一. 什么是Lambda
f#?fxUH~ 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
94+KdHAo^M 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,
.z
6fv O$IEn/%+ F{EnOr`,m= \]=7!RQ\ class filler
kB/D!1
" {
,=tD8@a< public :
jqv- D void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
Tsgk/e9K2? } ;
b
/@#}Gc 0(mkeIzJt/ 7bk%mQk 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:
u:[vaBh91 V\u>"3BQw MO&}r7qq h v8P4"i v for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
VG,u7A*Z# -sw
. \<y`!"c
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
!OBEM1~
1 q0$
!y!~ ,17hGKM >+]_5qc 二. 战前分析
wW#}:59} 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。
)+}]+xRWGj 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
ROk5]b. ?\$#L^;b} rypTKT|U; for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
{jYOsl /* --------------------------------------------- */
s0DGC vector < int *> vp( 10 );
jJuW-(/4[ transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
Q.]}]QE
/* --------------------------------------------- */
c8L~S/t sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
%7"X(Ts7B /* --------------------------------------------- */
cJ1#ge%4 int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
31rx-D8o /* --------------------------------------------- */
wm)#[x # for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
bKrhIU[ /* --------------------------------------------- */
D+]a.& {p for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
cgm81+[%r Fb7#<h TQx.KM>y IG|X!l 看了之后,我们可以思考一些问题:
o3I Tr'; 1._1, _2是什么?
fRtUvC-#H 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。
O)ME"@r@: 2._1 = 1是在做什么?
'h^0HE\~p 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。
MxGu>r 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。
}z\_;\7 9T|IvQK8 RA G3o- 三. 动工
qQ"Fv|]~> 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
NR -!VJQ y($%;l t%'Z<DmG+ gF[z fDm template < typename T >
$:
]o]a class assignment
FI3)i>CnW {
4$*%gL;f^ T value;
&4b&X0pU public :
/%&2HDA) assignment( const T & v) : value(v) {}
%n
hm template < typename T2 >
c0hwc1kv- T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
n@U n } ;
f}1&HI8r :{IO=^D=$ <^zHE=h" 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
~$p2#AqX 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
o(S{VGi, hO';{Nl/$ 9(6I<]# >2,Gy-&"0 class holder
\T<$9aNb {
2I&o69x? public :
b@S Cn9 template < typename T >
D3)zk@N assignment < T > operator = ( const T & t) const
);Z1a&K5k {
9A,^c; return assignment < T > (t);
czm&~n6$ }
'B@e8S)y } ;
Y]L9Y9 iVG-_RsKK (;q\}u 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:
P#fM:z@[ qUxRM_7U static holder _1;
=:/BV=tv Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
!"<MsoY@ e46/{4F, for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
<
V\I~; 而不用手动写一个函数对象。
(rkU)Q wc!onZX5 L+'Fs xo&]RYG[< 四. 问题分析
W2z*91$ 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。
ox%9Ph 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。
N_pJk2E 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
1qf!DMcdZ 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
(iRide 下面我们可以对这几个问题进行分析。
I =1+h /w]!wM 五. 问题1:一致性
R1& [S/ 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?|
55;g1o}}f 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
aBNZdX]vzO PJ2qfYsH=> struct holder
Pv<24:ao {
3"G>>nC& //
8HR mQ template < typename T >
e0J6Ae4V[ T & operator ()( const T & r) const
z,VD=Hnz {
jK' N((Hz return (T & )r;
^D<r }
Ur5FC r } ;
+QE^\a ^`G`phd$ 这样的话assignment也必须相应改动:
TEMw8@b G 2mX; template < typename Left, typename Right >
glDh([ class assignment
MW PvR|Q {
T}4/0yR2 Left l;
F35#dIs`& Right r;
2^)1N>"g public :
ZeEWp3vW assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
