一. 什么是Lambda J`O4]XRY
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 vi0% jsI
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, pFSVSSQRV|
<Ebkb3_
hQBeM7$F_
0$,Ag;"^?
class filler lN+NhPF
{ i^uC4S~
public :
zUqiz
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} )dLESk
} ; i{VjSWq
ja~b5Tf9
@( 9#\%=
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: #hd<5+$U}l
JBE'B Q@
/,5`#Gte_
>w9)c|
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); q4 'x'8
bm1ngI1oI
5 v~Y>
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 $'X*L e@k
tZa)sbz
B>o\;) l3O
vD) LRO
Z
二. 战前分析 v%&f00
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。 C3 0b}2
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 i TD}gC
P1
(8foZA
>
Q@*o
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); S:vv*5
/* --------------------------------------------- */ {H $\,
vector < int *> vp( 10 ); SlZL%C;
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); `+B+RQl}[
/* --------------------------------------------- */ 9;Wz;p
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); |i?AtOt@f
/* --------------------------------------------- */ p`1d'n[
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); h1K
3A5
/* --------------------------------------------- */ Xk]5*C]6<
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); .2
UUU\/5
/* --------------------------------------------- */ ~A8lvuw3
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); vG\]xM'u
w}NgFrL
30>TxL=&
Eg-b5Z);
看了之后,我们可以思考一些问题: #Opfc8pm'
1._1, _2是什么? FPMhHHM
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。 4,s: G.g
2._1 = 1是在做什么? 'cw0FpQ;
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。 <l wI| <
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。 q9WdJ!-^X
RO wbzA)]r
"XC6 l4Z
三. 动工 H
gNUr5p
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: h#]}J}si
<mY`<(bc
<?qmB}Y
J-?\,N1R7
template < typename T > N>ct`a)BD/
class assignment w,3`Xq@
{ -#gb {vj
T value; ZFW}Vnl
public : {K3\S
0L
assignment( const T & v) : value(v) {} dN |w;|M
template < typename T2 > //ZB B,[@
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } Y[s
} ; x0lX6
|D
Q=PaTh
9d[0i#` :q
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 kP;:s
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment (=
!_5l
aGpRdF1;!
Fa+PN9M`?.
@z/]!n\~
class holder i6`8yw
{ _&(ij(H
public : 87<y_P@{
template < typename T > zZ32K@
assignment < T > operator = ( const T & t) const 'hya#rC&(
{ K7f-g]Ibdn
return assignment < T > (t); |!!E5osXq
} /mD KQ<
} ; (sqS(xIY
&g& &-=7)
lf|^^2'*2<
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: ?sS'T7r
v
!%s7I^f*
static holder _1; E0O{5YF^T
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 JyB>,t)
(ZEVbAY?i
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); akCl05YW
而不用手动写一个函数对象。 &PgdCijGq;
#[KwR\b{:+
A+F-r_]}db
'h=
>ej*
四. 问题分析 /pk;E$qv
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。 jQ^Ib]"K
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。 HJcZ~5jf
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 >8JvnBFx=
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Bp/8 >EO`
下面我们可以对这几个问题进行分析。 .ERO*Tj
2~`dV_
五. 问题1:一致性 <=7)t.
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?| -+PPz?0
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 2(c#m*Q!b
h{JVq72R
struct holder KdR&OBm
{ H~~(v52wD
// hT]p8m
aRZ
template < typename T > 7J;.T%4l
T & operator ()( const T & r) const \) #3S $L~
{ ^CE:?>a$
return (T & )r; #-f^;=7
} eS.]@E-T
} ; A+}4N%kh
#[xNEC)
这样的话assignment也必须相应改动: *AA1e}R{B
iB,*X[}EqG
template < typename Left, typename Right > LPNv4lT[u
class assignment mzw*6e2T
{ v6n(<0:
Left l; lz*2wGI9
Right r; ^\6UTnS.
public : A^Zs?<C-
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} a;zcAeX
template < typename T2 > i~9)Hz;!
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } [5 V
} ; 8(I"C$D!k
pqr"x2=.
