ` typedef picker < T > result;
a:4!z;2
| } ;
FPPl^ vj]h[=: 下面总的结构就有了:
NgF"1E 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。
bQ&%6'ck 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。
/x_AWnU picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
@2hOy@V 至此链式操作完美实现。
{.DY\;Q ^+k= ;nl `tXd?E/e 七. 问题3
%|>D{q6C 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。
Q
;5A~n 6#\:J0 template < typename T1, typename T2 >
u1d%wOY ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
bf2r8 {
PzhC *" i} return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
2U"2L^oKI }
:JZV=@<T 9E0x\%2K 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:
FU.?n)P F[W0gjUc template < typename T1, typename T2 >
koE]\B2A6 struct result_2
d>Nh<PqH6 {
>+>N/`BG typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
%?[0G,JG } ;
m`]d`%Ex 5g$>J)Ry 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?
IS;[oJef 这个差事就留给了holder自己。
,mC=MpfzJ ?IoA;GBg DF
gM7if template < int Order >
,WM-%2z^4I class holder;
lvNi/jk template <>
$xF[j9nM class holder < 1 >
_N>#/v)Yi {
@ `mke4>_ public :
e~cg
(. template < typename T >
Cb.M struct result_1
6':Egh[; {
w ykaf typedef T & result;
6UL9+9[C } ;
z<0/#OP' template < typename T1, typename T2 >
k`5K& struct result_2
)|AxQPd {
-})zRL0!' typedef T1 & result;
Z+[W@5q } ;
f/4DFs{ template < typename T >
.j=mT[N,I typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
UIht`[(z {
<HIM
k return (T & )r;
"V`DhOG& }
ra_v+HR7 template < typename T1, typename T2 >
j'hWhLax typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
I:YgKs)[ {
e#k)F.TZ:% return (T1 & )r1;
rR#wbDr5 }
sB^ejH } ;
ugTnz$ \=xS?(v! template <>
RZ ?SiwE class holder < 2 >
_#{qDG= {
4mpcI public :
G|"m-.9F template < typename T >
UISsiiG( struct result_1
.3cD.']% {
% I2JS typedef T & result;
a0Fq$ } ;
rq}xuSFI template < typename T1, typename T2 >
*&R|0I{> struct result_2
V)ag ss w? {
BqA_CW typedef T2 & result;
|oe } ;
<E^;RG template < typename T >
wx!2/I> typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
V{x[^+w7X~ {
tYSfeU return (T & )r;
GZY:EHuz[ }
2 &_>2"=<@ template < typename T1, typename T2 >
{eQijW2Z3 typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
lQm7`+ {
8LXK3D}?3 return (T2 & )r2;
o#BI_#b }
uss!E!_%, } ;
kf9]nIo imhE=6{ Gm0}KU 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> >。
A:pD:}fm}D 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
I{.t-3hp 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
HW#@e kh /V#?d return l(i, j) = r(i, j);
+V[;DOlll 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
'Z#>K* zG^$-L.n return ( int & )i;
4%JJ}{Ff return ( int & )j;
P.1Z@HC 最后执行i = j;
V-X Ty
iv 可见,参数被正确的选择了。
pqju@FD* D>Rlm,U '- #QK'p G-sQL'L[U 7m?fvKy 八. 中期总结
jtE'T}! d 目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事:
R4$(NNC+/ 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
&yOl}?u 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
Z/4bxO=m 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
"I{Lcn~!@ (*V!V3E3# ]6O(r)k (<}?}{YX0 L&uPNcZ`- _?$w8 S% 九. 简化
9JJ6$cLF 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。
s%6L94\t 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
8+32hg@^F 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:
we@*;k@_ 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
U!JmSP +-*/&|^等
Xf
mN/j2 2. 返回引用。
@3FQMs4 =,各种复合赋值等
LW">9;n 3. 返回固定类型。
?wn<F}UH 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
OqmW lN.? 4. 原样返回。
,6"[vb#*3 operator,
w"O;: `|n 5. 返回解引用的类型。
wub7w# operator*(单目)
-@B6 $XWL 6. 返回地址。
JRAU|gr operator&(单目)
4E1j0ARQQ 7. 下表访问返回类型。
!0):g/2h operator[]
&+H\ST(/ 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
8H8Q operator<<和operator>>
,_=LV Z^mQb2e. OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。
