一. 什么是Lambda egR9AEJvz
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 a>4uiFiv
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, h 6G/O`:
h.rD}N\L
I0AJY
)R
`D(
xv
class filler rRES8/
{ 4W4kwU6D
public : |4)
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} >4m'tZ8
} ; -37a.
WE}kTq
Hs"(@eDV&J
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: 6TWWlU^e
5/[H+O1;
$!vxVs9n
h)lPi
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 31^cz*V
<q)4la
6Q4X6U:WB
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 IJOvnZ("A
>>l`,+y
uD_v!
X#xFFDzN
二. 战前分析 =M 6[URZ
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。
r#PMy$7L
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 _eSdnHWx
87!C@XlK_
P47V:E%
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 4:3rc7_
1
/* --------------------------------------------- */ TjWE_Bq]g
vector < int *> vp( 10 ); DVZdClAL
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); GJi~y
/* --------------------------------------------- */ 05Fz@31~
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); hjZ}C+=O
/* --------------------------------------------- */ 9CGNn+~YI
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); QZAB=rR
/* --------------------------------------------- */ JE5
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); ;^
wd_
/* --------------------------------------------- */ RhI;;Y#@
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); psh^MX)Q
yZ]:y-1
4 PLk
,:Jus
看了之后,我们可以思考一些问题: #BVtL :x@
1._1, _2是什么? $aCd/&
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。 snM Z0W
2._1 = 1是在做什么? P;ZU-G4@
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。 #mR4fst
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。 Mk<Vydds
lLq<xf
.%BT,$1K
三. 动工 #T K~eHi
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: BC>=B@H0
i=a-<A5x
{yAL+}
wCs^J48=
template < typename T > Th[f9H%
class assignment Bm$"WbOq*R
{ 5
*}R$
T value; &adI (s~
public : (;x3} ]
assignment( const T & v) : value(v) {} <>eOC9;VY
template < typename T2 > KT|RF
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 0Q,g7K<d
} ; }uHrto3M
iF5'ygR-Z
GY3 Wj
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ;rI@*An
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 5V[oE\B
5la>a}+!!h
.JX EK
l5%G'1w#,j
class holder ,&PE6hn
{ VLsxdwHgb
public : MfO:m[s
template < typename T > 7`vEe'qz
assignment < T > operator = ( const T & t) const CQ7{1,?2
{ G2 ]H6G$M
return assignment < T > (t); %R#L
}
e:E0 "<
} ; 'oNO-)p\#!
@}_WE,r
[AH6~-\ x
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: ( m\$hX
mvW%
static holder _1; w&$d* E
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 #&<)! YY5
#
?1Sm/5k`
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); !IU.a90V
而不用手动写一个函数对象。 dG QG!l+>
q/3ziVd7p
TlAR.cV
H>Q%"|
四. 问题分析 &*G<a3Q
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。 d\MLOXnLq;
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。 `
8W*
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 lPH%Do>K
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 m^' uipa\
下面我们可以对这几个问题进行分析。 lN,/3\B
5Dp#u
五. 问题1:一致性 =4uSFK_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?| AIb2k
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 1XG!$4DW
OJT1d-5p
struct holder YzosZ! L!<
{ 4p%A8%/q
// bn
6WjJ~Z+
template < typename T > J{ [n?/A{
T & operator ()( const T & r) const QY/hI`
{ DU%w1+u
return (T & )r; 4p;aS$Q
} 4v
p
} ; kP#e((f,
A,su;Qh
这样的话assignment也必须相应改动: +[\eFj|=
,h|q i[7
template < typename Left, typename Right > f~E*Zz`;
class assignment (>J4^``x=
{ $VAx:Y|
Left l; 3X9b2RY*L/
Right r; b[z]CP
public : jVLA CWH
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} }:: S0l
template < typename T2 > MT(o"ltQ
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 5<I
} ; _X~87
F4=}}kU
同时,holder的operator=也需要改动: |+ N5z
xI,2LGO
template < typename T > Sxjub&=
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const l4T7'U>`
{ ntNI]~z&
return assignment < holder, T > ( * this , t); R1&unm0
} =U|N=/y#hJ
1+b{}d
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。 '
|-JWH
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 e \O/H<
'=][J_
return l(rhs) = r; Y@'8[]=0
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。 Gm*X'[\DD
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 1[_mEtM:]B
'B+ ' (f
template < typename Tp > Kn+S, 1r
class constant_t $R<Me
{ m*e{\)rd#
const Tp t; 4|A>b})H
public : 0$r^C6}f
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ceNix!P
template < typename T > B^).BQ
const Tp & operator ()( const T & r) const aq7~QX_0G
{ MX>[^}n
return t; `1 :{0p2q
} c1X1+b,
} ; $mF_,|
"~TA SX_?
