一. 什么是Lambda
wP"dZagpj 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
npRSE v 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,
i-yy/y-N <0S=,! 1Bxmm# e.c3nKXZ q class filler
dMR3)CO {
p }[zt#v public :
g/13~UM\ void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
ccd8O{G.M } ;
OT'[:|x ; 4Jx"A\5*G 1~$);US 这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决:
xC
C:BO`pw yoAfc h$L"8# >vo=]cw for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
tE7[Smzuf DNP13wp@ V]90 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
%kgkXc~6|x ^k<oT'89 Ytgj|@jsp Y2'cs~~$Ce 二. 战前分析
1#1 riM - 首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。
)?wJF<[_# 开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码
}jill+] sUE?v9 |F#1C9]P for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
=~p>`nV /* --------------------------------------------- */
Pb*5eXk vector < int *> vp( 10 );
/rSH"$ transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
Mfv1Os:ST /* --------------------------------------------- */
: _QCfH sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
10H)^p%3+ /* --------------------------------------------- */
|*`Z*6n int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
vB+ ' /* --------------------------------------------- */
d:yqj: for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
0T46sm r /* --------------------------------------------- */
W0}B'VS.I for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
@gG<le6 6]-SK$ In[Cr/&/Y yV^s,P1 看了之后,我们可以思考一些问题:
[k-+AA>: 1._1, _2是什么?
FN[{s 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。
MeUaTJFEB 2._1 = 1是在做什么?
@_z4tUP 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。
-1J[n0O. 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。
cYqfsd# B xpOg8u5 wd)jl% 三. 动工
@/k@WhFZ 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
&d|r~NhP +5XpzZ{#Wa *E{2J:` }*L(;r)q template < typename T >
Qca&E`~Q class assignment
9*a=iL*Nw {
O|w J) T value;
-{ZWo:,r~q public :
xNbPsoK assignment( const T & v) : value(v) {}
QVtQx>K` template < typename T2 >
[]D@Q+1 T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
%plo=RF } ;
5L!y-3 1/"WD?a AnT3M.>ek 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
&?(?vDFfZ 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
J_;o|gqX =W'Ae,& _]:z \TDn 4]E3cAJ class holder
KRA/MQ^7~U {
)Eo)t> public :
[ 1u-Q%?# template < typename T >
:ijAqfX assignment < T > operator = ( const T & t) const
@mfEKU! {
O6OP =K!t: return assignment < T > (t);
O<V4HUW }
<%"b9T`' } ;
?5{>;#0Z Nal9M[]c *Em,*! 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:
j}C}:\-fY % oo2/aF static holder _1;
hzvd t Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
P ! _rEV )h)]SF} for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
>=-(UA 而不用手动写一个函数对象。
.*)2SNH wY_)y zld#qG6 .P"D 四. 问题分析
NN?`"Fww 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。
lx7Q.su' 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。
Kh_Lp$'0uM 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
AQwdw>I-FX 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
rQ qW_t% 下面我们可以对这几个问题进行分析。
Nb'''W-iu Ptdpj)oi&Q 五. 问题1:一致性
2V#>)R#k 首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?|
s|y "WDyx5 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
:Nz2z[W$ #iHs*
/85 struct holder
pWJFz- {
fNW"+ <W //
JVSA&c%3 template < typename T >
j=r P:# T & operator ()( const T & r) const
W~7A+=& {
*(T:,PY return (T & )r;
i=oU;7~zK }
x5-}h* } ;
ia+oX~W!VR oV|4V:G q 这样的话assignment也必须相应改动:
LAS'u"c| 4p,EBn9( template < typename Left, typename Right >
f@|A[>"V class assignment
P 'od` {
t^G"f;Ra+ Left l;
2Tp1n8FV Right r;
[R^iF public :
(<xfCH
F5 assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
