一. 什么是Lambda
@sf90&f 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
fCEz-TMW 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,
kC^.4n
om StQ@g rH}fLu8,;Q C%H9[%k class filler
oK-!(1A- {
IbdM9qo7 public :
Mz|L-62 void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
6
nGY^ } ;
-gKpL\ 0P 5BArJ? kP,7Li\ 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:
:Z2tig nL l`rC0kJ] dm^H5D/A U'3Fou} for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
}bfn_ G *)PG-$6X& $N.`)S< 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
tjb/[RQ aV|k}H{wt .Dv=pB,u 3&J&^O 二. 战前分析
?6:cNdN 首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。
Fd!iQ 开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码
:Ee ?K ],?pe .98.G4J> for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
M]ap: /* --------------------------------------------- */
u:4["ViC vector < int *> vp( 10 );
tyXl}$)y transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
dF2@q@\.+ /* --------------------------------------------- */
W]LQ &f sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
<3#<I)# /* --------------------------------------------- */
:,C%01bH|l int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
utd:&q|} /* --------------------------------------------- */
+{&+L0DfH~ for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
y\_wW E /* --------------------------------------------- */
-lp"#^ ; for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
:J%'=_I&H rsSue_Q p+D=}O b{HhS6<K? 看了之后,我们可以思考一些问题:
DNho%Xk 1._1, _2是什么?
IgA.%}II} 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。
/W9
&Ke 2._1 = 1是在做什么?
4I.1D2 1jA 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。
-h9#G{2W[ 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。
83?1<v0% Zi3T~:0p: ^n71'MW 三. 动工
<UAP~RH{ 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
QE6El'S |B|@GF?: yam}x*O\xn BA`:miH< template < typename T >
UG=I~{L class assignment
<rMv0y+r {
,9UCb$mh T value;
zn[QvY public :
.P%ym~S assignment( const T & v) : value(v) {}
zW)gC9_|m- template < typename T2 >
E.#6;HHzN T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
KZ4zF } ;
1*#bfeoM 5h(jeT8" u7(]; 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
=f4<({9 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
\CtQ*[FmN ,7I},sZj /b+;:
z NE[y|/ class holder
0&B:\ {
YME[%c2x public :
RK;;b~
template < typename T >
Q(blW assignment < T > operator = ( const T & t) const
-=>U
=| {
(7 ijt return assignment < T > (t);
mLULd} g/o }
skK*OO2- } ;
kyK' $"1pws?d `;}H% 由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上:
Rj&qh` 'oCm.~;_ static holder _1;
2b!j.T#u Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
Y^X:vI Np)ho8zU for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
rx}*u3x=
而不用手动写一个函数对象。
F1\`l{B,\ &!OGIYC( bm^X!i5 3~:0?Zuq 四. 问题分析
t,1in4sN 虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。
Q-jf8A] 1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。
hLSTSD} 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
G#'Q~N 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
jF4csO=E 下面我们可以对这几个问题进行分析。
UIz:=DJ '6+Edu~Ho) 五. 问题1:一致性
Y.(v{l 首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?|
Q;Q%SI`yT 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
yz8-&4YRNd J2'W =r_# struct holder
,y{0bq9*2 {
_2#zeT5 //
CQ$::; template < typename T >
/M]eZ~QKD T & operator ()( const T & r) const
sK `<kbj {
>eRZ+|k?N return (T & )r;
"0b?+ 3_{G }
x'zihDOI } ;
0s)cVYppe OWZS3Y+ 这样的话assignment也必须相应改动:
q;ZLaX\bFl d&5c_6oW template < typename Left, typename Right >
>6IXuq class assignment
/MhS=gVxM {
HLM;EZ Left l;
_/ct= Right r;
pFEZDf}: public :
\WiqN*ZF assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
