一. 什么是Lambda ^/:G`'
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 tXW7G@
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, R|JBzdK+P
;Vlt4,s)
[`_-;/Gx2
?a{es!
class filler 9 6j*F,{
{ dW} m44X
public : tJ9-8ZT*
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} x>eV$UJ
} ; Nny#}k
Bt
=DLVWz/<
cFV3
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: ' "I-! +
7CV}QV}G
S0jYk (
0;n}{26a
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); p{W'[A{J .
K>S:Z
Rw]lW;EN<
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 A#x_>fV
6<
@F
|>!tqgq
&eY&6I
二. 战前分析 65>}Q.p
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。 I6.}r2?;A
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 \
ix&U
;^9y#muk
'FN+BvD
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); u~\l~v^mj
/* --------------------------------------------- */ @; 0t+
vector < int *> vp( 10 ); !r %u@[(
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ~%Xs"R1c,
/* --------------------------------------------- */ L2`a| T=
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
7>!Rg~M
/* --------------------------------------------- */ l2
mO{'|C
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); dH_g:ocA
/* --------------------------------------------- */ 3}gf%U]L
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); vq-#%o
/* --------------------------------------------- */ CCp&+LRvR
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); ql2O%B.6?
*Fu;sR2y%:
wgFAPZr
29kR7[k
看了之后,我们可以思考一些问题: w3Z;&sFd
1._1, _2是什么? P{%R*hb]
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。 )9s
6(Iu
2._1 = 1是在做什么? kcio]@#
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。 ,l7',@6Y
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。 f,0,:)
i[40p!~
*G(ZRj@33
三. 动工 ~%d* #Yxq
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: EB2 5N~7
v/z~ j
*7UDTgY
-I*NS6
template < typename T > % h"%G=:
class assignment Y2>0Y3yM
{ .XPPd?R
T value; c(r8
F[4w
public : eiwPp9[08
assignment( const T & v) : value(v) {} *Vr;rk
template < typename T2 > ) ={
H
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } -'~61=PD
} ; 1YJ@9 *l
I_3{i`g
Q5>]f/LD
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 k.Q4oyei
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment /\u1q<
_&}z+(Ug
xn,I<dL39
jrZH1dvE
class holder +hUz/G+3
{ \Ws$@J-M
public : p$1y8Zbor
template < typename T > H0?Vq8I?
assignment < T > operator = ( const T & t) const BX-fV|
{ {mmQv~|5q
return assignment < T > (t); NK$BF(HBi
} %w#8t#[,6
} ; c'&\[b(m
#B&%Y6E5
t>%+[7?6
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: xay~fD
X}G3>HcP
static holder _1; ,<O| Iis
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 b2G1@f.U
Tv /?-`Y
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 8Q\ T,C
而不用手动写一个函数对象。 K\y
W{y1
"d
c-
!
pu,|_N[xq8
ve@E.`
四. 问题分析 Pe)SugCs
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。 r>Cv@4/j
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。 . E?a
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Fd1jElt
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 |rwx;+
下面我们可以对这几个问题进行分析。 9M Ug/
m`6=6(_p
五. 问题1:一致性 3"p'WZ>
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?| rkWiGiisM
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 :3.!?mOe2
`i{p6-U3
struct holder ]/c!;z
{ 734<X6^1
// c);vl%
template < typename T > ,B,:$G<
T & operator ()( const T & r) const vG#,J&aW
{ v#b( 0G
return (T & )r; JE ''Th}
} E4qQ
} ; Twq, 6X-
`!l Qd}W
这样的话assignment也必须相应改动: RR[1mM
+~za6
template < typename Left, typename Right > bo40s9"-*W
class assignment rYPj3!#
{ 0+6=ag%
Left l; @\|Fd)
Right r; %%qg<iO_
public : Da&Brm
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ]Pf!wv
template < typename T2 > iKA}??5e
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } Z@6xu;O
} ; "T1A$DKw+R
;>r
E+k%_
同时,holder的operator=也需要改动:
p}(pIoyUF
BT*{&'\/
template < typename T > %hN7K
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const Y20T$5{#
{ ]qO*(m:}o
return assignment < holder, T > ( * this , t); OSIf>1
} t 4>\;
*:8,w?Nt
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 LXf*
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 0i~?^sT'
mG.H=iw
return l(rhs) = r; y!/:1BHlm
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 yyc4'j+
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: dlCmSCp%
`{ ` W-C
template < typename Tp > >\'gIIs
class constant_t U)] }EgpF
{ z4wG]]Kh*
const Tp t; iE,/x^&,&
public :
7;$[s6$
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} %&pd`A/
template < typename T > $<F9;Z
const Tp & operator ()( const T & r) const [BuAJ930#5
{ Yk=2ld;;
return t; O[15xH,
} KhZ\q|5
} ; YWhp 4`m
8om)A0S
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 m*'87a9q0
下面就可以修改holder的operator=了 &FY7
D<
gIY]hC.
template < typename T > 8DcIM(;Z
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const _`+2e-
{ 67]!xy
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); a}V<CBi
} x/uC)xm
OpLUmn
同时也要修改assignment的operator() ,nSapmg
h=ben&m
template < typename T2 > 9"f
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } gzEcdDD
现在代码看起来就很一致了。 i^}ib
RQbN
"Zu>cbE
六. 问题2:链式操作 Ug8>|wCE
现在让我们来看看如何处理链式操作。 9@wmngvM*Y
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 {;+9A}e
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 /dwj:g0y
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 >(C5&3^
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct H&uh$y@
f J+
template < typename T > lX/:e=
struct result_1 wG
X\ub#!
