一. 什么是Lambda hC?rHw
H>
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 p8j*m~4B
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, 06e dVIRr
BS3{TGn
>D%
B+z>$6
class filler #,h0K
{ NueuCiP
public : mrBK{@n
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} q6}KOO)
} ; SqZ .}s
Dt\rrN:v
QCO,f
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: AdRp{^w
Oh%p1$H
3taGb>15
4s@Tn>%SP
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); l,Fn_zO
GK;IY=8W
F\^\,hy
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Q\>mg*79
lOM8%{.'_x
Ze <)B
*
zB/VS_^^W:
二. 战前分析 b1;h6AeL
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。 \01 kK)
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 CDoD9Hq,
#M4LG; B
+d7Arg!m
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); w@Asz9Lq%
/* --------------------------------------------- */ z$Le,+
vector < int *> vp( 10 ); ;G[0%z+*
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); {rK]Q! yj
/* --------------------------------------------- */ 5{#s<%b.
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); /8!n7a7
/* --------------------------------------------- */ :dNJ2&kJ
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); v7Ps-a)
/* --------------------------------------------- */ 9dm<(I}
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); \hn$-'=4
/* --------------------------------------------- */ 6}VFob#h8
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); Bl^BtE?-b
*}T|T%L4)
X8ZO
} X
i+pQ 7wx
看了之后,我们可以思考一些问题: L62%s[
1._1, _2是什么? *_7/'0E(3
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。 e ;^}@X
2._1 = 1是在做什么? M< .1U?_#
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。 >#'?}@FWQN
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。 qj `C6_?
F n iht<
y/kB`Z(Yj
三. 动工 qVI0?B
x
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: }/h&`0z`
t%J1(H
$4~Z]-38#A
BFg&@7.X
template < typename T > H5 &._
class assignment d0C _:_
{ /AyxkXq
T value; Jp%5qBS^
public : eB=&(ZT
assignment( const T & v) : value(v) {} V0#Ocq,
template < typename T2 > , ,ng]&%i
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } LkP
:l
} ; |$e'yx6j
&6
<a<S
7S&$M-k
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 -u4")V>
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment B /w&Lo
Ej
5_d
uwr7 .\7
y1T(R#
class holder P9f`<o
{ |#M|"7;2z
public : h.F=Fhx/1
template < typename T > _MLf58
assignment < T > operator = ( const T & t) const rUmP_
{ lw[c+F7
return assignment < T > (t); **kix
} dFDf/tH
} ; 6}e*!,2Xj
kltW
]d@>vzCO
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: {\%I;2X
Up'#OkTx
static holder _1; :?BK A0E
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 qy)~OBY
~IjID
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); h=:/9O{H
而不用手动写一个函数对象。 7>BfHb
h]k$K
H~nZ=`P9&
C !Srv7
四. 问题分析 ,xVAJ6_#
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。 )X[2~E
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。 htR.p7&Tn
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 $P?^GB>u
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 y^}uL|=
下面我们可以对这几个问题进行分析。 vno/V#e$WX
Q
N#bd~
五. 问题1:一致性 Q= xXj'W-
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?| Cp"7R&s
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ^PezV5(
wN4#j}C
struct holder BR@m*JGajz
{ =
a60Xv
// ?zm]KxIC
template < typename T > Z%B6J>;u M
T & operator ()( const T & r) const WEif&<Y
{ E KV[cq
return (T & )r; v#/Gxk9eX
} D\-\U
E/
} ; 79W^;\3
#xw*;hW<
这样的话assignment也必须相应改动: >a<1J(c
[A!w
template < typename Left, typename Right > 0~^RHb.NA8
class assignment pcwYgq#5
{ mL48L57Z
Left l; uI/
wR!