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ?` SUQm
下面就可以修改holder的operator=了 XMG]Wf^%\<
8* Jw0mSw
template < typename T > 8H[:>;SI
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const S/;bU:
{ 54zlnM$
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); q7u'_R,;
} UMX@7a,[3
(a9d/3M
同时也要修改assignment的operator() tTd\|
|bgo;J/
template < typename T2 > !3T&4t
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } fM^[7;]7e
现在代码看起来就很一致了。 #^+DL]*l
R$zH]
六. 问题2:链式操作 6q
2_WX
现在让我们来看看如何处理链式操作。 q -8t'7
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 3Hf0MAt
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 .s$z/Jv
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。 9@+5LZR
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 0p89: I*0
HSq}7S&U
template < typename T > vloF::1
struct result_1 \W,I?Kx$
{ 36US5ef
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ^n0]dizB
} ; /dnCwFXf
ON+J>$[[
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: jt+iv*2N>
)>BHL3@
template < typename T > $.]l!cmi%Q
struct ref 86nN"!{l:
{ G@j0rnn>B
typedef T & reference; -W>'^1cR
} ; s(W|f|R
template < typename T > +{/
struct ref < T &> g}]t[}s1]
{ # W"=ry3{
typedef T & reference; ?6'rBH/w
} ; rj!0GI
#c2ymQm
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: utr:J
Y))NK'B5
template < typename T > J=/5}u_gw
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const :%IoM E
{ 6-O_\Cq8
return l(t) = r(t); m# =z7.XrX
} $ `7^+8vHV
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。 _YRE (YZ/
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 sJNFFOz
$ MC)}l
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 5atYOep
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: )p*}e8L
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 .1LCXW=
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 $8BPlqBIZ
最后的布局是: i~r l o^
Add r7qh>JrO
/ \ 3do)Vg4
Divide 5 |fo0
/ \ +@r*}
_1 3 f5 `g
似乎一切都解决了?不。 kwsp9 0)
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。 o=1X^,
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。 /&4U6a
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: X]y)qV)a[c
={u0_j
W
template < typename Right > u(G*\<z-
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const vx4+QQYP
Right & rt) const mkR2i>
{ #KO,~]k5|e
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 2it?$8#i
} \QB;Ja_
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 a0Zv p>Ft
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 t%8d-+$
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。 j1(D]Z=\
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。 o6p98Dpg
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。 Q$fmD
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? A@Dw<.&_I
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: }1r m
[<KM?\"1<
template < class Action > 9+pmS#>_
class picker : public Action A=
w9V
{ Si~vDQ7"
public : ~ar=PmYV7
picker( const Action & act) : Action(act) {} ]~3U
// all the operator overloaded N;[>,0&z
} ; 1x,tu}<u^
3'X.}>o
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 (P`3 @H
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: KI+VXH}Y5{
"]G\9b)
template < typename Right > ^4o;$u4R
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const R=KQ
{ O]m+u
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 'g{9@PkGn
} S<J}[I7V
,`aq+K
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > /:FOPPs
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。 .c$316
}-@`9(o`)
template < typename T > struct picker_maker }RP@!=
{ d \35a4l
typedef picker < constant_t < T > > result; GDuMY\1
} ; \W`w` o
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > fYW6b[lI
{ ?y!E-&
typedef picker < T > result; [VWUqlNt>
} ; uDZT_c'Y
y
TDNNK
下面总的结构就有了: Kde9
$
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。 3@]SKfoo1
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。 >i6yl5s
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 9WR6!.y#f
至此链式操作完美实现。 &%/7E_j7
b2FO$Os
_H/8_[xk
七. 问题3 ?)#5X_V-q
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。 "V}[':fen
ny54XjtG,
template < typename T1, typename T2 > H8On<C=
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const G2FXrkU
{ J^g!++|2P
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); |.3DD"*
} T|6a("RL
|u ;v27
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: ~T89_L
mN19WQ(r
template < typename T1, typename T2 > lMbAs.!