同时,holder的operator=也需要改动: xV6j6k
K%k,-
template < typename T > yh)q96m-V=
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const fI|1@e1
{ [~o3S$C&7
return assignment < holder, T > ( * this , t); QM]^@2rK2
} F)IP~BE-k
:
L>d]Hn
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。 5eLPn
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 DI RCP=5
k);!H +
return l(rhs) = r; Pm_=
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。 )/JC.d#
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ;:4puv+]
Txh;r.1e
template < typename Tp > 6uyf
class constant_t |H4'*NP"
{ Uww^Sq
const Tp t; S@#L!sT`u
public : 5-*]PAC
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} &)l:m.
template < typename T > i&$uG[&P
const Tp & operator ()( const T & r) const v+G:,Tc"
{ ;D1IhDC
return t; +\%zy=
} xlLS`
} ; rBf?kDt6l
Ydx5kUJV<
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ;k8}D*?8
下面就可以修改holder的operator=了 }0(
Na
SD&[K
8-i2
template < typename T > ^~ Sn{esA
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const ht|r+v-
{ H.L@]~AyL
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); _+En%p.m
} bv/b<N@4?$
1 GdD
同时也要修改assignment的operator() q*OKA5
.IXwa,
template < typename T2 > v(i Uo&Ge
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } (=j!P*
现在代码看起来就很一致了。 !UTJ) &
MQ44uHJ
六. 问题2:链式操作 5qy}~dQ
现在让我们来看看如何处理链式操作。 3o>t~Sfi
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。 Q-v[O4y~
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。 ?=kswf
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。 D;]%
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct `?x$J
6p
arZIe+KW
template < typename T > +0Gep}&z.
struct result_1 8:xo ~Vc
{ YW<2:1A|
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ]B4mm__
} ; `Tj}4f
L])w-
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: Ef.4.iDJrR
`Ny8u")=
template < typename T > !\1 W*6U8;
struct ref k5D'RD
{ Wi^rnr'Ss
typedef T & reference; 09Y?!,
} ; c'";36y
template < typename T > 7-I>53@
struct ref < T &> zF&UdS3
{ vc#oALc&
typedef T & reference; /Ph&:n\4
} ; )H)Udhz
?(yFwR,(
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ~uadivli
S7{.liHf
template < typename T > % VpBB
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const nM-SDVFM
{ DWQQ615i
return l(t) = r(t); mndl~/
} l-}5@D[
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。 RJwIN,&1.
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 $3[\:+
/v4S@SQ+
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 2F@)nh
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: d~-p;i
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 *)1Vs'!-
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Wxau]uix
最后的布局是: [P=[hj;
Add o!`O
i5
/ \ ><Z3<7K9
Divide 5 n~u3
/ \ J+jmSK%z
_1 3 Cfo 8gX*
似乎一切都解决了?不。 Lo5@zNt%W
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 < iI6@X>
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 ([b!$o<v
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: y*h1W4:^-
#Jz&9I<OKx
template < typename Right > 86fK=G:>
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const c[_^bs>k
Right & rt) const T% 13 '
{ -MU.Hu
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); heZy
66
} Q4Fq=kTE
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 UvJuOh+
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。 &v5.;8u+OV
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。 _iJXp0g
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。 ;'QY<,p[e
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。 [Am`5&J
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? |( 9#vt#
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: )S}; k=kG
jS3(>
template < class Action > F] ?@X
class picker : public Action 4UD=Y?zK
{ E\~ KVn
public : $>"e\L4Kp
picker( const Action & act) : Action(act) {} `1bX.7K43
// all the operator overloaded bro
} ; 3'*%R48P`
hr4ye`c j
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 lI_Yb:
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: M'zS7=F!:
5 k%9>U%$
template < typename Right > S=H_9io
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const =lC;^&D-0/
{ hMeqs+
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); HXfXb^~
} ;=+Zw1/g
,ah*!Zm.kk
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > fA_%8CjI
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。 =Y/fF
pq[X)]z|
template < typename T > struct picker_maker W.`Xm(y
{ Zfy~mv$
typedef picker < constant_t < T > > result; zf3:<CRX5
} ; Va@6=U7c
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > Ft;u\KT
{ .blft,'
typedef picker < T > result; /8>0;bX+
} ; u-QO>3oY6
>bA$SN
下面总的结构就有了: b-BM"~N'
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 w=D%D8 r2
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 ~llMrl7
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 #~4{`]W6
至此链式操作完美实现。 b
H"}w$!>r
x*h `VS(?6
sB( `[5I
七. 问题3 n</k/Mk}
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。 R+{^@M&
>v1 y 0zx
template < typename T1, typename T2 > ,2,SG/BB
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 22GnbA7O
{ df4sOqU
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); U=F-]lD
} 4|6&59?pnc
tE]5@b,R
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: uNe}"hs
qDRNtFa
template < typename T1, typename T2 > _{e&@d
struct result_2 qRPc%"
{ /&]-I$G@
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; Gefnk!;;
} ; {_zV5V
[`.3f'")j
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? S<eZ d./p6
这个差事就留给了holder自己。 @7@e`b?