Q:pzL
"bT template < typename T2 >
2+,5p T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
|7]?>- } ;
Yg[ v/[] 0hFH^2%UY 同时,holder的operator=也需要改动:
|>Z&S=\I) xv^Sh}\} template < typename T >
W"dU1] assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
RZW$!tyI= {
%3rTQ:X return assignment < holder, T > ( * this , t);
=l_rAj~I| }
Zd8drT'@# -%>8.#~G 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
D DQs42[ 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
{K<uM'ww> {>wI8 return l(rhs) = r;
m"<4\;GK 在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
1B6C<cL:sU 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
KUF$h Er d3Y(SPO template < typename Tp >
.N/GfR`0/< class constant_t
r|*:9|y{"/ {
R$Zv0a& const Tp t;
|MR%{ZC^i public :
3R'.}^RN constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
qZXyi'(d template < typename T >
IhUW=1&J const Tp & operator ()( const T & r) const
L'13BRu` {
4sb )^3T return t;
r@olC7& }
V_Xy2<V } ;
$4DFgvy$ "!xvpsy 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
:-w@^mli 下面就可以修改holder的operator=了
8n;kK? @55bE\E?@ template < typename T >
^I@ey*$ assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
]Mn&76fu {
anK[P'Y return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
(~=Qufy }
|^Y*~d<H 3aEt>x 同时也要修改assignment的operator()
sk~ za ?hxK/%) template < typename T2 >
y>@v>S T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
`@4 2jG}* 现在代码看起来就很一致了。
:-$cdZ3E 2IKxh 六. 问题2:链式操作
]#vWKNv:; 现在让我们来看看如何处理链式操作。
EW
~*@H 其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。
Y=5!QLV4 事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。
w}IL
8L(D 比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。
)\um"l*\c 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
=]!8:I?C< iPA@<D% template < typename T >
-zPm{a struct result_1
Dm>T"4B`/ {
Z"l`e0{ typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
6*Rz}RQ } ;
[
q22?kT 8nW#Q<s 那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为:
MX]<tR ` "2$C_aE template < typename T >
NbSkauF~b struct ref
a8Nl'
f*0 {
O$<kWSC typedef T & reference;
@ITJ}e4 } ;
d?.ewsC template < typename T >
"xi)GH]H_ struct ref < T &>
}PUQvIGZZ& {
i.C+{QH typedef T & reference;
MZv In ZS } ;
UzWf_r Tm
6<^5t 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
N[~RWg )\8l6Gw template < typename T >
/z.Y<xOc typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
bODCC5yL {
[8v v[n/ return l(t) = r(t);
sFsp`kf }
<}&n}|! 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。
IXDj;~GF 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
AQw1,tGV (Z fY/ 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
OTY9Q _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
R%=u<O _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
/PafIq +5 调用divide的对象返回一个add对象。
ZBUEg7c 最后的布局是:
~xerZQgc Add
[Abq("9p\ / \
w^6rgCl Divide 5
`A_CLVE / \
p8aGM-+40W _1 3
<%Zg;]2H` 似乎一切都解决了?不。
_Ryt|# y 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。
c|.~f+ 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。
MqDz cB] 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:
'_N~PoV .B_LQ;0:
template < typename Right >
jdqVS @SD assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
JR] /\( Right & rt) const
l 8qCg/ew {
O~?H\2S return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
M_lQ^7/ }
&mXJL3iN 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
z~\a]MB 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。
Z?ZiK1) K 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。
P MV;A{T 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。
Xn@\p5< 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。
hLK5s1#K 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?