struct result_2 %Ijj=wW
{ X<*U.=r)
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; vZBc!AW
} ; E^SH\5B
zO
MA
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? /ID?DtJ
这个差事就留给了holder自己。 x>Jr_A(
GbaEgA'fa
f-71~
template < int Order > x UD-iSY
class holder; qZA).12qS
template <> `FC(
class holder < 1 > Kc^;vT>3
{ LoGVwRmoC
public : Y(cGk#0
template < typename T > #&7}-"Nd
struct result_1 NSDv;|f
{ _zwUE
typedef T & result; 'uxX5k/D@t
} ; s]JF0584
template < typename T1, typename T2 > _> *jH'
struct result_2 L;f!.FX#
{ $
<#KA3o\
typedef T1 & result; 8M`#pN^
} ; &HY+n)
o
template < typename T > E2{FK)qT
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ok4@N @
{ bAm(8nT7w
return (T & )r; EB8\_]6XJ
} 1[vi.
template < typename T1, typename T2 > oTuOw|[
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const .?Gd'Lp
{ jav#f{'
return (T1 & )r1;
1wP-
} #"5 Dk#@
} ; {b
4BKI-;v$
template <> \<)9?M :
class holder < 2 > 4zo5}L`Y
{ ?28N ^
public : r|qp3x
template < typename T > *^wm1|5
struct result_1 IDG}ZlG
{ n0e1k.A
typedef T & result; ]h5Yg/sms
} ; YS%h^>I^
template < typename T1, typename T2 > y)@[Sl>
struct result_2 :65~[$2
{ os]8BScx
typedef T2 & result; <"r#:Wr
} ; f|tjsZxQ
template < typename T > 9*1,!%]
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ML>[^F
{ W!>.$4Q9
return (T & )r; z21|Dhiw&
} /Bm( `T
template < typename T1, typename T2 > #Q`dku%V:
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const >b{q.
{ fu]s/'8B
return (T2 & )r2; LMAE)]N
} p ObX42
} ; (X3Tav
x"
L20}
[+DW >Et
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 <U\B!fO'
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Gnq?"</
首先 assignment::operator(int, int)被调用: X'qU*Eo
uD@#
return l(i, j) = r(i, j); lH6OcD:kj
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) +P`*kj-P\
Kiu_JzD
return ( int & )i; 1jF`5k
return ( int & )j; PU1Qsb5
最后执行i = j; L=sYLC6d
可见,参数被正确的选择了。 Nu?-0>
K%RxwM
#a8B/-
VN\W]jT
(j3xAA
八. 中期总结 YS *9t
Q{
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: -3=#u_
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ?qWfup\S
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 @6]sNm
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor xM&Wgei]10
8;+B*+%@n
'GS"8w~j
T,
)__h
|* ;B
ub\MlSr
九. 简化 h*u
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 ;k>&FWEG
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 |~vI3]}fx
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: .w8J*JZ
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 r 0iK
+-*/&|^等 S9~+c
2. 返回引用。 K#=*9S
=,各种复合赋值等 EH!
