一. 什么是Lambda 9B dt (}0A
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 $P:
O/O=>
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, kax\h
W3&tJ8*3
'PlaM Oy
4'Xgk8)
class filler C;Ic
{ 7OVbP%n)d2
public : I,ci >/+b
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} _2hXa!yO
} ; k$Rnj`*^
wU`!B<,j
yg;_.4TpIO
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: TNY4z(r
*zVvQ=
u-DK_^v4M
Rt(J/%;
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); *Q}[ ]g
(LJ@SeM;
Gzt=u"FV
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ;\y;
b!$ }ma;B
kw,$NK'
/.V0ag'G
二. 战前分析 #\4 b:dv
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 Qu%D
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 uH\kQ9f
6'OO-o
-s__E
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); LD (C\
/* --------------------------------------------- */ >O]s&34
vector < int *> vp( 10 ); {.k)2{
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ujgLJ77
/* --------------------------------------------- */ dl l%4Sd
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); 80ZnM%/}
/* --------------------------------------------- */ > %*B`oqo
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); %85Icg
/* --------------------------------------------- */ ?\H.S9CZ^
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
ErbSl
/* --------------------------------------------- */ X)uDSI~
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); ]UNZd/hIL
\gccQig1CJ
}fIqH4bp
gs`^~iD]m
看了之后,我们可以思考一些问题: ~%y\@x7I
1._1, _2是什么? Pg^h,2h
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 }X$l\pm
2._1 = 1是在做什么? $W!]fcZlB
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。 <>4!XPo%J
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 I ftxSaP
+T_ p8W+j
o;J;*~g
三. 动工 [{F%LRCo-
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: K6pw8
V 2kWiyN
aIvBY78o
)teFS%
template < typename T > %my
class assignment T!(
4QRh[
{ ER|!KtCSM
T value; aqQ o,5U>
public : /jrY%C
assignment( const T & v) : value(v) {} Etmo78e
template < typename T2 > UR>_)*
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } sp8[cO=
} ; qw:9zYG}qW
T_L6 t66I
!p%@Deu
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 F+j O*F2h
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment fuSq ={]
(5Ky6b9v
z
Bf;fi
nN{dORJlx
class holder q]v,
{ sX'U|)/pD
public : p~>_T7ze
template < typename T > Xu<FD jr
assignment < T > operator = ( const T & t) const Pc4R!Tc
{ /"0as_L<
return assignment < T > (t); 2oNV=b[
} u
2lXd'
} ; +#v4B?NR
|[wyc!nY).
<kc]L x
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: 0_V*B[V
u[`v&e
static holder _1; iwz`
x
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 M]0^ind
nL;K|W
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); XqFu(Lm8=
而不用手动写一个函数对象。 Rrz'(KSDw
T{ nQjYb?
wG:$6
-><QFJ
四. 问题分析 O|(o8VS
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。 ZKsQ2"8{M
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。 tMG@K
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 JTkCk~bX[z
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 {F)E\)$G
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ^fZGX<fH
D5[VK`4Z
五. 问题1:一致性 n` #+L~X
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?| z\h,SX<U
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 W8uVd zQ
%QE5<2k
struct holder 8DL hk
{ {fElto
// tBTJmih"
template < typename T > ,#
iZS&
T & operator ()( const T & r) const )6C`&Mj
{ $:]tcY-L9
return (T & )r; [,\i[[<
} ?7rD42\8H
} ; D3]@i&^B
09x+Tko9;*
这样的话assignment也必须相应改动: DrV0V
.t,
Z_jn27AC
template < typename Left, typename Right > <dJIq"){
class assignment dWIZ37w+D
{ xrX?ZJ
Left l; x{QBMe`
Right r; lSs^A@s
public : |Pj9ZG#
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ){jqfkL
template < typename T2 > dd19z%
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } Cl-S=q@>V
} ; tbRE/L<
SDJ;*s-
同时,holder的operator=也需要改动: eTT^KqE>&
$ #t|(\
template < typename T > XzN-slu!