5pRY&6So
ua`6M
template < int Order > l:Dn3Q
class holder; TBZ-17+
template <> 3(!/["@7
class holder < 1 > IXZ(]&we
{ Vk-W8[W 7
public : ~reQV6oQua
template < typename T > .3{[_iTM
struct result_1 2{t)DUs
{ {)B9Z
I{+A
typedef T & result; CKv&Re
} ; F!7f_m0=
template < typename T1, typename T2 > g7xbyBo7
struct result_2 +/y{^}b/
{ xLx"*jyL
typedef T1 & result; K2cq97k,d
} ; 8jy-z"jc
template < typename T > e0f":Vct
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const >ik1]!j]Lv
{ ]3L@$`ys
return (T & )r; h?0F-6z
} g1ZV&X=2
template < typename T1, typename T2 > Abj97S
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Z-(} l2\
{ /M3y)K`^
return (T1 & )r1; ku{XW8
} cz2,",+~
} ; \F 3C=M@:
M#OHY*
template <> /Q?~Q0{)es
class holder < 2 > S:ls[9G[3
{ 9i0M/vx
public : K`hz
t
template < typename T > u_N\iCYp
struct result_1 b.#^sm//
{ 8rFaW
typedef T & result; J?Ck4dQ
} ; 6nh]* /
template < typename T1, typename T2 > "hWJ3pi{o{
struct result_2 Z'Kd^`mt 9
{ 7}Bj|]b)~
typedef T2 & result; }>V/H]B
} ; 3 brb*gI_b
template < typename T > bH*@,EE
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Q[M (Wqg
{ bE?'C h
return (T & )r; UqN{JG:#.
} \V= &&(n#
template < typename T1, typename T2 > N~;*bvW{
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const nO~b=qO
{ dM Y
0 K
return (T2 & )r2; %c]nWR+/
} Bc@30KiQ^
} ; re;Lg
C
9#uIC7M
7_DG 5nT
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> >。 D!oZ?dGCo6
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: kI%peb?
首先 assignment::operator(int, int)被调用: q]px(
qxfLfgu^
return l(i, j) = r(i, j); ~n
WsP}`n
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) #+9rjq:v#]
]}kI)34/
return ( int & )i; \yNQQ$B
return ( int & )j; lW
p~t
最后执行i = j; EY kj@
.,
可见,参数被正确的选择了。 wf?u(3/%
XYjcJ
IAf$ ]Fh
~\$=w10
AYcgi
八. 中期总结 .U9R>#
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: M#xQW`-`
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 1Ao6y.S
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 wepwXy"
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ob
E:kNE9
OkpwhkPL5
CM9 XPr
|QVr`tE<
!tU'J"Zy
!6H uFf
九. 简化 :[xvlW29
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。 (?\?it-
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 f ba&`
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: T"?Y5t`(
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 jv =EheD
+-*/&|^等 !EOQhh
2. 返回引用。 mQ}Gh_'ps
=,各种复合赋值等 kn}zgSO
3. 返回固定类型。 f^p^Y
F+
各种逻辑/比较操作符(返回bool) EUy(T1Cl&&
4. 原样返回。 #--olEj!
operator, O|I+],
5. 返回解引用的类型。 Sh&iQ_vq
operator*(单目) &~ *.CQa
6. 返回地址。 yl$F~e1W
operator&(单目) O2.'-
7. 下表访问返回类型。 >7'+ye6z
operator[] i5"5&r7r
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 H<`\bej,
operator<<和operator>> &vkjmiAS
;L~p|sF
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 }3Y
<$YL"R
例如针对第一条,我们实现一个policy类: X4wH/q^
(WRMaI72(
template < typename Left > Fu7M0X'p
struct value_return @QdnjXII*
{ +@ MPQv
template < typename T > -#.< 12M
struct result_1 d
yh<pX/$
{ :g2
}C
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; (wuaxo:
} ; X*F_<0RC1
cJDd0(tD!
template < typename T1, typename T2 > M-J<n>hl
struct result_2 sb^mLH] 3
{ NvJV</l6A
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 0C$8g
Y*
} ; 0(y:$
} ; {\G`]r-cM
"3fBY\>a
5Fbs
WW2
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 2q PhLCeZ
:et#0!