>8#X;0\Kj template < typename T2 >
GkTiDm? T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
NRIG 1v> } ;
jk [1{I/ AW!?"xdZ 同时,holder的operator=也需要改动:
VKG&Y_7N '6cWS'9" template < typename T >
R?"q]af~ assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
b)qoh^ {
!W}9no return assignment < holder, T > ( * this , t);
R5-@ }
j2StXq3 CFMo)" 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。
yy i#Mo
, 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
sHt].gZ `tA"
}1;ka return l(rhs) = r;
qzKdQ&vO 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。
1AM!8VR2 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
\F/hMXDlJ L\xk:j1[ template < typename Tp >
[6%VRqY class constant_t
AQ,'
6F9 {
9.gXzPH const Tp t;
emqZztccZ public :
yW1)vD7 constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
9=8iy
w template < typename T >
NV72 const Tp & operator ()( const T & r) const
YQ9'0F[l {
"4+&-ms return t;
4ew"
%Cs* }
H8Bs<2 } ;
bnq;)>& DEG[Z7Ju 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
A@1W}8qY: 下面就可以修改holder的operator=了
?(Dq ?-. pfA|I*`XV template < typename T >
!;Yg/'vD- assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
A+ZK4]xb {
iNtaDX|%/ return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
4sF"6+%5d }
q<[P6}. CrC^1K 同时也要修改assignment的operator()
_~IR6dKE ~?4PBq template < typename T2 >
S;3R S; T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
ZRh~`yy 现在代码看起来就很一致了。
]'!f28Ng- R]c+?4J 六. 问题2:链式操作
2&:f&" 现在让我们来看看如何处理链式操作。
X^}I-M%{m 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。
w28o}$b` 事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。
A!s`[2 Z 比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。
\r;#g{
_ 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
xu/cq9 D.B.7-_8 template < typename T >
R}
eN@#"D struct result_1
y I HXg# {
2h|MXI\g typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
p `8s } ;
@Lpq~ 1eZB mXRB7k 那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为:
NPhhD&W_ 2Nu=/tMN template < typename T >
Y>|B;Kj0( struct ref
6]V4muz#c {
QwNly4 typedef T & reference;
C]O(T2l{l } ;
rHC>z7+z. template < typename T >
fM]+SMZy struct ref < T &>
&oP+$;Y {
nW PF6V> typedef T & reference;
CY
4gSe? } ;
-V-RP;"> Jj>?GAir 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
ciFmaM. oibsh(J3 template < typename T >
;kFDMuuO typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
T%.8'9 {
09X01X[ return l(t) = r(t);
;X8yFq }
I?h)OvWd 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。
gFeO}otm 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
eV2W{vuI AYt%`Y.! 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
0ZT5bg_M _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
`n#H5Oyn _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
O!mvJD +5 调用divide的对象返回一个add对象。
]mo-rhDsM 最后的布局是:
(n*^4@"2 Add
:Ux?, / \
X^T:8npxt Divide 5
j|4<i9^} / \
q
0$,*[PH _1 3
e bm])~ZL 似乎一切都解决了?不。
;
o?-yI&T* 你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。
>sfRI]OG 如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。
Hc!
mB OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码:
gwOa$f%O .\[`B.Q template < typename Right >
-9%:ilX~ assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
un)4eo!7 Right & rt) const
\.C+ue {
R{WE\T ' return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
I~q#eO) }
/,89p&h 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
:9O#ObFR 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。
bP8Sj16q 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。
`s"'r ! 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。
VYu~26Zr 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。
W,4QzcQR 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?