ak:ibV template < typename T2 >
8
O 67 T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
:_@JA0n } ;
UQ[B?jc jaa"~5TO8 同时,holder的operator=也需要改动:
mWyqG*-Hb #vzEu
)Ul template < typename T >
!YP@m~ assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
n_B"-n {
*FmTy| return assignment < holder, T > ( * this , t);
8X I? }
P(;?kg}0 VwEb7v,^0\ 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。
-CRraEXf8 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
,9P:Draxs` ixV0|P8,c return l(rhs) = r;
Rcawc
Y 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。
JXw^/Y$ 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
~j-cS
J3 #Jna6 template < typename Tp >
HmZ{L +" class constant_t
uio@r^Xz {
l/Vo-# const Tp t;
@]![o % public :
bcAvM; constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
\'M3|w`f template < typename T >
~u.T- 0F const Tp & operator ()( const T & r) const
.S%0 {
JkGnKm9G return t;
YFTjPBV }
;r6jx"i } ;
tw(JZDc 9{$'S4 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
HFq m6| 下面就可以修改holder的operator=了
4<x'ocKlD /'hC i]b@v template < typename T >
\T;\XAGr assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
ru`U' {
9W8]8sUeG return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
%J8|zKT5t }
@?[1_g_'P r@{~ 5&L 同时也要修改assignment的operator()
^+
wD43 !sRngXCXk? template < typename T2 >
~l$3uN[g T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
IJJ%$%F/ 现在代码看起来就很一致了。
F|&{Rt k2xHH$+{#= 六. 问题2:链式操作
&|aqP
\Q5 现在让我们来看看如何处理链式操作。
i[ $0a4 其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。
>5wx+n)/) 事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。
fi+R2p~vs 比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。
~h"/Tce 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
8`b`QtGf IQ!\w- template < typename T >
gaf$uT2
struct result_1
@A+RVg*= {
ex<O]kPFE typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
suH&jE$ x } ;
Nk[2nyeO> St<mDTi 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:
.@"q$\ g!i45-n3gt template < typename T >
*FfMI struct ref
5~.ZlGd {
unJ R=~E typedef T & reference;
U#n#7G6fRp } ;
KK,Z"){
template < typename T >
QaGlR`Y struct ref < T &>
9
C{;h {
4G@nZn typedef T & reference;
\j2;4O?` } ;
h b/]8mR X]loJoM9 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
| ea~'N1 }dxDtqb template < typename T >
Bk}><H typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
{}o>{&X {
O,<IGO return l(t) = r(t);
O'GG Ti]e }
vfB2XVc 可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。
KvQ,;A 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
CAT.4GM !vn1v)6 有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么
^VT1vu
%03 _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
@h?shW=^ _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
&/A8-:m +5 调用divide的对象返回一个add对象。
\7z^!m 最后的布局是:
Ke-)vPc Add
Wy]^Ub gW / \
,&Wn [G<2 Divide 5
rtQHWRUn / \
a{[+<8=@1 _1 3
.P$IJUYO 似乎一切都解决了?不。
I5AO?BzJ 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。
T<-=nX 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。
|xoF49 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:
XCsiEKZ_i IkzTJ%> template < typename Right >
OquAql: assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
=N);v\ Q$! Right & rt) const
O9(r{Vu7u {
`Y40w#?uW return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
0)m8)!gj }
LwuF0\ 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
@mt0kV9 XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。
\uG`|Dn 因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。
-xg2q
V\c 最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。
uE=$p) 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。
m6
s7F/ 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?