q=&d
3. 返回固定类型。 ([m
mPyp>L
各种逻辑/比较操作符(返回bool) 9#MBaO8_"
4. 原样返回。 zZ` _D|<m
operator, ~U@;gLoD
5. 返回解引用的类型。 n4R(.N00
operator*(单目) O#S;q5L@
6. 返回地址。 "C{}Z
operator&(单目) .xm.DRk3
7. 下表访问返回类型。 vRHd&0
operator[] xk5@d6Y{r
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 HV{wI1
operator<<和operator>> m0;CH/D0
P;ci9vk
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 +
|#O@k
例如针对第一条,我们实现一个policy类: t7j);W%e6
+oovx2r&
template < typename Left > ~^r29'3
struct value_return M$>1L
{ 3 +G$-ru
template < typename T > bj>v|#r^
struct result_1 rzm:Yx
{ 4O )1uF;
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; $',K7%y
} ; z4jR[x,
lrIS{MJ+-
template < typename T1, typename T2 > &)AVzN+*h
struct result_2 j)/nKh4O
{ /7|V+6jV
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ;
Q3n
} ; 'kL#]
} ; <~n"m
@oV9)
<FcG
oGK
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ~&7MkkftM
06c>$1-?
下面我们来剥离functor中的operator() OHb[qX\
首先operator里面的代码全是下面的形式: +RYls|f
'":lB]hS
return l(t) op r(t) Rld!,t
return l(t1, t2) op r(t1, t2) y)W@{@{kl
return op l(t) %'s>QF]'
return op l(t1, t2) d9;g]uj`
return l(t) op l0PZ`m+;j
return l(t1, t2) op ;h*K }U
return l(t)[r(t)] `Nb[G)Xh
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] XkXHGDEf 1
6/r)y+H
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: +#lM
单目: return f(l(t), r(t)); 7!EBH(,z
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ~M7y*'oY
双目: return f(l(t)); ,+meT`'vn
return f(l(t1, t2)); 7Z\--=;|[:
下面就是f的实现,以operator/为例 -- %N8L;e
kt["m.
struct meta_divide M42Ssn)
{ U |Jo{(Y
template < typename T1, typename T2 > ZjQ
|Wx
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) s'E2P[:
{ 1DE<rKI
return t1 / t2; qB0E_y)a
} $o0iLFIX/
} ; J;{N72
Ay5i+)MD
这个工作可以让宏来做: :y%/u%L
*n 6s.$p)%
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ &eCa0s?mI
template < typename T1, typename T2 > \ )4<__|52"1
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; W&&;:Fr
以后可以直接用 vd
0ljA
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) <`B,R*H{
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 :D%"EJ
(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。。。) M<.d8?p )
QS` PpyBkd
G~2jUyv
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 E_])E`BJ
:(!`/#6H
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > w$z}r
class unary_op : public Rettype {|&5_][
{ (Pf+0,2
Left l; aJ-K? xQ
public :
A: 5x|
unary_op( const Left & l) : l(l) {} .TND a&
h_:C+)13`x
template < typename T > vq^f}id
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const +e yc`J
{ s:/8[(A
return FuncType::execute(l(t)); 0=* 8
} Ma.`A
[E!oQVY
template < typename T1, typename T2 > aE&,]'6
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const m#PY,y
{ / ';0H_
return FuncType::execute(l(t1, t2)); juka0/
} pQ=>.JU
} ; Y;@>b{s
1zm ulj%&
Pe3@d|-,MU
同样还可以申明一个binary_op XC0bI,Fu,
'IZI:V"
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > B$ajK`x&I
class binary_op : public Rettype .aAL]-Rj
{ u frW\X
Left l; i'H/ZwU
Right r; n>+mL"hs
public : )uj Ex7&c
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} OGde00
\r /ya<5
template < typename T > b J=Jg~&
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const TUV&vz{
{ `k[-M2[
return FuncType::execute(l(t), r(t)); iYORu3
} < Z{HX[y
L;VoJf
template < typename T1, typename T2 > Co (.:z~
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Q&wB$*u
{ v(B<Nb
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ^W'fA{sr
} !%^^ \,
} ; z=rT%lz6
8jd;JPz@\
P
`}zlml
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 %QH)' GJQ
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 |Y$uqRdV
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) *)ardZV${
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。 <49K>S9O
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 3nT^?;-
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。。。 .y_/U wu
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 !c}O5TI|#
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) Hyb3 ;yQ
下面是修改过的unary_op iVp,e
z.$4!$q
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ,k{#S?:b
class unary_op "U!AlZ`g
{ P3cR l']
Left l; _LMM,!f
LR.Hh
public : 6+.uU[x@
{5%5}[/x
unary_op( const Left & l) : l(l) {} L\)ZC
-yE/f2PgQ
template < typename T > QrB@cK]
struct result_1 YP.5fq:
{ r"``QmM
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; %X4xv_o`f
} ; WF1px %
tZ}
v%3
template < typename T1, typename T2 >
0Sle
struct result_2 q*\x0"mS/
{ p<TpK )
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ?]Pmxp
H}
} ; &<wuJ%'>)Z
QW$G
template < typename T1, typename T2 > oFy=-p+C
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const `tHvD=`m.