Right r; , i5 _4
public : ~s'tr&+
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} V)>?[
template < typename T2 > Bso#+v5
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } @nY]S\if
} ; h7UNmwj
6~x'~T
同时,holder的operator=也需要改动: KddCR&
P8,Ps+
template < typename T > \toU zTT
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const P U/<7P*
{ WqCC4R,-
return assignment < holder, T > ( * this , t); m"iA#3l*=
} F^NK"<tW
V^5d5Ao
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。 jfY7ich
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 WI/tWj0
7PX`kI
return l(rhs) = r; k6;bUOo
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。 w>&*-}XX
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: (O5Yd 6u
Z,.Hz\y1D
template < typename Tp >
>Q\Kc=Q|
class constant_t -V|"T+U
{ zXn-E
const Tp t; 3c=kYcj
public : ,|({[9jA
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} k||t<&`Ze
template < typename T > "%gsGtS
const Tp & operator ()( const T & r) const g4[VgmhJ
{ l}))vf=i
return t; 6:7[>|okQ
} o eUi
} ; YNEwX$)M,B
20;9XJmjl
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 }'$PYAf6
下面就可以修改holder的operator=了 hw^&{x
"]+g5G
template < typename T > !qt2,V
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const '+PKGmRW
{ hJ@vlMW
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); j~Aq-8R=
} w7V\_^&Id
to'7o8Z
同时也要修改assignment的operator() BNu >/zGpB
hH8&g%{2
template < typename T2 > % =^/^[D
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } h Jb2y`,q
现在代码看起来就很一致了。 Lgg,K//g
Ttluh
*
六. 问题2:链式操作 \CL8~
现在让我们来看看如何处理链式操作。 )/T[Cnx.Nc
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。 -K64J5|b7
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。 gxv^=;2C
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。 JE?rp1.
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct e8F]m`{_"
`^bP9X_a
template < typename T > R6+)&:Ab{R
struct result_1 'NEl`v*<P
{ [FO4x`
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; sT M;l,
} ; j9p6rD
Kxr@!m"
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: ^#9385
u_(~zs.N]
template < typename T > ,i2-
struct ref Hn|W3U
{ De?VZ2o9"
typedef T & reference; D)d]o&
} ; GWA"!~Hu
template < typename T > (jT)o,IW&
struct ref < T &> 1[%3kY-h
{ ;*A'2ymXUT
typedef T & reference; 4Yj1Etq.E
} ; Q_5l.M/9]
>>U>'}@Q
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: uO%0rKW
'!HTE`Aj
template < typename T > hFrMOc&
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const n6/Ous
{ GEc6;uz<
return l(t) = r(t); mUYRioNj
} [&)]-2w2
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。 5^B79A"}
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 O2w-nd74U
M(%H
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 ['d9sEv .
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: O0 'iq^g
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 oaIk1U;g
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 |xO*!NR
最后的布局是: WtT;y|W
Add R~vGaxZ$
/ \ XiUq#84Q
Divide 5 70'OS:J=\
/ \ h4Crq Yxa_
_1 3 bi<<z-q`wJ
似乎一切都解决了?不。 X1j8tg
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。 R9J!}az'
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^)9uE\D
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: l_I)d7
kiTC)S=])
template < typename Right > tsXKhS;/w
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const Y;i=c6
Right & rt) const p3s i\Fm!
{ D"7}&Ry:
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); MIMC(<
} eqx }]#
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 oC0ndp~+&
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。 N} EKV
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。 D,#UJPyg
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。 d:kB Zrq
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。 sSM"~_y\
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? K;F1'5+=D
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: i%2u>Ni^
8$( I! ;
template < class Action > 5.rAxdP
class picker : public Action Lqgrt]L_"
{ c(Q@5@1y:
public : ;ALWL~Xm
picker( const Action & act) : Action(act) {} [WwoGg*)mn
// all the operator overloaded 7KC>?F
} ; +%dXB&9x|Z
u`MMK4 %
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 >|f"EK}m!
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: 0eY!Z._^
= oAS(7o
template < typename Right > 05d0p|},
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const 1lw%RM
{ U1\7Hcs$
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); BP/nK.
} YT(N][V
t. P@Ba^
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > FnvpnU",
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。 br I;}m
M @5&.
template < typename T > struct picker_maker 0jTReY-W
{ O}M-6!%<,
typedef picker < constant_t < T > > result; aODh5
} ; (W}F\P
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > 2`o
@L
{ ,s8/6n#
typedef picker < T > result; *.W3V;K
} ; JR!-1tnc
VF`!ks
下面总的结构就有了: ]]j^
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。 Q-7?'\h
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。 )qy?x7
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
EBy7wU`S
至此链式操作完美实现。 'Lu<2=a~
'=dQ$fs
O= S[n
七. 问题3 )eZK/>L&
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。 "&6vFm r
wf8{v
template < typename T1, typename T2 > P:{Aqn~zR
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const c
p"K ?)
{ gFR}WBl/
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); q?!HzZ
} g,,wG k
M9iX_4
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: oU\]#e^
?+zFa2J
template < typename T1, typename T2 > ^4`aONydl
struct result_2 r=Xo; d*TE
{ 2uj
.*
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ,L& yKS@
} ; |Y3w6 !$
Fb{N>*l.