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const xf[zE Et
{ 6HB]T)n
return assignment < holder, T > ( * this , t); A@\qoS[
} &,_?>.\[<
Q;Q
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 3[iSF5%V*p
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ^,~N7`
`6n!$Cxo
return l(rhs) = r; qYDj*wqf
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 <XY;fhnB
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Iy6p>z|
i)GeX:
template < typename Tp > olHH9R9:
class constant_t c-ttds
{ sio)_8tp
const Tp t; }=xI3;7
public : #%:`p9p.S
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} p9k4w%
~:
template < typename T > $:PF9pY(
const Tp & operator ()( const T & r) const 4LJ]l:m
{ kf}F}Ad:%
return t; A-X
} LAizx^F
} ; [}jj<!9A_;
y4 dp1<t%
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 y @]8Ep
下面就可以修改holder的operator=了 ^!$}
BY
>~.Zr3P6kC
template < typename T > :QxL 9&"
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const %_]=i@Y~
{ d'x<-l9
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); H-;&xzAI
} -B<O_*wOj
]u\ `
同时也要修改assignment的operator() kQqBHA
U)SM),bE[
template < typename T2 > *4r
s
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } 9k714bnMLX
现在代码看起来就很一致了。 03PN{<
?"5~Wwp.T
六. 问题2:链式操作 8=lHUn9l
现在让我们来看看如何处理链式操作。 \.K\YAM<
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 Wg}B@:`T
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 =}B4I
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 P@^z:RS*{
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ~uP
r]#
~ >&I^4
template < typename T > E.?E~}z
struct result_1 \f8P`oET~
{ SJ1w1^#Pz
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; DBqg_v
} ; I
rtF4ia.
yS1b,cxz
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: HA$^ *qn
zz7Y/653
template < typename T > *#9VC)Q
struct ref |@T5$Xg]5
{ o(B<!ji~'
typedef T & reference; J=f:\]@Oy
} ; v_?s1+w
template < typename T > 2LhfXBWf
struct ref < T &> :t2 9`x
{ x.0k%H
typedef T & reference; _A@fP[C
} ; *F26}q
~zXG<}n
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: PfwI@%2
>N+bU{s
template < typename T > oTplxF1
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const )OW(T^>_'I
{ s=\LewF1<
return l(t) = r(t); Q1O_CC}
} 2uJNc!&
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。 iylBK!ou
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 kT Z?+hx
@2GhN&=
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 NB!'u)
lFD
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: |.Y@^z;P3
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 2A@Y&g(6T7
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Mp^OL7p^^
最后的布局是: #{)r*"%
Add !I~C\$^U
/ \ 0Y38T)k
Divide 5 B9m>H=8a
/ \ 1_33;gP
_1 3 #Lhj0M;a
似乎一切都解决了?不。 LK
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。 ei+9G,
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。 q 2_N90u
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: &viwo}ls0
%v`-uAy:
template < typename Right > uv~qK:Nw(
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const /el["l
Right & rt) const 4."o.:8x
{ uI[-P}bSc&
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); }rj C_q
} #x4h_K
Y
下面对该代码的一些细节方面作一些解释
?[hy|r6$
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。 20Cie
q
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。 (T%F!2i([U
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。 !TV_dKa
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。 ^.Ih,@N6
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? sT[av
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: E&s'uE=w+
4BduUH
template < class Action > /A[oj2un
class picker : public Action zDvP7hl
{ 'o)ve(
public : St~SiTJU
picker( const Action & act) : Action(act) {} XL. CJ5y>
// all the operator overloaded ]@ Sc}
} ; &k_wqV
@qO8Jg"Q
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。 IQk#
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: {l *&l2
:EQme0OW
template < typename Right > Jm);|#y
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const j
J`Zz
{ .j:.WnW
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 4I:JaRT
d
} 8~[C'+r
z|DA
_dG
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 8[`^(O#\E
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。 WFeMr%Zqh>
${I@YSU
template < typename T > struct picker_maker #<tWYE
{ 3w<j:\i
typedef picker < constant_t < T > > result; ,SJK
} ; /n(bThDH
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
i_E#cU
{ _r?;lnWx@
typedef picker < T > result; O)RzNfI^`N
} ; JV?RgFy
@aiLGwh
下面总的结构就有了: rs 1*H
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 [K)1!KK,L
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 R26tQbwE
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 "$V 8y
至此链式操作完美实现。 &x0TnW"g
x@ s`;qz
n6!Ihip$
七. 问题3 ssr)f8R#,#
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。 CI~;B
SJ~I
r#
template < typename T1, typename T2 > SX?$H~A
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ^;k _
{ l5y#i7 q
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); _#YHc[Wz
} q5\LdI2
:oj)
eS[Y
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: L(1,W<kYg
kX ,FQG>
template < typename T1, typename T2 > CN$A-sjZ
struct result_2 ^/d^$
{ MZP><Je&
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 1=q?#PQ
} ; /o1)ZC$
Ni@e/|
2b
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? :5cu,&<Gv
这个差事就留给了holder自己。 dXo'#.