下面我们来剥离functor中的operator() uSN"vpc4D
首先operator里面的代码全是下面的形式: Nxk(mec"
$6h*lT<
return l(t) op r(t) J;}3t!
return l(t1, t2) op r(t1, t2) j*400
return op l(t) D!F 2l_
return op l(t1, t2) mR%FqaN_
return l(t) op *geN[[
return l(t1, t2) op
>&U@f
return l(t)[r(t)] ST
Z]8cw
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] m#e*c[*G
#.._c?%4/
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: 'T,c.Vj)
单目: return f(l(t), r(t)); dNiH|-$an
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); _=EKXE)&}
双目: return f(l(t)); C ^w)|2o}
return f(l(t1, t2)); =\};it{u
下面就是f的实现,以operator/为例 NHm]`R,
9QwKakci
struct meta_divide mwC=o5O
{ bsS:"/?>
template < typename T1, typename T2 > ]<XR]FHx)
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) g/~XCC^F?
{ W)*p2#l
return t1 / t2; 5~H#(d<oZ
} ZmEEj-*7s
} ; ,.tfWN%t\
9Uf j
这个工作可以让宏来做: +f|BiW
a.2L*>p
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ;H'gT+t<c
template < typename T1, typename T2 > \ z6*<V5<7
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 3jZ6kfj
以后可以直接用 Y32 "N[yw
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) R=]d%L8
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 Bv6K$4
(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。。。) By)u-)g9
y<:<$22O
o}$1Ay*q`
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 -/P\"c
SaOYu &>
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > !bnyJA
class unary_op : public Rettype r(h`XMsU
{ Yg9joNBh
Left l; n.}E5%qK
public : |7k_N|E
unary_op( const Left & l) : l(l) {} , %9df+5k
ntVS:F
template < typename T > 72W
s
K"
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const %]2,&
{ nkfZiyx
return FuncType::execute(l(t)); @p 6<Lw_E
} Dd/wUP
A/7{oB:a
template < typename T1, typename T2 > jho**TQ P
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ~*A8+@\R
{ phnV7D(E
return FuncType::execute(l(t1, t2)); xG&)1sT#-\
} j)C,%Ol
} ; Qv,"($n\
#|&Sc_#4)
uN([*'0Cg
同样还可以申明一个binary_op }X*Riu7gk
[Zei0O
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > J_x13EaV0
class binary_op : public Rettype 9l,a^@Y:
{ ?=m?jNa;nC
Left l; WmY``
Right r; (bsXo
q
public : "#[!/\=?:
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} /x_o!<M
={K`4BD
template < typename T > 35E _W>n
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ]QzGE8jp*
{ N(I&
return FuncType::execute(l(t), r(t)); vnWWneeNr
} }:X*7 n(&
+qh[N@F
template < typename T1, typename T2 > 28 8XF9B^
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const j@YU|-\qh
{ 4"gM<z
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); IiY/(N+J
} C(00<~JC
} ; O3I8k\`
su*'d:L
MyT q
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 .Fdgb4>BXX
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 c-B
cA
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ,%uo6%
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。 "?V0$-DR
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! {phNds%
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。。。 XUz3*rfs
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 O^oWG&Y;v
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) _lamn}(x0
下面是修改过的unary_op :]\([Q+a
a!=D [Gz*5
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > z6*X%6,8
class unary_op M7pOLP_1jB
{ \O2Rhz
Left l; U4d:] z
6}d.5^7lr
public : ZrsBm_Rx
OX\A|$GS
unary_op( const Left & l) : l(l) {} kqFP)!37
ML|FQ
template < typename T > |5lk9<z
struct result_1 )h7<?@wv&
{ %5(I/zB
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; E7rDa1
} ; nAv#?1cjz
? m
DI# ~)
template < typename T1, typename T2 > sB7#
~pA
struct result_2 4y|BOVl
{ Q+[n91ey**
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; >T^;MS
} ; I>W=x'PkLn
JRB9rSN^
template < typename T1, typename T2 > JMC. w!
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const s~^5kgPA
{ HiZ*+T.B
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ZOh`(})hy
} IG2r#N|C#
eA2@Nkw~)
template < typename T > GeH#I5y
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 8\+uec]k
{ >*35C`^
return OpClass::execute(lt(t)); wW>A_{Y
} V%rzk*LA
Z^3rLCa
} ; t}r' k/[
]_f_w9]
&u$Q4
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 ZMQZs~;~d
好啦,现在才真正完美了。 Tp?7_}tRi
现在在picker里面就可以这么添加了: =^M/{51j
11Q1AN
template < typename Right > ~Y^+M*
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const n]._uza
{ fDv2JdiU
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 3dg1DR;
} UXJeAE-
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。 P)Jgs
- YEZ]:"
W!Gq.M
n@<YI
03$mYS_?