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? p%DU1+SA
这个差事就留给了holder自己。 JSL&`
`
TiD#t+g
4R'CLN
|t
template < int Order > w)7y{ya$
class holder; 2 7)IfE
template <> ,p|Q/M^
class holder < 1 > UFj H8jSBx
{ _r:Fmn_%-
public : in>+D|q
c
template < typename T > hO"!q;<eS
struct result_1 /@\`Ibe
{ k[f2`o=
typedef T & result; .i*oZ'[X
} ; kL DpZ{
template < typename T1, typename T2 > {Z2nc)|7C
struct result_2 }+@!c%TCx~
{ <tvLKx
typedef T1 & result; Jl_W6gY"Z
} ; 8:0/Cj
template < typename T > _y4O2n[e
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const t=B1yvE"
{ .Y6v#VI
return (T & )r; [q|W*[B:@
} Ch]d\G M
template < typename T1, typename T2 > B@*b 9
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const -=5~h
{ 26p[x'W
return (T1 & )r1;
{&+M.Xn
} k9%o{Uzy
} ; cF
5|Pf
wG49|!l6T
template <> ht>%O7
class holder < 2 > *QQeK#$s
{ 3YMqp~4
public : r#OPW7mhE
template < typename T > 0B(s+#s
struct result_1 _M%>Q m
{ UN'n~d@~
typedef T & result; opH!sa@U
} ; Xqw}O2QQ1
template < typename T1, typename T2 > Z3JUYEAS
struct result_2 qFWN._R
{ ]A2E2~~G
typedef T2 & result; MsXw
8D
} ; nG<oae6z"
template < typename T > KRL.TLgq)
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ~vA{I%z5~
{ Fq~uuQ
return (T & )r; 'S3<' X
} '^TeV=
template < typename T1, typename T2 > HThZ4Kg+
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const a
U\|ZCH\]
{ %>$<s<y
return (T2 & )r2; GqHW.s5
} {R ),7U8
} ; Nbr$G=U
V~/G,3:0y%
bVzi^R"
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> >。 ],SQD3~9
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: <kFLwF?PM'
首先 assignment::operator(int, int)被调用: b;b,t0wS
$Wj= V
return l(i, j) = r(i, j); u0L-xC$L
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) R1H^CJ=v0
aG]>{(~cL
return ( int & )i; UiG/Rn
return ( int & )j; 14 & KE3`
最后执行i = j; qf(mJlU
可见,参数被正确的选择了。 cuN ]}=D
83c2y;|8
_H]^7`;
{[2o
#Kb /tOp1
八. 中期总结 m'NAM%$}J
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: .v+JV6!u
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 N;
}$!sNIm
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 F_*']:p
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 96^aI1:
8vVE
S-Y{Vi"2
8Nzn%0(Q
a|FkU%sjzZ
_uO$=4Sd
九. 简化 [8Pt$5]^
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 0 SSdp<
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 1w=.vj<d8
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: B!/kC)bF:
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 OV]xo8a;
+-*/&|^等 kK=VG<
:M
2. 返回引用。 !}!KT(%%
=,各种复合赋值等 R0=f` ;
3. 返回固定类型。 y5sH7`2+5
各种逻辑/比较操作符(返回bool) <'4Wne.z!
4. 原样返回。 hTDGgSG^
operator, T!H(Y4A
5. 返回解引用的类型。 mEJ7e#
operator*(单目) q8$t4_pF
6. 返回地址。 "\@J0|ppb
operator&(单目) "IU}>y>J
7. 下表访问返回类型。 B!Wp=9)G
operator[] Ixn|BCi60A
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ?V2P]|
operator<<和operator>> zls^JTE
~
=u8H
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。 rT `sY
例如针对第一条,我们实现一个policy类: h A ){>B<;
:=B.)]F.)