|2?'9< 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:
NhfJ30~ 8
BY j template < class Action >
?{\nf7Y class picker : public Action
VO,!x~S! {
ZW-yP2 public :
e&simX;W picker( const Action & act) : Action(act) {}
" W!M[qBW // all the operator overloaded
@Py/K / } ;
bBu,#Mc !,l9@eJQ 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。
9:fOYT$8 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
(hTCK8HK pA`+hQNN template < typename Right >
S\''e`Eb"5 picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
3 j!3E {
x9$` W return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
r>dwDBE }
R?v>Q` Qi YsG%6&zEq Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
rFIqC:= 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。
TK5K_V*7 \[BK1JP template < typename T > struct picker_maker
A3rPt&<a {
@xQgY*f# typedef picker < constant_t < T > > result;
` BDLW%aL } ;
P1zKsY,l$< template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
.9,zL=)Ba {
?;KKw* typedef picker < T > result;
V7GRA#| } ;
{SwQ[$k=_ K2he4< 下面总的结构就有了:
&/mA7Vf>eR 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。
-c(F 1l 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{.{n picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
7bqBk,`9 至此链式操作完美实现。
4 d;|sI@ +IrLDsd >QA uEM 七. 问题3
^sa#8^,K 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。
JQ}$Aqk anIAM template < typename T1, typename T2 >
)u3 Zm ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
=NOH:#iQ {
3l)h yVf& return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
#rxVd
7f }
P6!jRC"52' y(Y!?X I 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:
N U|d .^N/peUq template < typename T1, typename T2 >
!g Z67 struct result_2
/3A^I{e74
{
UQ'\7OS typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
tYZ[68 } ;
cU0s
p :{qv~&+C 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?
i%ZW3MrY~ 这个差事就留给了holder自己。
%{YN70/ $SM#< @ /b]oa! template < int Order >
$}lbT15a class holder;
?z}=B template <>
f:ZAG4B class holder < 1 >
#Xhdn\7 {
hy}8Aji& public :
XpmS{nb template < typename T >
|_o=^?z' struct result_1
SGh1 DB {
hJwC~HG5 typedef T & result;
U"q/rcA } ;
At flf2 K template < typename T1, typename T2 >
m_=$0m J$ struct result_2
(Q%'N3gk {
mocI&=EF2X typedef T1 & result;
L !=4N!j } ;
[QMu2 template < typename T >
M7+nW ; e% typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
G"X8}:} {
.uyGYj-C return (T & )r;
(7XCA,KTGI }
<,3^|$c% template < typename T1, typename T2 >
dY@WI[yog typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
Hu.t 3:w {
YhOlxON return (T1 & )r1;
T^T[$26 }
N-I5X2 } ;
nA
P.^_K SG-'R1
J template <>
}
@K FB class holder < 2 >
(S xR`QP?, {
Ggl~nxz public :
o&`<+4
i template < typename T >
}b=}uiR# struct result_1
w=LP"bqlI {
S/Fkw4% typedef T & result;
COTp } ;
~=8uN< template < typename T1, typename T2 >
OH5>vV'i struct result_2
9AxCiT. {
p"l3e9&'j typedef T2 & result;
1AG=%F|. } ;
jV?
}9L^; template < typename T >
d+X}cq= typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
.C2TQ:B, . {
slg ]#Dy return (T & )r;
OfctoPP _0 }
Hir Fl template < typename T1, typename T2 >
Pcu#lWC$ typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
" R-!(9k^` {
~4s'0 w^ return (T2 & )r2;
K'X2dG* }
$/=nU*pd } ;
}0u8r` *xON W % ]I ZLJ 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> >。
bYi`R) 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
IkrF/$r 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
^5A
t?I8 q EP
4 return l(i, j) = r(i, j);
3t<a $i 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
mt5KbA>nU ~mO62(8m return ( int & )i;
dn}` i return ( int & )j;
0pJ
":Q/2) 最后执行i = j;
v.:3"<ur} 可见,参数被正确的选择了。
;Ra+=z}> UTf9S>HS p=C%Hmd5E Kx=4~ $KLD2BAL 八. 中期总结
-K
rxMi 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:
iJZ/jCI 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
a)S+8uU 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
`2`\]X_A{ 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
^2$ lJ x7vctjM| :.?gHF.? F29va \mw(cM#:
1~l
I8 九. 简化
^':!1 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。
^{xeij/ 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