/BhP`a%2Q 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
'GO*6$/ Rd5pLrr[0) template < typename Left >
^$RpP+d struct value_return
X?/32~\ {
uigzf^6, template < typename T >
#BZ5Mxzj struct result_1
G(t&(t`[ {
$v"CQD typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
wi[FBLB/8 } ;
<dz_7hR" tq=M 9c template < typename T1, typename T2 >
'A1y~x#2B struct result_2
N4{g[[ T {
A.r.tf}: typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
m2ph8KC } ;
O(_f&a } ;
fWF!% |L s!Iinc^p u9]M3> 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
%+UTs'I ft iAty0n 下面我们来剥离functor中的operator()
]I;owk, 首先operator里面的代码全是下面的形式:
?iHcY, r'XWt]B+[ return l(t) op r(t)
T?`Ha\go return l(t1, t2) op r(t1, t2)
.E{FD%U return op l(t)
8&bNI@:@ return op l(t1, t2)
rm|,+{ return l(t) op
|O"Pb`V+ return l(t1, t2) op
'gsO}xj return l(t)[r(t)]
{e0aH `me return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
%z"$?Iv N~S#(.}[ 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:
5p3:8G7 单目: return f(l(t), r(t));
A v;NQt8ut return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
1 7iw`@ 双目: return f(l(t));
Y'R/|:YL@ return f(l(t1, t2));
+j$nbU0U 下面就是f的实现,以operator/为例
*ODc[k'( <UGM/+aO struct meta_divide
eQqCRXx {
G,(Xz"`, template < typename T1, typename T2 >
i"E_nN"V static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
{~ w! {
xZloEfv.B return t1 / t2;
KQ(S\ }
'}F9f? } ;
m]{/5L ^lK!tOeO 这个工作可以让宏来做:
>}u#KBedE m&s;zQ #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
gs~u8"B template < typename T1, typename T2 > \
piIGSC static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
X3ZKN; 以后可以直接用
?b(DDQMf DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
M,Lq4 bz 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
4(,X.GVY/ (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。。。)
>F/E,U ] hWX4 P gDX\ p>7 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
>9<rc[ XqcNFSo) template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
|UcF%VNnz1 class unary_op : public Rettype
7a.iT-* {
Vu<mOuh Left l;
x3jjtjf public :
Dd$8{~h"G unary_op( const Left & l) : l(l) {}
azTiY@/ :`4LV template < typename T >
5yroi@KT typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
5iGz*_
m {
D{4]c)> return FuncType::execute(l(t));
Y)M-?|4 }
Ow-;WO_HQ wMM1Q/-# template < typename T1, typename T2 >
/5\{(=0 typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
J %E0Wd {
clIn}wQ return FuncType::execute(l(t1, t2));
X{h[ }
Lk-h AN{[ } ;
}F3}"Ik'L QX.U:p5C 8yuTT^ 同样还可以申明一个binary_op
;*20b@ mt-t8~A template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
=]<X6!0mR class binary_op : public Rettype
u:^9ZQ+ {
W:2]d Left l;
O@LUM{\ Right r;
RF\h69]:I public :
s-l3_210 binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
C"h7'+Kw $@WA}\D template < typename T >
n+Ng7 typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
OoZv\"}!_ {
u$ ^r(.EV return FuncType::execute(l(t), r(t));
:QMpp}G }
9*CRMkPrd %V-Hy ;V template < typename T1, typename T2 >
C{V,=Fo^ typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
;9uDV-" {
H.[(`wi!I return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
tA
K=W$r }
krXU*64 } ;
}O6E5YCm 9;A9Q9Yr !1bATO:x 很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
+1Rz + 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
e&9v`8}
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
Js9EsN% 那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
(%{!TJg ZR 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
>5Sm.7}R 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
Q1DiEg 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
F Zk[w>{ 这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan)
3X1
U 下面是修改过的unary_op
h;J%Z!Rjw Oc/ i' template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