0}tf*M+a 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:
<&^P1x<x _4Z|O] template < class Action >
7}>Zq`]~ class picker : public Action
h8B:}_Cu {
_IYd^c public :
T#KF@8'- picker( const Action & act) : Action(act) {}
`S$zwot // all the operator overloaded
dCc"Qr[k } ;
T5H[~b|9- T;!: A Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。
}-4@EC> 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
zW.I7Z0^ N1/)Fk-z template < typename Right >
ldk (zAB. picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
<cS"oBh&u0 {
g^ .g9" return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
@`t#Bi9 }
H2[VZ&Pg 7~& Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
r*_z<^d 使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。
Bp&7:snGt mqe83 k% template < typename T > struct picker_maker
Bu_/yKW {
y.vYT{^ typedef picker < constant_t < T > > result;
^F\RM4|, } ;
11Sflj template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
m03D+@F {
JV_VF' typedef picker < T > result;
bvn%E
H } ;
X?'Sh XI T1$=0VSEa+ 下面总的结构就有了:
y#tuwzE 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。
B\^myg4 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。
)c*NS7D~f picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
0APh=Alq 至此链式操作完美实现。
^i+ d 3 _C"=Hy{ C.]\ 4e 七. 问题3
4gD;X NrV 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。
:DWvH,{+& |z.x M> template < typename T1, typename T2 >
l$_q#Kd ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
0SS,fs<w3 {
J n>3c return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
P'}WmE'B}F }
2:[
- J:D{5sE<| 很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2:
[7Fx#o=da r{LrQ template < typename T1, typename T2 >
}`fFzb struct result_2
96ydcJY0' {
@~p;.=1]F typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
y-#{v.|L } ;
k]>1@t I'h|7y\ 显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢?
Sjb[v 这个差事就留给了holder自己。
vC#_PI fl@=h[g#t x)}.@\&% template < int Order >
&JUHm_wd&S class holder;
fI<|]c}P&J template <>
<b.O^_zQF class holder < 1 >
yj$a0Rgkv {
2eC`^ public :
bv:M
zYS template < typename T >
OkNBP0e} struct result_1
78~;j1^6u {
J^w!?nk typedef T & result;
<ztcCRov } ;
\|@u)n_ template < typename T1, typename T2 >
_s{;9&qX] struct result_2
WMi$ATq {
>PbB /-> typedef T1 & result;
~SzHIVj:6 } ;
Nh^
lC template < typename T >
4
*n4P typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
I@/s&$H`l {
Sgp1p} return (T & )r;
tRZA`& }
fvE:'( #? template < typename T1, typename T2 >
r+RFDg/ typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
xcHuH-} {
3aY^6& return (T1 & )r1;
x&
a<u@[wa }
M7`iAa.} } ;
B0+r Z>l%:;H template <>
C<B+! 16 class holder < 2 >
PKjM1wqaG@ {
~fF_]UVq3 public :
c3__=$)'kP template < typename T >
zk++#rB struct result_1
,@Fde=Lw {
vk><S|[n typedef T & result;
Mn<#rBE B } ;
e+~Q58oD template < typename T1, typename T2 >
?mi1PNps# struct result_2
hU|TP3* {
^]zC~LfG typedef T2 & result;
']&rPvkL } ;
zz m[sX} template < typename T >
F1A7l"X] typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
CT0 ~ {
a%YohfsY?U return (T & )r;
lKSd]:3Xm }
S_ER^Pkg template < typename T1, typename T2 >
z)_h"y?H{% typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
/^pPT6 {
A.5`+ return (T2 & )r2;
i-FsA }
Vh}F#~BrI } ;
H&*KpOL qP5'&!s&! BG9.h! 新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
eEmuE H@X 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
'DdR2 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
"6t# pNNvg,hS8 return l(i, j) = r(i, j);
))xP]Mu v 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
Oz1S*<]=,~ b haYbiX? return ( int & )i;
U6xs'0 return ( int & )j;
;&} rO.0 最后执行i = j;
^Q9!DF m 可见,参数被正确的选择了。
+:ih`q][b G~X93J _I/uW|> t3 rQ5m <$@*'i^7Ez 八. 中期总结
#V-0-n,` 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:
MO-7yp:K 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