template < typename Left > ''9]`B,:a0
struct value_return '^)'q\v'k
{ c$ /.Xp
template < typename T > Z@euO~e~
struct result_1 zh2<!MH
{ 1e[?}q]*
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; g}hUCx(
} ; }p?,J8=-
+1wEoU.l2
template < typename T1, typename T2 > _9=87u0
struct result_2 >l 0aME@-0
{ Y)k"KRW+
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; cgG*7E
} ; %/3+:}@G
} ; RP2$(%
dlo`](5m
+}m`$B}mJ
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait |$/#,Dv7
f1:>H.m`
下面我们来剥离functor中的operator() FZgf"XM>
首先operator里面的代码全是下面的形式: B-LV/WJ_
)$p36dWl
return l(t) op r(t) U)'YR$2<
return l(t1, t2) op r(t1, t2) (^~a1@f,J
return op l(t) }uMu8)Q
return op l(t1, t2) }N9PV/a
return l(t) op jkl dr@t
return l(t1, t2) op s[7$%|~W
return l(t)[r(t)] s>L-0vG
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Uhvy2}w
}'vQUGu8z
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: z@UH[>^gj
单目: return f(l(t), r(t)); IgJG,!>h
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); #.u&2eyqQ
双目: return f(l(t)); i+S%e,U*
return f(l(t1, t2)); jA^yUd-
下面就是f的实现,以operator/为例 5q4wREh
Ew]&~:$Ki
struct meta_divide V?t*c [
{ [.l,#-vp
template < typename T1, typename T2 > [|$C2Dhw=
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 9/8+R%
{ UHV"<9tk
return t1 / t2; |9i[*]
} L|{v kkBo
} ; O\q6T7bfRW
"uZ^zV`"
这个工作可以让宏来做: _$A?
%a8e_
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ D|Tz{DRG
template < typename T1, typename T2 > \ d?5oJ'JU
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; <bJ|WS|
以后可以直接用 \*5z0A9)5)
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) `<@ "WSn
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 j<WsFVS
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) `+."X1
fM&
fqI
,WsG,Q(K
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 owa&HW/_
Cw!tB1D
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Ta3* G
class unary_op : public Rettype 1.,KN:qe
{ asQ^33g z
Left l; hw`pi6
public : 6[FXgCb
unary_op( const Left & l) : l(l) {} `)8SIx
?]*"S{Cq v
template < typename T > .LM|@OeaD!
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const u>] )q7s
{ =^zGn+@z
return FuncType::execute(l(t)); m1K4_a)^[
} r^E(GmW
]T40VGJ:h
template < typename T1, typename T2 > CG35\b;Q
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Vv`94aQTD
{ [\ 0>@j}Z
return FuncType::execute(l(t1, t2)); Q"!GdKM
} @d8Nr:
} ; @5??`n
%<|<%~l&
Ag{)?5/d_
同样还可以申明一个binary_op %LqT>HXJ
b!/-9{
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > A58P$#)?
class binary_op : public Rettype rNm_w>bq
{ hq&9S{Ep
Left l; ]R^xO;g'
Right r; ".pQM.T
public : EZp >Cf7
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ~XXNzz]?
t,A=B(W
template < typename T > Jh4pY#aF
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const mYk~ ]a-
{ l%u8Lq
return FuncType::execute(l(t), r(t)); 3:c6x kaw
} !F Zg'
9
y34 <B)Wy
template < typename T1, typename T2 > &-My[t
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const U9\w)D|+eE
{ ^FTS'/Q
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); s I 0:<6W
} m3(p7Z^Bq
} ; cQ`0d3
# xX
[CAFh:o
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 OeZ"WO
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 k2#|^N
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) p%#'`*<a_
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。 j(>xP*il
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Vhe$vH
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 <1QXZfQ"
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 /z}b1m+
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) 9.9B#?
下面是修改过的unary_op nYBa+>3BDf
X]W(
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > R$QhuxT|
class unary_op e)XnS '
{ |v1*
[(
Left l; )tS;gn
U+["b-c
public : .F$cR^i5u
aej'c bO
unary_op( const Left & l) : l(l) {} bV"t;R9
##alzC
template < typename T > /wP2Wnq$
struct result_1 V:+z 3)qF
{ fILvEf4b
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; qN
Ut
} ; 7 Z?