F[0w*i&u5 class unary_op
z+nq<%"' {
SCq3Kh Left l;
ZVCa0Km
v=YI%{tx) public :
Gn%k# ,Aq |IH3j unary_op( const Left & l) : l(l) {}
KhyGz"I!@$ W!a'KI' template < typename T >
FOuPj+}F struct result_1
B)&z% + {
R!:F}* typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
vVbS
4_ } ;
u4:6zU/{ #23($CSE template < typename T1, typename T2 >
j|y"Lcq struct result_2
Kr%O}<" {
%lGg}9k' typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
TnPx.mwK\ } ;
4'L.I%#tZ AD"L>7 template < typename T1, typename T2 >
h{e?Fl typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
twql)lbx {
qB3=wFI return OpClass::execute(lt(t1, t2));
R^6^{q }
K`kWfPwp .wcKG9u template < typename T >
q>VvXUyK, typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
3O?[Yhk`. {
>uYGY{+j[ return OpClass::execute(lt(t));
-p20UP 1I }
RG`eNRTQ% ?#u_x4==e } ;
;QQ/bM&I sW@_q8lG xGK"`\V 该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug
C*Dco{
EQ> 好啦,现在才真正完美了。
Xm^/t# 现在在picker里面就可以这么添加了:
o 0H.DeP C.hRL4+;Zm template < typename Right >
OH vV_ picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
h%U,g
9_ {
lD?]D& return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
UphZRgT!N }
":01M},RA 有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。
n`|CDKb Kl*/{&,P WL1$LLzN mUwGr_)wj X%Ta?(9|.^ 十. bind
w;V+)r?w 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。
^e1mK4` 先来分析一下一段例子
#(r1b'jfP lC=T{rR o1rH@ D6/- int foo( int x, int y) { return x - y;}
:74G5U8% bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
5m
rkw bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
EZ)GW%Bm2 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。
+(##B pC 我们来写个简单的。
wRQMuFGY 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
VJ|80?4h 对于函数对象类的版本:
M7\K iQd wWB^m@:4 template < typename Func >
L7$1 rO< struct functor_trait
2<^eVpNJR {
cK1RmL"3 typedef typename Func::result_type result_type;
cAzlkh } ;
MF4B 2d 对于无参数函数的版本:
r$;u4FR MK, $# template < typename Ret >
&uG@I=}TIY struct functor_trait < Ret ( * )() >
UJrN+RtL {
8\e8$y3 typedef Ret result_type;
(^LR9 CW } ;
_l&.<nz 对于单参数函数的版本:
*vIC9./ z]=jer template < typename Ret, typename V1 >
=}YaV@g<f struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
JS0957K {
.Wvg{ S- typedef Ret result_type;
B3V+/o6 } ;
-^= JKd&p 对于双参数函数的版本:
$3{I'r] ,IQ%7*f;O_ template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
txemu* struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
+cx(Q(HD\ {
]Kp -2KW typedef Ret result_type;
8jfEvwY } ;
"AHuq%j 等等。。。
'Rw*WK 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
/7yd&6`I hO4* X template < typename Func >
!i?aRI/6 struct func_return
,L^ag&!4 {
&8QkGUbS< template < typename T >
>d5L4&r struct result_1
XQ$9E?|= {
<5sP%Fs ) typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
E JJW } ;
5q{
-RJ ~`o%Y"p%rv template < typename T1, typename T2 >
uZ(,7>0 struct result_2
t-$Hti7Lk {
lhduK4u typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
&3bh K5P } ;
}n$I #G}\/ } ;
84M*)cKR~ 'n!kqP R'p-
4 最后一个单参数binder就很容易写出来了
P(Q}r7F~( 3"iJ/Hc}9 template < typename Func, typename aPicker >
gl!F)RdH class binder_1
hwd{^ {
a3[lZPQe Func fn;
Qe1WT T]:I aPicker pk;
s f<NC>- public :
ueV,p?Wo 3\&I7o3V template < typename T >
cg'z:_l struct result_1
wTPHc:2 {
[HSN*LXe typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
JD{AwE@Ro } ;
P/doNv}iG zc%HBZ3p template < typename T1, typename T2 >
}} wZ struct result_2
R'x^Y" {
u4.2u}A/R% typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
}R2afTn[; } ;
gWHjI3; {
^
@c96& binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
^F`\B'8MF lxXIu8 template < typename T >
TWTh! typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
299uZz}Y {
f&L8<ASFo return fn(pk(t));
^?o> (K }
WS1$cAD2N template < typename T1, typename T2 >
8VR!