{5d9$v7k4 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:
$&"V^@ 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
C=s1R;"H +-*/&|^等
vTaJqEE 2. 返回引用。
!^v5-xO?rP =,各种复合赋值等
*1 G>YH 3. 返回固定类型。
&f7fK|} 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
<L{(Mj%Z 4. 原样返回。
{0;3W7 operator,
?W(6 5. 返回解引用的类型。
f+|$&p% operator*(单目)
RGn!{= 6. 返回地址。
Gcb|W& operator&(单目)
}g3+{\x8 7. 下表访问返回类型。
WWL4`s operator[]
S.Z9$k% 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
>yXN,5d[ operator<<和operator>>
R |f~>JUF :>aQ~1f>] 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。
M:P0m6ie 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
n!')wIk $2<d<Um~z template < typename Left >
_DrJVC~6@ struct value_return
h'$QC )P {
7HVZZ!>~ template < typename T >
@]qBF]6 struct result_1
.TE?KI
{
;SwMu@tg typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
2 o#,kGd } ;
S,U
Pl}KF }gkM^*$:% template < typename T1, typename T2 >
,+g&o^T struct result_2
oG7q_4+& {
,v&L:a typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
e(NLX` } ;
hky;CD~$ } ;
y7S4d~& LTJc,3\, DI`%zLDcY 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
7 Sa1;%R 1xU3#b&2tC 下面我们来剥离functor中的operator()
\uME+NF 首先operator里面的代码全是下面的形式:
k'$!(*]\b BYY RoE[P return l(t) op r(t)
p#SY /KIw return l(t1, t2) op r(t1, t2)
c}[+h5 return op l(t)
^FZ^6* return op l(t1, t2)
;.wX@ return l(t) op
#{9G sD return l(t1, t2) op
M(d6Z2ibh return l(t)[r(t)]
<`!PCuR return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
7O`o ovW$ |0{u->+ ) 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:
u*7Z~R 单目: return f(l(t), r(t));
OG3/-K 8R return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
PY3ps2^K. 双目: return f(l(t));
@<M*qK1h return f(l(t1, t2));
qzFQEepso 下面就是f的实现,以operator/为例
"+?Cz!i g(O;{Q_ struct meta_divide
H0a/(4/xg {
=e><z9hY template < typename T1, typename T2 >
Jti(b*~ static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
*2}O-e {
*n(> ^ return t1 / t2;
.+y>8h3{ }
-ng=l; } ;
M,3wmW&d6 nK3k]gLc{ 这个工作可以让宏来做:
==/n(LBD 0aR,H[r[? #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
`>D9P_Y"jI template < typename T1, typename T2 > \
5FC4@Ms` static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
kC$&:\Rh 以后可以直接用
<B /5J:o< DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
NYABmI/0c 来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数
+:6Ii9GN (ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。)
>EXb|vw
oUx[+Gnv 8 _d-81Dd 下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体
OMihXt[ ?IX!+>.H template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
Q\{x)|{$ class unary_op : public Rettype
d~ng6pA {
WW@"Z}?k Left l;
e=/&(Y public :
,/&Zw01dGN unary_op( const Left & l) : l(l) {}
YEYY}/YX 2
Tvvq(?T template < typename T >
rFJ[dz typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
Bk|K%K {
#
Oup^ o@ return FuncType::execute(l(t));
<
/p8r }
}xn_6 3Rl,GWK template < typename T1, typename T2 >
N~=A typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
K.>wQA& {
6R}j-1
<n return FuncType::execute(l(t1, t2));
OIaYHA }
1M%S
gV-# } ;
E\2Ml@J lx,`hl% /jD-\,:L} 同样还可以申明一个binary_op
wpPn}[a x.DzViP/ template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
v:ER4 class binary_op : public Rettype
h:qHR]
8dZ {
}4c/YP"a'E Left l;
S;@ay/*~ Right r;
#I\Y=XCY public :
8KjRCm,I binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
rjojG59U> (L69{n template < typename T >
)ctr"&- typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
Jj"HpK>[ {
J?712=9 return FuncType::execute(l(t), r(t));
R"6;NPeo }
O+.*lo setLdEi template < typename T1, typename T2 >
W"(u^} typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
8:g!w:$x {
jMpa?Jp 1 return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
-Wo15O" }
a5wDm } ;
]A:( L9 ku.A|+Tn x*8O*!ZZ 很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
!L\'Mk/=A 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
-}<g-*m"q DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
6$e]i|e 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。
"n- pl 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
.LE+/n 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。。。