\2<yZCn
mN'9|`>V>
template < int Order > HsgTHe
class holder; ^9*|_\3N
template <> w[A3;]la
class holder < 1 > #c)Ou!Ldb
{ QV
H'06"{
public : s-N?Tzi
template < typename T > 9;v"bcQ
struct result_1 V+a%,sI
{ *r?51*J
typedef T & result; 2E;%=e
} ; ,^IZ[D>u)
template < typename T1, typename T2 > HlL@{<
struct result_2 2-E71-J
{ {O&liU4
typedef T1 & result; dYqDL<se/I
} ; hL{B9?
template < typename T > vK.4JOlRF
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
[aS)<^
{ U)/Ul>dY
return (T & )r; vS t=Ax3]
} ^)IL<S&h
template < typename T1, typename T2 > 5B.??;xtaV
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const W7[S7kd
{ $9_.Q/9>
return (T1 & )r1; $}UJs <-F
} ihBl",l&Hq
} ; <:{[Zvl'k
x>9EVa)
template <> c+)|o!d
class holder < 2 > lPN< rgg
{ T17LYHIT
public : 6-X?uaY)os
template < typename T > hYZ:" x
struct result_1 :kx#];2i
{ KZ}4<{3
typedef T & result; [;#.DH]
} ; Y6Qb_X:
template < typename T1, typename T2 > ,sJfMY
struct result_2 =i5:*J
{ )B&<Bk+
typedef T2 & result; ~\}EROb<
} ; Q
fyERa\rb
template < typename T > ~m|?! ]n
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 0?Wf\7
{ QRHm|f9_C
return (T & )r; 2[YD&
} taEMr> /
template < typename T1, typename T2 > f>+}U;)EF
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const FuiW\=^
{ {uM{5GSL
return (T2 & )r2; ;_\
} pbvEIa-Y4
} ; 5)v^
cR?&
gwz _b
udy;Odt
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 q4ko}jn
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 6:z&ukqE
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 3L]^x9Cu)
)Qj9kJq
return l(i, j) = r(i, j); Q0; gF?
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) [k=9 +0p
}Z?[Ut
return ( int & )i; (l_de)N7
return ( int & )j; [}>6n72gNh
最后执行i = j; VdOd:w
可见,参数被正确的选择了。
. _t,OX$
2b,TkG8K
@Be:+01z
aw"%B-N\
yaYt/?|
八. 中期总结 >`|uc
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: &2]D+aL|h
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 >T^v4A
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 r8?Lr-;
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor : 8<^rP
wEc5{ b5M
7CMgvH)O
cH-Zj
n4&j<zAV{
']Xx#U N
九. 简化 (g:W|hS
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。 "K!BJQ
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 4H=sD
t
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: t-(7Q8(
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 a&VJYAB
+-*/&|^等 OYp8r
2. 返回引用。 }t-|^mY>
=,各种复合赋值等 3}1+"? s
3. 返回固定类型。 >qvD39w
各种逻辑/比较操作符(返回bool) jeFl+K'1
4. 原样返回。 ]b| @<E7Y
operator, <d`UifqD
5. 返回解引用的类型。 1O7ss_E
operator*(单目) #R~NR8(z
6. 返回地址。 k$_]b0D{4
operator&(单目) Z|dZc wo
7. 下表访问返回类型。 q.F1Jj
operator[] B"zg85
e
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 3 v$4LY
operator<<和operator>> #}yFHM?i
7 ~8Fs@
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 %9Fg1LH42r
例如针对第一条,我们实现一个policy类: =e/4Gs0*
0U*"OSpF
template < typename Left > 8J1.(Mwb?