}UzRFIcv 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
Wz+7CRpeP 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
x='T`*HD vrX@T?> [X^Oxs 5H79-QLd = P@j*ix |y$8!*S~( 九. 简化
| k?r1dj%O 很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。
i$gH{wn\` 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
PBOZ^%k 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:
xe@11/F 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
Vo`,|3^ +-*/&|^等
8Cef ]@x 2. 返回引用。
rE?Fp =,各种复合赋值等
*-`-P 3. 返回固定类型。
Hw1:zro 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
]9PQKC2& 4. 原样返回。
)cV*cDL1j operator,
TjY-C m 5. 返回解引用的类型。
?2nF1>1 operator*(单目)
yFY:D2 6. 返回地址。
kK~,?l operator&(单目)
nm#,oX2C 7. 下表访问返回类型。
60z8U#upM operator[]
@;t6Slc"~ 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
[ f;o3 operator<<和operator>>
*Y`c.n" vhd +A 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。
$_f"NE} 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
3%L@=q ><wYk)0E template < typename Left >
O6"S=o& struct value_return
6%a:^f] {
TGH"OXV*@ template < typename T >
)%wNVW 0C struct result_1
N%Uk/ c' {
n^iq?u typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
y
Q-{
CJ, } ;
rsn^YC \'CA:9V} template < typename T1, typename T2 >
uD4j.% struct result_2
n5+Z|<3) {
*W-:]t3CR typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
^`?M~e2FZ8 } ;
p;Nq(=]
\ } ;
`e4gneQY y8j6ttQv=t }l7@:ezZZ7 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
*!MMl]gU? 2bu > j1h 下面我们来剥离functor中的operator()
Gy F 首先operator里面的代码全是下面的形式:
v2jpao<K 2(AuhZ> return l(t) op r(t)
XiO~^=J return l(t1, t2) op r(t1, t2)
+SNjU"x return op l(t)
gP.PyYUV return op l(t1, t2)
Yfr4<;% return l(t) op
b_Dd$NC return l(t1, t2) op
/Ref54 return l(t)[r(t)]
N|e#& return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
?/q\S 4o|<zn 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:
jSMxb a] 单目: return f(l(t), r(t));
8(>2+#exw return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
2 9#jKh 双目: return f(l(t));
P09f return f(l(t1, t2));
`8/D$ 下面就是f的实现,以operator/为例
J%FF@.)k s("\]K struct meta_divide
ipC
<p?PpR {
vYg>^!Q template < typename T1, typename T2 >
n7/>+V+ static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
Y/ I32@ {
k}0b7er=R return t1 / t2;
"1Y'VpKm(~ }
yT-qT_. } ;
gy Ey=@L %JL P=( 这个工作可以让宏来做:
B[s iAo/Dnp2J #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
]j0/.pG template < typename T1, typename T2 > \
]
@:x<> static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
ckYT69U 以后可以直接用
0.[tEnLZ DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
l[<U UEjZJ 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
H/y,}z (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。。。)
y96HTQ32 \Oxyc}& d:pGdr& . 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
GH \
Sy G!+Mu2 template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
C6'K)P[p class unary_op : public Rettype
ZeqsXz {
@{"?fqo Left l;
MK(~ public :
s:3b. *t< unary_op( const Left & l) : l(l) {}
`|2g&Vn 14DhJUV"b template < typename T >
c~+KrWbZ~ typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
HR;I}J 9 {
_2TL>1KZt return FuncType::execute(l(t));
24u_}ZQzY }
DTlId~Dyq ( 8X^pL template < typename T1, typename T2 >
uUb`Fy9 typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
x\oSD1t, {
;!A=YXB return FuncType::execute(l(t1, t2));
h[mJ=LIrg }
On|b- } ;
5z&>NI 6Ad C O-huC:zZh 同样还可以申明一个binary_op
m}7Nu cn Ohj template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
A*g-pJh class binary_op : public Rettype
@nAl*#M*D {
"W~vSbn7 Left l;
R.cR:fA
Right r;
>p'{!k public :
M@o^V(j binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
Cu!]-c{ JT&RaFX template < typename T >
_+X-D9j(l typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
a 7685Y {
j^%N:BQ& return FuncType::execute(l(t), r(t));
\ef:H&r }
^HxIy;EQ<z u 7:Iv template < typename T1, typename T2 >