%!W%#U0 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
!$kR ;Q"/ 这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan)
uW[3G 下面是修改过的unary_op
#( uj$[o %Y',|+Arx template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
3V-6)V{KaE class unary_op
%x2b0L\g {
zl)&U=4l Left l;
?y_awoBd1 76MsrOv55 public :
k^*$^;z _Y#Bm/* unary_op( const Left & l) : l(l) {}
?`. XK} j.&
;c'V$. template < typename T >
C_-E4I
Z) struct result_1
OOLe[P3J3 {
bF6gBM@* typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
wgZrrq/W| } ;
<IH*\q:7 WZ"W]Jyy{ template < typename T1, typename T2 >
)>$^wT struct result_2
FfXZ|o$; {
"^"'uO$ typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
JN^bo(kb } ;
PW^ 8;[\QP B/_6Ieb+ template < typename T1, typename T2 >
hho%~^bn( typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
+ (=I8s/ {
n_;S2KM return OpClass::execute(lt(t1, t2));
QK7e|M }
>)sqh ~P 'a_s%{BJXg template < typename T >
-$L(y@%X^ typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
MCd F!{ {
3{q[q#" return OpClass::execute(lt(t));
^BNp`x;;` }
Mk "vvk &CO|Y(+ } ;
g-eq %O_t`wz fp-m.d:| 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
*I/A,#4r 好啦,现在才真正完美了。
X#7}c5^Y 现在在picker里面就可以这么添加了:
`{L{wJ:&a w5Z2N[hy template < typename Right >
X\'E4 picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
##2`5i-x {
4JSZ0:O return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
c
_p[yS }
%xpd(&)n 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。
v*Xk WH5 ex=)H%_| F`3^wHw^ <L2GUX36# ~K%k
0kT 十. bind
'DeW<Sa~ 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。
k!9= 先来分析一下一段例子
<B=[hk! cp|:8 [ Eh
{up int foo( int x, int y) { return x - y;}
-Sp/fjlq/ bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
f!EOYowW bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
'#KA+?@ 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。
nrF!;:x 我们来写个简单的。
EZ*t$3.T 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
I}rGx 对于函数对象类的版本:
X;(oz]tr$ *^ey]),f54 template < typename Func >
cNx
\&vpd struct functor_trait
9n-T5WP {
xSdN5RN typedef typename Func::result_type result_type;
f>O54T .L. } ;
7t`E@dm 对于无参数函数的版本:
t[/\KG8 #g F2(iK6 template < typename Ret >
87+.pM|t% struct functor_trait < Ret ( * )() >
/G{&[X<4U {
tI"wVr typedef Ret result_type;
~37R0`C } ;
QN3qF|)) 对于单参数函数的版本:
)CFk`57U ~d&'Lp[3 template < typename Ret, typename V1 >
?ISI[hoc struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
A\Lr<{Jh {
5Ws5X_?d typedef Ret result_type;
-e &$,R>; } ;
sN"p5p 对于双参数函数的版本:
=kwb`
Z/a /L)?> tg template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
.mC~Ry+t struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
P_kaIPP {
4u@yJ?U typedef Ret result_type;
IES41y< } ;
A>4l/ 等等。。。
7zOhyl? 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
qw6EP C A J<iM)l| template < typename Func >
an-\k*w struct func_return
6{cybD`Ef& {
FrgW7`s[A template < typename T >
rat=)n)"t struct result_1
],!\IqO {
czXI?]gg, typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
.@4Q kG/ } ;
luJ{Iq z\X60T template < typename T1, typename T2 >
m]bL)]Z struct result_2
E6,`Ld;c[ {
}K#iCby4 typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
bv .EM } ;
THrc
H } ;
HR/k{"8W4Q oc!biE`u ~r(g|?}P 最后一个单参数binder就很容易写出来了
113Z@F *5ka.=Qs template < typename Func, typename aPicker >
[{hL F9yPx class binder_1
[d!Af4 {
J`U$b+q6 Func fn;
M>`?m
L aPicker pk;
sV9{4T~#| public :
aL_;`@4 HV]~=Bw2I template < typename T >
u!=]zW% struct result_1
WyKUvVi {
GM34-GH+ typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
e["Z!D_H } ;
Bbn832iMUY r< d? template < typename T1, typename T2 >
fJSV)\e0 struct result_2
umq$4}T'$ {
n?TO!5RZK typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
m)tI } ;
RW|UQY# KDNTnA1c binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
20SF<V %8bFQNd template < typename T >
mI_ 6f~ typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
z9OMC$,V {
":(Cpf0 return fn(pk(t));
$=;bccIob }
*YiD B?Si template < typename T1, typename T2 >
bUipp\[aV typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
m%BMd {
|r<.R> return fn(pk(t1, t2));
hs -}:^S` }
DbPBgD>Q } ;
j,gM+4V^ Yp?a=R K2vPj| 一目了然不是么?