struct value_return J*C*](
{ ]LOtwY
template < typename T > }jgAV
struct result_1 aKtTx~$@
{ B:.;:AEbT
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; Ud*[2Oi|R
} ; <ijmkNVS
$*-L8An?
template < typename T1, typename T2 > :P"Gym
struct result_2 rO%+)M$A
{ G_mu7w
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; P`9A?aG.Z
} ; o:\a
} ; O^%ace1
/k"P4\P`+Q
K!gFD
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait s7}
)4.vO
--FtFo
下面我们来剥离functor中的operator() ,peE'
首先operator里面的代码全是下面的形式: 1&"1pH
0^Cx`xdX:
return l(t) op r(t) ScKfr
return l(t1, t2) op r(t1, t2) tb\pjLB][
return op l(t) 8!>pFVNJf
return op l(t1, t2) dS=,. }
return l(t) op kl"Cm`b)
return l(t1, t2) op )d`$2D&iY
return l(t)[r(t)] !P3|T\|]+
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] M0
8Y
dD<kNa}2
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: IpmREl$j
单目: return f(l(t), r(t)); QLG,r^
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); hDMp^^$
双目: return f(l(t)); Ft!~w#&-
return f(l(t1, t2)); 59 Y=VS
下面就是f的实现,以operator/为例 ;gV8f{X{Z
9E?>B3t^
struct meta_divide \ y",Qq?
{ oP
0j>i,"&
template < typename T1, typename T2 > )~(_[='
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) yqI|BF`
{ ,_zt?o\
return t1 / t2; Mv=;+?z!
} \s'6)_
} ; ?0Zw ^a
_0E,@[
这个工作可以让宏来做: Bx>@HU
Z Uv_u6aD
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 6^Vf 5W{
template < typename T1, typename T2 > \ /WVMT]T6^,
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; t%@pyK
以后可以直接用 ek!N eu>
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) E5Jk+6EcMa
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 Y))sk-
(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。。。) /p"R}&z
RA/yvr
4*X$Jle|
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 0fU>L^P_?
"O
"@HVF@
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > -',Y;0b%
class unary_op : public Rettype h %S#+t(Bf
{ W:J00rsv=`
Left l; DlI|~
public : wf1DvsJQl
unary_op( const Left & l) : l(l) {} DYK|"@
{*9i}w|2
template < typename T > ?]N&H90^5
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Q-5wI$=
{ bmpB$@
return FuncType::execute(l(t)); e:
tp7w 4
} Q2JjBV<
lUd,-
template < typename T1, typename T2 > hd-ds~ve
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const "(qO}&b>
{ my6T@0R
return FuncType::execute(l(t1, t2)); (eP)>G]
} % BKTN@;7
} ; >w2u
-bF+uCfba
*
=l9gv&
同样还可以申明一个binary_op +
aFjtb
!ZW0yCwLQ
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > nE84W$\
class binary_op : public Rettype 9qA_5x%"%u
{ }=FQKqtC
Left l; yK^k*)2N
Right r; z16++LKmM
public : [f}1wZ*
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 04t_
[&:oS35O
template < typename T > n>UvRn.7kz
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 7Wu2gky3
{ =@>&kU%$&
return FuncType::execute(l(t), r(t)); 6"(&lK\^
} ~@;7}Aag
+6*I9R
template < typename T1, typename T2 > t {}1f
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const N}=-+E|
{ dmO|PswW
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); v5o%y:~
} {Xj%JE[V
} ; T9A5L"-6T
8J0tya"z
d?n~9_9e
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 L z
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 VbYapPu4b!
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) _?"J.i
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 yrX]w3kr%
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Lsdu:+-
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 plq\D.C
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 14R))Dz"
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) r[~$
下面是修改过的unary_op .B*)A.
zl5S)/A
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 3^Y-P8.zdB
class unary_op $B2@mC([S
{ ZSNg^)cN
Left l; Z"jo
xZ
N.?Wev{
public : ~nQb;Bdh%
ra1hdf0"
unary_op( const Left & l) : l(l) {} W=*\4B]
^BZdR<;
template < typename T > sMx\WTyz
struct result_1 q,GL#L
{ )r~Oj3TH
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; OsXQWSkj~
} ; >/*\xg&J
<#UvLll
template < typename T1, typename T2 > `t
-3(>P
struct result_2 h|
Ih4
{ Sa0\93oa
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 0Ju{6x(|
} ; >Vvc55z
Evc
9k
template < typename T1, typename T2 > &}r932
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const qA30G~S
{ O_ cK4
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 0U<9=[~q7@
} uD"Voh|]=
=ZQIpc
template < typename T > e#wn;wo?