]v G{kAnH 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:
CnN9!~]" qP!P
+'B template < class Action >
S<nq8Ebmw class picker : public Action
_)$PKOzbb {
A\Txb_x public :
@^ ik[9^H picker( const Action & act) : Action(act) {}
Ovw[b2ii // all the operator overloaded
QO{y/{ } ;
-V %gVI[ 0(8H;T Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。
?y XAu0 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
ftk%EYT; V2|3i}V" template < typename Right >
4*Z6}" picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
uqyB5V0gh {
"k$JP return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
d h^^G^ }
$!A:5jech f]8I64 Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
]J2:194 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。
lo&#(L+2 W&"|}Pi/ template < typename T > struct picker_maker
*oI*-C {
bVr*h2p typedef picker < constant_t < T > > result;
mT*{-n_Zs } ;
1U\$iy8} template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
O(H1 P[ {
H/~?@CE(YC typedef picker < T > result;
$trAC@3O@ } ;
r!N]$lB w-N1.^ 下面总的结构就有了:
@LD6:gy 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。
[LM^),J? 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。
>n.z)ZJ picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
m:Go-tk 至此链式操作完美实现。
>x:EJV fvo<(c#Y# gd@p|PsS^ 七. 问题3
|`yZIY_ 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。
+$z]w(lb T t@bt6J .{ template < typename T1, typename T2 >
`BZ&~vJ_ ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
|I[7,`C~ {
}UyQ# U return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
3mt%!}S }
6\dX Md;/nJO~{ 很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2:
VU!w!GN]Y -[#n+`M template < typename T1, typename T2 >
~bA,GfSn0 struct result_2
_.18z+ {
SjcL#S($&Y typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
BZ+-p5]- } ;
r;cV&T/?
R
-elIp 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?
:_dICxaLZT 这个差事就留给了holder自己。
K3$`
Kv>I _EYB
8e FJM;X-UOY template < int Order >
y)J(K*x/$ class holder;
sJr5t? template <>
KAA3iA@>+ class holder < 1 >
^Ip3A {
3=4SGt5m public :
1|y$~R.H template < typename T >
<ZPZk'53<f struct result_1
+S { {
"4}wnu6/ typedef T & result;
T.?k>Ak } ;
(
76{2 template < typename T1, typename T2 >
-
HOnB= struct result_2
j^u[F" {
|DG@ht typedef T1 & result;
+/'<z } ;
)q?$p9 template < typename T >
z)L}ECZh9 typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
-]"T^wib {
2g`[u| return (T & )r;
E)'8U }
}B!cv{{ template < typename T1, typename T2 >
M?:\9DDd typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
r:l96^xs {
Q^h5">P return (T1 & )r1;
mb\t/p }
XdIah<F2 } ;
JAb$M{t mA{#]Yvf1 template <>
=&NOHT> class holder < 2 >
a>Re^GT+z {
WVL#s?=g public :
J 3?Dj template < typename T >
hH4o;0rqJ struct result_1
Sni=gZ K {
#3.)H9
typedef T & result;
*%- ?54B } ;
-Ds|qzrN% template < typename T1, typename T2 >
LF=c^9t struct result_2
wL
eHQ] {
!]DuZ= typedef T2 & result;
r\mPIr| } ;
j 2}v} template < typename T >
[yd6gH typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
W8/(;K`/ {
,Aa|Bd]b
return (T & )r;
Zq?_dIX
% }
KRk~w] template < typename T1, typename T2 >
X ]s"5ju|t typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
,t~sV@ap {
nP_=GI return (T2 & )r2;
x0x $ 9 }
kEAhTh&g* } ;
zA{8C];~ 3q~Fl=|.o fPE ?hG<x 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> >。
q) _r3 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
ER<eX4oU 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
6&],WGz 9s
$PrF return l(i, j) = r(i, j);
^![{,o@"A 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
&:8T$UV GVObz?Z]SB return ( int & )i;
&:auB:b return ( int & )j;
9t}xXk 最后执行i = j;
8eww7k^R 可见,参数被正确的选择了。
G2@KI- )5i*/I\ d^SE)/j )k%M.{&bji u9}!Gq 八. 中期总结
\dNhzd# 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:
/+P5)q
TKL 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
hO;9Y|y 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
`@\^m_!} 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
{,v:
GMsm C9Wojo. 44Qk;8* ?Q:PPqQ >ZDC . ~ q]ZSjJ 九. 简化
<UK5eVQn 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。
Ld~4nc$H8 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