A7I8Z6& 最后实现bind
$yR{ZFo j3V"d 3) T^f&58{ 7 template < typename Func, typename aPicker >
B4M'Er{v picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
XH_qA[=c] {
Ri%Of:zZ return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
*I;Mp }
FrE/K_L zL[U; 2个以上参数的bind可以同理实现。
SquqaX+< 另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。
sov62wuqU Di5Op(S(( 十一. phoenix
+$pO Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
KlSY^(kHR PHB\)/ for_each(v.begin(), v.end(),
ZeDDH (
_oyL*Cb do_
sjVl/t`l [
OkO@BWL cout << _1 << " , "
mhHm# ]
U]R|ej .while_( -- _1),
s*A|9uf5 cout << var( " \n " )
u{y5'cJ{ )
E'6z7m. );
g]hn@{[ 5tbiNm^X 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:
%%-Tjw o 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
BM}a?nnoc operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
j(2tbWg9- 那么我们就照着这个思路来实现吧:
kQ:>j.^e Q0oDl8~ Q!$kUcky9 template < typename Cond, typename Actor >
hrtN.4p[ class do_while
VE+p&0 {
{N8rZ [Oo Cond cd;
m$e@<~To Actor act;
Xwn|. public :
1,sO =p)Yg template < typename T >
@x\gk5 struct result_1
WW
Kr & ) {
#p^pvdvh3 typedef int result_type;
;R-Q,aCM} } ;
FV<^q|K/(] s</ktPtu do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
=dJEcC_J Zi '8~iEH template < typename T >
)}Mt'd typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
?%TM7Z4 {
]4pC\0c do
wz2)seZY {
$2Tty 7 act(t);
>!WBlSy }
7.=s1~p while (cd(t));
xo@/k return 0 ;
fxCPGj }
?>Ci`XlLr } ;
J*kzJ{vwy* nT6iS}h v?iH}7zb%Q 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
EwJn1Mvq 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
l<:)rg^, 其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。
"g&l~N1$ 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。
6j.(l4} 下面就是产生这个functor的类:
uTFEI.N 6O?S r, 9U%}"uE template < typename Actor >
jF2GHyB class do_while_actor
I.0Usa"z {
e(5Px!B Actor act;
Ptxc9~k public :
N1zrfn-VU do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
D+nj[8y {ca^yHgGy template < typename Cond >
3).c[F^l picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
M(gWd8?# } ;
_z6u^#Si ymJw{&^am o%s}jBo} 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
!c' ;L' 最后,是那个do_
'wHkE/83 <OFqUp*l >.sN?5}y class do_while_invoker
J:!Gf^/) {
U-N/Z\QD public :
Tm,L?Jh template < typename Actor >
$6+P&"8 do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
8-#2?= {
|I<-x)joIK return do_while_actor < Actor > (act);
!!pi\J?sk }
{:j!@w 3 } do_;
<W{0@?y [wxI
X 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
+VFwYdW, 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
{Z;GNMO: 最后来说说怎么处理break和continue
ZX}" 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。
fXQRsL8
] 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 ]