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const $f+9svq
{ bpzA '
g>
return OpClass::execute(lt(t)); gS%J`X$
} }73H$ss:
wa C%o%fD
} ; VYBl0!t
cmTZ))m
epnDvz\
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug O
tr@jgw
好啦,现在才真正完美了。 ]q j%6tz
现在在picker里面就可以这么添加了: }\W3a_,v)
C9h8d
template < typename Right > iAN#TCwLT7
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const ~4M]SX1z
{ L4!$bB~L-
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 7;XdTx
} _ AFgx8
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。 7Q`4*H6
wcO+P7g
E-x(5^b"
w3*JVIQC
QMIXz[9w
十. bind [#_ceg1G
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。 #E#70vWp\O
先来分析一下一段例子 g%Z;rDfi
U5klVl
R:E`
int foo( int x, int y) { return x - y;} O/Fzw^
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 vn8Ez6<27
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 qRUz;M4
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。 yoH6g?!O
我们来写个简单的。 4avM:h
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: j_}e%,}
对于函数对象类的版本: M1^pW63
qAm%h\
template < typename Func > 0zd1:*KR,
struct functor_trait i@2?5U>h
{ |y]#-T?)t
typedef typename Func::result_type result_type; .Ee8s]h5W
} ; %>f:m!.
对于无参数函数的版本: csC3Wm{v
Z5+0?X0i
template < typename Ret > ISl'g'o
struct functor_trait < Ret ( * )() > a^2?W
{ \^+sgg{
typedef Ret result_type; Rzb] mM
} ; S4 Rv6{r:
对于单参数函数的版本: (]ORB0kl
zn M"P|A
template < typename Ret, typename V1 > S\C
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > A%9"7]:
{ 6)TFb,
typedef Ret result_type; V3jx{BXs2
} ; A81kb
对于双参数函数的版本: xTe?*
OvFZ&S[
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > O6`@'N>6P
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > X 6>Pq
{ <_NF
typedef Ret result_type; 43/|[
} ; x>t:&Y M
等等。。。 UZ<!(g.
然后我们就可以仿照value_return写一个policy _uRgKoiy
W4Eo1 E
template < typename Func > 'Ct+0X:D
struct func_return k\EMO\je
{ ?J>^X-z
template < typename T > 5!?><{k=%
struct result_1 6Up,B=sX0
{ w_9:gprf
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 5SDHZ?h
} ; j"c"sF\q
r`"
? K]rI
template < typename T1, typename T2 > b2Ct^`|M5
struct result_2 kcQ
|Zg
{ Jl}$)'
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 'j}%ec1
} ; zRB1V99k
} ; bJ9>,,D
GwpJxiFgk
aeSXHd?+(
最后一个单参数binder就很容易写出来了 4Jw0m#UN1
t.]oLG22r
template < typename Func, typename aPicker > qD%Jf4.0j
class binder_1 W1Ht8uYG3
{ Y2Tg>_:t
Func fn; ]e+S ~me
aPicker pk; JK,k@RE y]
public : JeiW
z1t
?p/i}28=y
template < typename T > @$Y`I{Xf
struct result_1
pO"V9[p]
{ wKwireOs
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; '*22j ]
} ; rQ/S|gG
S9mj/GpL3
template < typename T1, typename T2 > e\/Lcng
struct result_2 x3)qK6,\
{ #A?U_32z/2
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; W[+E5I
} ; oZ!rK/qoA
4j/8Otn
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} [Q)lJTs
Byon2| nf7
template < typename T >
stpa2z
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const QarA.Ne~
{ RM,r0Kv17Y
return fn(pk(t)); zX(p\NU
} X1$0'usS
template < typename T1, typename T2 > :eDwkzlHH
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const H+-9R
{ 8W#whK2El
return fn(pk(t1, t2)); (0^u
} :)bm+xWFF
} ; is`le}$^y
5y@JMQSO
Uw4KdC
一目了然不是么? 3<?#*z4]_
最后实现bind I lvjS^j
<