pX]21&F 首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种:
3Q$c'C 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
p,s&61] +-*/&|^等
|UZOAGiBg 2. 返回引用。
|KaR
n;BM =,各种复合赋值等
Xoi9d1fO 3. 返回固定类型。
[Pqn3I[ 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
-7L 4. 原样返回。
!&0a<~Wi operator,
)8]3kQffJ= 5. 返回解引用的类型。
kpT>G$s~gy operator*(单目)
&:#A+4& 6. 返回地址。
$[w|oAwi operator&(单目)
3se$,QmN 7. 下表访问返回类型。
H
oS|f0 operator[]
5%qH7[dx 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
\!7*(&yly operator<<和operator>>
7uA\&/
, '{W3j^m7 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。
p.aE 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
x!`KhTu`_A >DS}#'N4l template < typename Left >
a'^0.1 struct value_return
|P~q/Wff {
777rE[\@b template < typename T >
EFv4=OWB struct result_1
:'ihE\j {
um{e&5jk typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
w?/f Z x } ;
omT(3)TP My0!=4Any template < typename T1, typename T2 >
vhNohCt struct result_2
t}c v2S {
s!i:0} U typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
2i"HqAB } ;
%U:C| } ;
}2mI*"%)\u lkN'uZ Q.>/*8R; 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
5d(qtFH1 ef,F[-2^o 下面我们来剥离functor中的operator()
Ki63Ox^O 首先operator里面的代码全是下面的形式:
^K/G 5 ofl'G] /$+ return l(t) op r(t)
>Ban?3{ return l(t1, t2) op r(t1, t2)
l)%mqW% return op l(t)
T&!ZD2I return op l(t1, t2)
M.t@@wq return l(t) op
z2ds8-z return l(t1, t2) op
pbFYiu+ return l(t)[r(t)]
lf;~5/%wMG return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
b<8q 92F >07shNX 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:
>waN;&>/ 单目: return f(l(t), r(t));
k5g@myb- return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
.h a`)@MsZ 双目: return f(l(t));
;i}i5yv2
return f(l(t1, t2));
^YqbjL 下面就是f的实现,以operator/为例
%db3f
z ?&XzW+(X struct meta_divide
E"ZEo9y@^ {
V3 qT<}y| template < typename T1, typename T2 >
s v6INe: static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
.dt#2a_5q {
d~3GV(M return t1 / t2;
XS3{R }
V15q01bE# } ;
# UjEY9"M .byc;9M% 这个工作可以让宏来做:
[:Xn6)qz y>%W;r) #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
|iAEDZn
template < typename T1, typename T2 > \
F@Pem static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
4Sqvhz 以后可以直接用
QaIi.*tic DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
IC\E,m 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
EgFl="0 (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。。。)
PVZEB @h!U LPb]mC6# 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
i_|h{JK) !B0v<+;P8 template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
sw[<VsxjR class unary_op : public Rettype
bGhhh/n {
G,+xT}@wu Left l;
s z;=mMr/Z public :
U`:l AG unary_op( const Left & l) : l(l) {}
L,f^mX0< [kVpzpGr template < typename T >
=;kRk.qzy typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
1hF2eNh {
Dm&lSWW`/ return FuncType::execute(l(t));
- $xKv4 }
/,=Wy"0TJ J11dqj template < typename T1, typename T2 >
Bidqf7v typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
=c
:lS&B {
z?8zFP return FuncType::execute(l(t1, t2));
~vO'p }
r!"CH5dT } ;
jI@bTS o ---Ks0\V I|Vk., 同样还可以申明一个binary_op
.%-6&%1 A}az
m> template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
l|4xKBCV] class binary_op : public Rettype
ZE5-i@1 {
J"m%q\' Left l;
qg) Af Right r;
(:tTx>V# public :
nPQZI6> binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
Enq6K1@%G mtiO7w"M\7 template < typename T >
g_-?h&W typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
G_7ks]u- {
Z&?+&q
r^ return FuncType::execute(l(t), r(t));
gPA>*;?E;@ }
*!wO:<- Q6s5#7h'"
template < typename T1, typename T2 >
s[vPH8qb typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
&r5&6p {
USHlb#* return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
LZZ:P }
FVvv } ;
Y ;~~?[6 C7XS6Nqu EL2 hD$ 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
5<:VJC< 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
~%8Q75tn. DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
=: v>< 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。
1OfSq1G>v$ 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
*'AS^2' 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。。。