A"z9t#dv@ typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
74 &q2g{ {
d^f rKPB return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
*%Fu/ }
Sy']fGvx } ;
%DA&txX}w 53 -Owjpx )KEW`BC5T 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
]6F\a= J 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
f>bL
}L DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
,Ha <lU2K 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。
SF`(`h0e 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
[N12X7O3 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。。。
d&\3}uH 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
Z&79: 9=#> 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)
G:3szz 下面是修改过的unary_op
p{}4#+-<#H A $ ]s{` template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
~GcWG4 class unary_op
?(n v_O {
Xdwpn+7s Left l;
Y2;2Exp^ T];dFv-GT public :
uuxVVgWp{ qXhdU/
= unary_op( const Left & l) : l(l) {}
0zE@?. k(M:#oA! template < typename T >
QZtQogNy# struct result_1
rOz1tY)l0d {
v`{N0 R typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
x|O^#X(, } ;
gq"d$Xh$x7 N/ f7"~+` template < typename T1, typename T2 >
6]4#8tR1_ struct result_2
/M+Du, {
T@Y, 7ccpd typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
Nke!!A}\| } ;
J/O{x kY @(- template < typename T1, typename T2 >
![sXR typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
wYg!H>5 {
6JDaZh"=K return OpClass::execute(lt(t1, t2));
n_3R Q6 }
JXM]tV uKd4+Km template < typename T >
L,[Q{:C S typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
]8}51y8 {
?C#E_ return OpClass::execute(lt(t));
0 ZM(heQ }
b>Y{,`E3 R(`:~@3\6 } ;
15,JD p[(I5p:L nYFrp)DLK 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
jn:_2g[ 好啦,现在才真正完美了。
|K"Q>V2y 现在在picker里面就可以这么添加了:
ZZ7qSyBs? 7/
?QZN template < typename Right >
]%)<9]} picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
Qr9;CVW {
y TD4() >
3R3H+W0{ {
kFv*>>X` typedef Ret result_type;
<qwf"Ey } ;
e@Lxduq 对于单参数函数的版本:
5e/YEDP (?fU l$q\ template < typename Ret, typename V1 >
_^r};}-} struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
dRX~eIw {
j#1G?MF typedef Ret result_type;
`m7<_#Y } ;
*Jd"3Si/ 对于双参数函数的版本:
D%p*G5Bg3 C9!t&<\} template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
>
S>*JP struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
Nmj)TOEPW {
mG jB{Q+ typedef Ret result_type;
*M1GVhW(+ } ;
:V(LBH0 等等。。。
0O9b
7F 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
JWixY/ ^#HaH template < typename Func >
7k(}U_v struct func_return
68Fl/
{
%S`&R5 template < typename T >
0%ul6LvM struct result_1
<RY =y?%z {
;
oyV8P$ typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
K(EJ`2]:r } ;
/jG?PZ=m +e>SK!kB7 template < typename T1, typename T2 >
#ibwD:{ struct result_2
UK
':%LeL {
]n!V typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
U?*zb } ;
3~~X,ZL } ;
Mg;pNK\n ~_\Ra% {821e&r 最后一个单参数binder就很容易写出来了
CS7b3p!I u>*a@3$f template < typename Func, typename aPicker >
'J,UKK\5 class binder_1
5/=$p:E> {
';tlV
u Func fn;
?zW'Hi aPicker pk;
A2|Bbqd public :
)A8#cY!< b`jR("U template < typename T >
:_8K8Sa struct result_1
g3:@90Ba {
GV0\+A"vD typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
AxH;psj } ;
6g|,]{ v$y\X3)mB template < typename T1, typename T2 >
T}&A-V$ struct result_2
ZISIW! {
uY]';OtG typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
.g#}2:3 } ;
4uXGpsL K4Q{U@ZJ binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
9@*pC@I) h4hAzFQ.s template < typename T >
Y~UuT8-c typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
QVT0.GzR {
e>MtDJ5 return fn(pk(t));
2{ F-@}= }
|]&3*%b@ template < typename T1, typename T2 >
u$\.aWol typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
#{6VdWZ {
T|~5dZL return fn(pk(t1, t2));
~c EN=(Z~r }
/TMVPnvz. } ;
F5*-HR ]46h!@~aC v;(cJ,l 一目了然不是么?