{ LQtj~c>X-|
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); b7NM#Hb
} &y3OR1_Sm*
0~ZFv Wv
template < typename T > 9z}uc@#D=m
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const (eCJ;%%k
{ H<v'^*(
return OpClass::execute(lt(t)); +?u~APjNN
} (d(hR0HKE
ue4Vcf
} ; +Vm}E0Ov
: YXX8|>
z.GMqW%B
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug K8>zF/# +
好啦,现在才真正完美了。 BybW)+~
现在在picker里面就可以这么添加了: e?7&M
c0%"&a1]]V
template < typename Right > f0X_fm_q
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const b~'"^ Bts*
{ V,q](bg
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); Pa{%\dsv
} BFL`!^
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 uT}' Y)m
Po ZuMF
-u2P ?~
SS$[VV
&d"G/6
十. bind .WPV dwV4U
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。 =R #Qx,
先来分析一下一段例子 M[6:p2u
{$R' WXVs
IB[)TZ2m
int foo( int x, int y) { return x - y;} o$w_Es]Ma
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 Z&|Kki*
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 n^z]q;IN2.
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。 ``ou/Z
我们来写个简单的。 *MJX?
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: _59huC.
对于函数对象类的版本: g=QDu7Ux
c|M6<}
template < typename Func > UD8op]>L
struct functor_trait U@-^C"R
{ GH+r?2<
typedef typename Func::result_type result_type; e6d<dXx
} ; qOSM}ei>s
对于无参数函数的版本: QV{}K
# a<Gxj
template < typename Ret > VH+%a<v"
struct functor_trait < Ret ( * )() > bsB*533
{ :/Q
typedef Ret result_type; f7=((5N
} ; NMa}
<
对于单参数函数的版本: p(~Yx3$*
i(iXD
template < typename Ret, typename V1 > "f "6]y
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > o| #Qu8Lk
{ c
)G3k/T5
typedef Ret result_type; H`0|tepz
} ; }UWL-TkEjF
对于双参数函数的版本: DV _2P$tT|
.u4
W /
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ig/%zA*Bo
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > .Yf:[`Q6g
{ 1UE6 4Kl:S
typedef Ret result_type; dYL"h.x
} ; (+B5|_xQu
等等。。。 =>M^02"
然后我们就可以仿照value_return写一个policy r7b1-
5*1D$mxD"
template < typename Func > fZ*+2T>
struct func_return vJ'2@f$
{ s;3= {e.
template < typename T > M7@2^G]p
struct result_1 ;\=M;Zt
{
[N/"5
[
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; mT.u0KUIy
} ; .
koYHq
xO&eRy?%
template < typename T1, typename T2 > >AcrG]
struct result_2 H[S%J3JI
{ wM2*#
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; k}
|
} ; #MRMNL@
} ; )pq;*~IBI
f'
3q(a<p
SV2M+5#;
最后一个单参数binder就很容易写出来了 Of4^?`
^
"x 3lQ
template < typename Func, typename aPicker > )XYv}U
class binder_1 fSs4ZXC
{ Uc@Ao:
Func fn; 4`!Z$kt
aPicker pk; Jo@|"cE=
public : no<
^f]33
@>W(1mRi
template < typename T > Z@]e{zO
struct result_1 .
r[Hu40p
{ +f@U6Vv
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; @wE5S6! B\
} ; (X?%^^e!
4}4Pyjh
template < typename T1, typename T2 > A29gz:F(
struct result_2 |j#C|V%kV
{ 1 D<_N
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; J"=vE=
} ; ^yyC
[Mz
wtH?
[>S;)
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} (2:/8\_P
UN]f"k&