ZmYSi$B 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
/w}B07. 这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan)
@?^LxqAWA 下面是修改过的unary_op
ib""Fv7{ `lV template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
g~$GE},, class unary_op
` + n {
-KU)7V Left l;
yjM@/b I]WeZ,E public :
HqnKpZ Te U7W?M^ unary_op( const Left & l) : l(l) {}
n'&`9M['%d +ia(%[ template < typename T >
y}:)cA~o(y struct result_1
>b!X&JU {
vwqN;|F typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
!=h|&Vta } ;
!7"K>m< L->f=
8L template < typename T1, typename T2 >
jhEg#Q$ struct result_2
E23 Yk?" {
*|,ykb> typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
$bi_i|? } ;
&8_#hne_ sY;gh`4h template < typename T1, typename T2 >
Mn }Z9S[ typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
1N$gE {
a+>W return OpClass::execute(lt(t1, t2));
4gkV]"
H! }
!qw=I( E][{RTs template < typename T >
iP?ASqo{ typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
(P>eWw\0 {
64\5v?C return OpClass::execute(lt(t));
4{pemqS* }
HT,kx q[|`&6B } ;
|gRgQGeB 9X{nJ" 4wj| 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
0iZ9a/v 好啦,现在才真正完美了。
G>ptwB81KM 现在在picker里面就可以这么添加了:
~h^}W$pO $@qs(Xwr template < typename Right >
6[h$r/GXh" picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
$H:h(ia: {
S.F=$z.% return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
?5YmE(v7 }
B%g :Z 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。
q}F%o0 6j"I5,-~! nC!^,c 6u, 0y$3 ^'I5]cRa 十. bind
PLD'Q,R 既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。
X>GY*XU 先来分析一下一段例子
]|LaMMD =U7D}n
hS- 1gy}E=noP int foo( int x, int y) { return x - y;}
?M-8Fp3 + bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
l
75{JxZX bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
U9fF;[g 可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。
S@G{|. )2 我们来写个简单的。
Nl<,rD+KSD 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
PW//8lsR 对于函数对象类的版本:
lvJ{=~u g#%FY1xp template < typename Func >
@gjdyz struct functor_trait
f uNXY-; {
g7z9i[ typedef typename Func::result_type result_type;
,Ve@=< } ;
v_h*:c 对于无参数函数的版本:
J$/BH\ @OY-(cW template < typename Ret >
eL?si!ZL^ struct functor_trait < Ret ( * )() >
!K~$-jlT {
*=9#tYn~ typedef Ret result_type;
Y <k,E } ;
1`_)%Y[ZJ 对于单参数函数的版本:
LbbQ3$@WD [=F
|^KL template < typename Ret, typename V1 >
6:tr8 X_ struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
hsO.521g {
fO(S+} typedef Ret result_type;
KL"L65g& } ;
V@'S#K# 对于双参数函数的版本:
SfL`JNi) jyH_/X5i7 template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
$[CA#AXE struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
YY~=h5$ {
}V;]c~Q/H typedef Ret result_type;
j$oZIV7 } ;
2I7` 等等。。。
-%)
!XB
然后我们就可以仿照value_return写一个policy
$QBUnLOek& :Rj,'uH+h) template < typename Func >
FNEmGz/4 struct func_return
BQ0\+ {
mxA )r5sx template < typename T >
t3g!5 struct result_1
qDd/wR,44 {
wT yM9wz& typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
,x.)L=Cx8 } ;
|raQ]b@t& r!,V_a4n template < typename T1, typename T2 >
R_n-&d'PP struct result_2
Z@/5~p {
nn%xN\~< typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
"]Td^Nxi } ;
kk+8NwM1 } ;
ye2Oh7 %]oLEmn}y 0*x? 最后一个单参数binder就很容易写出来了
{o%R~{6 n$l]+[> template < typename Func, typename aPicker >
x's-UO"^ class binder_1
s9Z2EjQV {
_/ZY&5N Func fn;
<5~>.DuE aPicker pk;
R,1 ,4XT public :
Q*(o;\s N@0scfO6< template < typename T >
1tpD| struct result_1
.p>8oOp {
J[wXG6M typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
l:f
sZO4 } ;
j3&*wU_ m5{SPa,y template < typename T1, typename T2 >
3:
Uik struct result_2
0{F.DDiNT {
qr6jn14.c typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
q|J] } ;
Shz;)0To 063;D+ binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
Kx0dOkE _@2G]JD template < typename T >
GNOC5 E$I typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
]U%Tm>s. {
:f;|^(]" return fn(pk(t));
$ 1U%E }
+E4_^ template < typename T1, typename T2 >
Cq~Ir*" typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
=Frr#t!(w0 {
6-"&jbvm return fn(pk(t1, t2));
rY}ofq7b }
QUf_fe!,| } ;
if>] )g2lr t
,$)PV )
|vFrR 一目了然不是么?