Hyv
W|s";EAM
template < typename T1, typename T2 > pEW~zl
struct result_2 ovi^bNQ
{ Z
B!~@Vf
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; /f AAQ7
} ; ip1gCH/?_+
dB:c2
template < typename T1, typename T2 > y3PrLBTz
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 3od16{YH
{ }-u%6KZ
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); h[<l2fy
} Imq-5To#
7QoMroR
template < typename T > Tb8r+~HK
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const +F2X2e)g"
{ !?+q7U
return OpClass::execute(lt(t)); P|C5k5
} i` ay9J8N
Wu8^Z Z{
} ; AD@ {7
6GqC]rd*:
>vO+k^'Y
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 3=*ur( Qy
好啦,现在才真正完美了。 cL~YQJYp
现在在picker里面就可以这么添加了: W,_2JqQp
uv^x
template < typename Right > m
-hZ5i
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const t*u#4I1
{ 1i'y0]f
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); Z_Y'#5o#
} gFTlP
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。 $J&c1
Wcm8,?*
O}p<"3Ub
~P;A
9A(k
;-;lM6zP
十. bind {t!7r_hj
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 @2*Q*
先来分析一下一段例子 ~!cxRd5;F
XD't)B(q
i"
)_Xb_1
int foo( int x, int y) { return x - y;} n=AcN
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 x}V&v?1{5
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 =;b3i1'U
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 ~1 31|e`C
我们来写个简单的。 k}NM]9EAE
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 9cU9'r# h
对于函数对象类的版本: J_-fs#[x
!6@ 'H4cb=
template < typename Func > 7mMMVz2
struct functor_trait >xq.bG
{ HEIg_6sb
typedef typename Func::result_type result_type; F*r)
} ; ;ko6igx)+
对于无参数函数的版本: i. (Af$
<c:H u{D
template < typename Ret > "k{so',7z
struct functor_trait < Ret ( * )() > SgehOu
{ k+w Ji
typedef Ret result_type; o[iN/
} ; 0 yq
对于单参数函数的版本: kc't
Y?3tf0t/
template < typename Ret, typename V1 > f.+1Ubq!5
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 5g/,VMe
{ }u=Oi@~
typedef Ret result_type; }(|gC,
} ; 5)eM0,:
对于双参数函数的版本: g$?^bu dxv
!2l2;?jM
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > (;%T]?<9#
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > >X'-J{4R
{ yNP4Ey
typedef Ret result_type; ?4Rd4sIM$u
} ; FiUwy/,ZV
等等。。。 j-W$)c3X
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ^jwzCo-
ipbhjK$
template < typename Func > Y%;X7VxU*
struct func_return FpA t
{ >(S)aug$1
template < typename T > %oTBh* K'o
struct result_1 AJxN9[Z!N
{ jqc}mI\#
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; %HoD)OJe
} ; j9hfW'
"8ellKh
template < typename T1, typename T2 > 3?]81v/
struct result_2 i#t-p\Tcz
{ Td'(RV
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; M-Efe_VRQc
} ; BOw[*hM
} ; m{ !$_z8:
wTU$jd1;+
TZt;-t`
最后一个单参数binder就很容易写出来了 "5~?`5Ff
$jE<n/8
template < typename Func, typename aPicker > EHm*~Sd
class binder_1 @qp6Y_,E[
{ [07E-TT2U
Func fn; *u"%hXR
aPicker pk; ~rdS#f&R2
public : *m+FMyr
x-CjxU3
template < typename T > M=pQx$%a
struct result_1 A'z]?xQR
{ D!,5j_,j%
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; &'W7-Z\j-
} ; 1Ys=KA-!_x
M*gvYo
template < typename T1, typename T2 > )2?]c
struct result_2 NeY*l
{ y,x 2f%x
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; =f!A o:Uc
} ; Cy$~H
>ceC8"}J5M
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} m1;Htw
uD=Kar
template < typename T > q=5aHH% |
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const vkTu:3Qe
{ {L7Pha
return fn(pk(t)); M^:JhX{
} %"mI["{
template < typename T1, typename T2 > 5WHz_'c
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const YFm%W@
{ @rbd`7$%
return fn(pk(t1, t2)); GuR^L@+ -.
} T"vf
} ; Ip{R'HG/
3oLF^^^g
q"2APvsvp
一目了然不是么? yHw @Z
最后实现bind 3(V0,L'1
tJ;qZyy(
90W=v*
template < typename Func, typename aPicker > vK)'3%
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 1<_][u@
{ CjpGo}a/
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); n/1t UF
} J"AR3b@,$?
qBBCnT
2个以上参数的bind可以同理实现。
g}<jn'@{
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 88_ef7w
.?6p~
十一. phoenix WBWW7 HK
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: )v;O2z
O^~IY/[
for_each(v.begin(), v.end(), Mn
,hmIz
( <Tgy$Hm
do_ /";tkad^
[ gvT}UNqL
cout << _1 << " , " _rYW|*cIF
] 5wV J.B~s
.while_( -- _1), h}SZ+G/L
cout << var( " \n " ) !2!Zhw2u
) ~7ZZb*].(
); Yg.[R]
UC
ZXb|3|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: x[{\Aw>$.
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 6ncwa<q5
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 z9S
(<