Y0`e typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
hR%2[lBn!] {
3[}w#n1 return fn(pk(t1, t2));
V.Qy4u7m }
#FsoK*F } ;
,ku3;58O< A!fRpN TrmrA$5f 一目了然不是么?
A6%~+9 最后实现bind
3IDX3cM9 6SN$El 0|G x] j&Knli template < typename Func, typename aPicker >
LCkaSv/[RB picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
\s">trXwX {
_Q6` Wp6m return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
b<"LUM*; }
Jqgo\r%` 5R/k8UZ 2个以上参数的bind可以同理实现。
b{hdEb 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。
i@hW" [A C{P:1ELYXH 十一. phoenix
W"ldQ Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
rz]M}!>k cux<7#6af for_each(v.begin(), v.end(),
v.Zr,Z=eV (
25/OV"Z do_
%8~g#Z [
T$Rj/u
t1 cout << _1 << " , "
K1[(%<Gp ]
!S5_+.U# .while_( -- _1),
R\,qL-Br cout << var( " \n " )
%6HJM| {H )
k9 NPC" );
g RBbL1 F=r`'\JV[ 是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:
o1]Ze F 首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor
6`U]%qx_I operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
vDp|9VY? 那么我们就照着这个思路来实现吧:
/dq(Z"O_ b 3i34, #>\%7b59> template < typename Cond, typename Actor >
rhA>;9\ class do_while
"%]vSr {
fVx_]5jM Cond cd;
])iw|`@dJ Actor act;
+o^sm '$ public :
{2MS,Ua{ template < typename T >
_omz74 struct result_1
Ul%D}(, {
'(!U5j typedef int result_type;
;iTZzmB } ;
I2^Eo5' @bO/5"X, do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
Y!w {,\3 ^.~m4t`U template < typename T >
;P!x/Ct typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
r>3y87 {
yjj)+eJ(Q do
$|pD}
{
)G=hgqy act(t);
w-?|6I}T }
!<W^Fh while (cd(t));
diDB>W return 0 ;
Cso-WG, }
Yi+$g } ;
Nt_7Z 07A2@dx x).`nZ1 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
bT c'E# 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。
_43 :1!os 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。
3R ZD=` 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。
DK }1T 下面就是产生这个functor的类:
q%c"`u/v/ X1\ao[t<;c $/;<~Pzi template < typename Actor >
?8R
class do_while_actor
G,A;`:/ {
r_e]sOCb Actor act;
F=8gtk|U public :
+@#k<.yqn do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
L_ 2R3w ~VaO,8&+L template < typename Cond >
?\Lf=[ picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
b'TkYa^ } ;
5.FAuzz {^SHIL eHHqm^1z 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
(vr
v-4 最后,是那个do_
S}XVr?l2O %XK<[BF \%/zf class do_while_invoker
$Y_v X
2 {
ulxy 4] h public :
0vi\o`**Mj template < typename Actor >
_33YgO do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
_chX
{_Hu- {
HLp'^ return do_while_actor < Actor > (act);
r[y3@SE5 }
Q>[GD(8k } do_;
h?`'%m?_b "ba>.h,#' 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
Xw{Qktn 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
%[7<GcWl 最后来说说怎么处理break和continue
fDIKR[B 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。
PR*qyELu 具体实现手法这里就不罗嗦了。
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