u:ISwAp 最后实现bind
s3J$+1M> ] ?(=rm9u 7[LC*nrr template < typename Func, typename aPicker >
dyd_dK/ picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
16vfIUtb {
8@-US ,| return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
xXZN<<f59 }
71_N9ub@z /hQ!dU.+ 2个以上参数的bind可以同理实现。
s/V[tEC*z 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。
P}gh-5x _wBPn6gg` 十一. phoenix
&3<]FK Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
=E}/Z ?=/l@ d for_each(v.begin(), v.end(),
O);V{1P (
;XT$rtuX do_
/1*\*<cs [
Go4l#6 cout << _1 << " , "
M5]wU ]
qcqf9g .while_( -- _1),
*h UrE cout << var( " \n " )
mYCGGwD )
945psG@| );
Ab`G b ZYG"nmNd 是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:
\gdd 首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor
%Xn)$Ti~< operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
>|<6s],v 那么我们就照着这个思路来实现吧:
&A~ 1Q#4 IcB>Hg5 . @.CQB=E template < typename Cond, typename Actor >
H_9~gi class do_while
F)C8LH {
B6BOy~B0 Cond cd;
:M Md@ Actor act;
<R2bz1!h. public :
p?Y1^/
template < typename T >
_ v-sb(*
J struct result_1
"YivjHa7H {
&kP>qTI^p~ typedef int result_type;
d%WFgf} } ;
sviGS&J9h *Nv<,Br,F do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
,\VNs'j 74Lq!e3hMF template < typename T >
g%K3ah
v typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
Ox58L>:0m {
co:
W! do
,$*$w< {
ZW2U9 act(t);
kc}e},k }
+?%huJYK, while (cd(t));
#fQStO return 0 ;
y8\44WKW }
d35 ,[ } ;
bEM-^SR i),W1<A1 C/)Xd^# 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
hW(Mf 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。
\ZXH(N*>2t 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。
U\+o$mU^ 因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。
B&cC;Hw 下面就是产生这个functor的类:
<}G7#xg 4jvgyi9
L \pe template < typename Actor >
NT:p6(s^ class do_while_actor
ENygD {
@`)A) Actor act;
k5(@n>p public :
(,[Oy6o do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
-Zkl\A$> <yBZsSj template < typename Cond >
7&E3d P picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
s~,Y po? } ;
-|T.APxB S-*4HV_l &;|/I`+ 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
}5\F <b^@Y 最后,是那个do_
_uID3N% 4Z,MqG> n)gzHch class do_while_invoker
ckS.j)@.c {
wUv
Zc public :
O$+0 . template < typename Actor >
-r7*C:E do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
%N04k8z {
pO[ @2tF return do_while_actor < Actor > (act);
q{ i9VJ] }
/^SIJS@^`> } do_;
nDhr;/"i )%I2#Q"Nt- 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
-A^18r 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
mr&nB 最后来说说怎么处理break和continue
9KkxUEkW 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。
f%<kcM2 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 ]