V IzIl\<aM 最后实现bind
Ne
u$SP -'&l!23a~ XJ7B?Zg template < typename Func, typename aPicker >
f#s 6 'g
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
)z7CT|h7S {
`wi+/^); return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
1uo-?k }
VzT*^PFBg h% -=8l, 2个以上参数的bind可以同理实现。
$O |Xq7dp 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。
,a5q62)q 02]HwsvZ 十一. phoenix
<aPZE6z Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
aj?ZVa6 WL+EpNKSf for_each(v.begin(), v.end(),
4 $k{, (
Id?-Og2iV do_
/Z2u0jNArP [
)
gl{ x
cout << _1 << " , "
ug%7}& ]
t]B`>SL3W .while_( -- _1),
z(A60b} cout << var( " \n " )
g0 Q,]\~ )
zTue(Kr );
Yup#aeXY/ \4 b^*`d 是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:
}oD^tU IK 首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor
%qV:h# operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
7^>~k}H 那么我们就照着这个思路来实现吧:
J{4=:feIC? K-'uE) Eq_@xT0> template < typename Cond, typename Actor >
@Mya|zb class do_while
%|4Kak]:Q {
(%6fZ Cond cd;
n{W(8K6d@[ Actor act;
c6b51)sQ" public :
,tXI*R template < typename T >
@CM5e! struct result_1
\FO`WUAF {
W
/v
&V# typedef int result_type;
SEnr"} } ;
8A0a/
7Lj rrC\4#H[?? do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
~;b}_?%o #y&5pP:@ template < typename T >
-I4@6vE, typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
_gH$
,.j/ {
"Pc}-& do
E\}A<r {
8i^
./P act(t);
C\{ KB@C\* }
BJ_"FG while (cd(t));
VOYQ<tg return 0 ;
N~b0 b;e }
`#ff`j|a } ;
sMLXn]m k v_t6 (qd ;[4=?GL* 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
?}KD<R 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。
le_aIbB"P 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。
4YY!oDN: 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。
du0o4~- 下面就是产生这个functor的类:
-F(luRBS(W 2WLLI8 `
,SNq i template < typename Actor >
Cj }H'k<B class do_while_actor
r(>812^\ {
J(8?6&=ck Actor act;
!ni
1 qM public :
1.N2!:&G| do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
)zy;! \
C$t template < typename Cond >
Qe!3ae`Z picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
p7{H
"AC } ;
LB({,0mcX ;,uATd| YvuE:ia 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
I5QtPqB> 最后,是那个do_
0t(c84o5 B1Pi+-t 2 ( I4h[ class do_while_invoker
MSBrI3MqQ {
,cS_687o public :
cL%"AVsj
> template < typename Actor >
KiFTj$w, do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
2yFT` 5+H4 {
9Nna-}e?W return do_while_actor < Actor > (act);
\ntUxPox. }
+Q"~2_q5/; } do_;
T.')XKP)1N 3*\Q]|SI! 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
8QL=%Pv 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
y<m[9FC} 最后来说说怎么处理break和continue
EbX!;z 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。
2"shB(:z> 具体实现手法这里就不罗嗦了。
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