十. bind I fK,b*%
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。 0yk]o5a++
先来分析一下一段例子 @ a! #G
KI"#f$2&
`KZm0d{H
int foo( int x, int y) { return x - y;} zfJT,h-{
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 %z=le7
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 y8]B:_iU9
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 lU8l}Ndz"
我们来写个简单的。 *3+4[WT0]a
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: R$R *'l
对于函数对象类的版本: j\eI0b @*
C7]f*TSC4
template < typename Func > E^B'4
struct functor_trait /:cd\A}
{ OAgniLv
typedef typename Func::result_type result_type; ;YaQB#GK%
} ; LP.]9ut
对于无参数函数的版本: g_;\iqxL
jk;j2YNPw
template < typename Ret > /p/]t,-j2
struct functor_trait < Ret ( * )() > mVj9 ,q0
{ p?02C#p
typedef Ret result_type; akmkyrz '&
} ; =O~_Q-
对于单参数函数的版本: y\/1/WjBn
))qy;Q,
template < typename Ret, typename V1 > x`mG<Yt
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > '6DBs8>1
{ ]}V<*f
typedef Ret result_type; %aP!hy
} ; -{("mR&]
对于双参数函数的版本: zrvF]|1UP
EfqX
y>W
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > v_yw@
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > @="Pn5<]C
{ xw.A #Zb\_
typedef Ret result_type; R7%#U`Q^A
} ; Q1Kfi8h}'
等等。。。 kBS9tKBWg
然后我们就可以仿照value_return写一个policy }H53~@WP>
9p]QM)M
template < typename Func > wH*-(*N"
struct func_return jVi) Efy
{ Zj(AJ* r
template < typename T > 7P} W
*
struct result_1 a,,ex i
{ IW5,7.
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; cTifC1Pf
} ; KR}?H#%
O2V
template < typename T1, typename T2 > 6XxvvMA97
struct result_2 7g^]:3f!
{ p%ki>p )E|
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; @FAA2d
} ; H_7/%noS5
} ; G/E+L-N#`
{p2!|A&a
3Tcms/n
最后一个单参数binder就很容易写出来了 }RF(CwZr(
70d 1ReQ
template < typename Func, typename aPicker > hPkp;a #
class binder_1 G[ PtkPSJ
{ %uDi#x.
Func fn; &ANf!*<\E
aPicker pk; `7E;VL^Y1
public : 9cbd~mM{
^e,.
template < typename T > )MVz$h{c.]
struct result_1 [>I<#_^~
{ /8'NG6"H`
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; tAd%#:K
} ;
z_$% -6
,&A7iO
template < typename T1, typename T2 > XT%nbh&y
struct result_2 ktXM|#
{ ZDJ`qJ8V
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; gx/,)> E.
} ; Y1\ }5k{>
5DU6rks%
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} t.y2ff<[U
NN{?z!
template < typename T > KK4`l}Fk:n
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 8NJqV+jn)t
{ t>RY7C;PuS
return fn(pk(t)); 5V~oIL
} &m7]v,&
template < typename T1, typename T2 > wU36sCo
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 7aRi5
{ u~:y\/Y6
return fn(pk(t1, t2)); ^Z+?h&%%
} EJ.SW5
} ; k"%~"9
RLXL&
iuW[`ouX
一目了然不是么? `?rSlR@+[I
最后实现bind O63<AY@
| j`@eF/"
1=c\Rr9]
template < typename Func, typename aPicker > e]"W!KcD9
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) <al(7
{ /Iy]DU8
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ]cWUZ{puRB
} 0S_~ \t
*%NT~C
q
2个以上参数的bind可以同理实现。 P )"m0Lu<
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。 2WL|wwA
Fnv;^}\z
十一. phoenix 6<SAa#@ey
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 7kLz[N6Ll
<c-=3}=U\
for_each(v.begin(), v.end(), @V sG'
( ]@c+]{
do_ wu!59pL
[ L#?Ek-
cout << _1 << " , " D,*3w'X!K
] UgNu`$m+
.while_( -- _1), 6r0krbN
cout << var( " \n " ) ZohCP
) WRbj01v
); G@\1E+Ip
IB"w&