{ Bj*
M
W
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; |Fe*t
} ; :&BE-f
F5%IsAH
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: AYv7-!Yk
n7pjj
template < typename T > ]:.9:RmEV
struct ref x\5v^$
{ pReSvF}}C
typedef T & reference; M"5S
} ; !NTt'4/F{
template < typename T > 2-beq<I
struct ref < T &> RSBk^
{ yeIcQ%
typedef T & reference; li9>zjz
} ; S)x5.vo^
7.bPPr&
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: nTCwLnX(O
qL~|bfN
template < typename T > FQM9>l@6)>
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const jf=\\*64r4
{ E(Zm6~
return l(t) = r(t); 'wVi>{?
} t)hi j&wzu
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。 wVkRrFJ
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 +Sak_*fq
qKk|2ecTB5
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 + I4s0
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: "=!sZO?3
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 F?XiP.`DR
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 qz8Jvgu?
最后的布局是: a]@BS6
Add fr<V])
/ \ RLbo
Divide 5 ^1;Eq>u
/ \ A$-\Er+f
_1 3 e`zCz`R
似乎一切都解决了?不。 l!j,9wz7
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 DeTLh($\
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。 $lb$ <
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: yny1i9
y
{9-n3j}
template < typename Right > *{dMo,.eI
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const C=`MzZ bJ
Right & rt) const t(p}0}Pp
{ V z-]H]MW,
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); [}`-KpV!;
} -ju}I
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 U3BhoD#f\
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。 @.} @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。 m.Ki4NUm
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。 lQ#='Jqfp
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。 Z ty9O8g
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? 23/;W|
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: naVbcY
HM &"2c
template < class Action > 3|=L1Pw#
class picker : public Action @0-vf>e3-
{ F"0=r
public : 0}N"L ml
picker( const Action & act) : Action(act) {} =)nJ'}x
// all the operator overloaded G{gc]7\=Cd
} ; _FkIg>s
f"t+r
/d
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。 \e~5Dx1
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: 2*a5pFkb
Fil6;R
template < typename Right >
,1>n8f77]
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const fPq)Lx1'
{ m^>v~Q~~
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Pxf /*z
} dZCnQ IS
v(=E R%
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > $8`"
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 SE6c3
7KN+ @6!x
template < typename T > struct picker_maker mX[J15
{ ;),vUu,k
typedef picker < constant_t < T > > result; GQDW}b8
} ; 5A+r^xN
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > d fSj= 4
{ 1u~a*lO}
typedef picker < T > result; OJD!Ar8Q
} ; a?@lX>Z
a(lmm@;V<
下面总的结构就有了: X=V2^zrt
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 8=OpX,t(
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 :D~J(Y2
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 @.L/HXu-P
至此链式操作完美实现。 !vq|*8
'<xV]k|v
%H4>k#b@$
七. 问题3 p#6tKY;N
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。 Hz j%G>
+mC?.B2D
template < typename T1, typename T2 > DA>TT~L
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const v {)8QF]
{ CI=M0
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ^.c<b_(=h
} ~>XqR/v
NRazI_Z
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: (Ta (Y=!uq
.0p'G}1
template < typename T1, typename T2 > Ll, U>yo
struct result_2 u>/Jb+
{ +0)H~
qB\
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; yz=aJ
v;
H
} ; /Ow@CB
-PTfsQk
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? }^2'@y!(
这个差事就留给了holder自己。 onl,R{,`0
a#a n+JY3
5,?^SK|'x
template < int Order > #fb&51
class holder; "(Nt9K%P)
template <> K94bM5O 1
class holder < 1 > ij?Ww'p9>
{ ]q/USVj{
public : k:URP`w[X=
template < typename T > (*9-Fa
struct result_1 3~?m?vj|Y
{ n?"("Fiw
typedef T & result; J3$@: S'
} ; tGF3Hw^mS
template < typename T1, typename T2 > tac\Ki?
struct result_2 g]E3+: 5dk
{ F
|aLF{
typedef T1 & result; 9 dK`
} ; !C ZFbz~:
template < typename T > }=|plz}
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const /7x1Z*Hg
{ gux?P2f
return (T & )r; Re*_Dt=r
} d>V#?1$h
template < typename T1, typename T2 > F?t;bV
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const e m
{ bnJ4Edy
return (T1 & )r1; 7&u$^c S(
} WEtPIHruyt
} ; Nh\o39=
f{2I2kJr
template <> J?Oeuk~[D
class holder < 2 > qG +PqK;
{ J~C=o(r
public : U$;UW3-
template < typename T > -b|"%e<'
struct result_1 R2JPLvs
{ J$lfI^^
typedef T & result; %M:$ML6b<
} ; !+]KxB
template < typename T1, typename T2 > eJeL{`NS
struct result_2 MG~bDM4
{ rQosI:$
typedef T2 & result; 1iqgVby
} ; ]CPF7Hf
template < typename T > M3r;Pdj2r
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const e;2A{VsD8
{ >`p?
CE
return (T & )r; MGY0^6yK5
} i! gS]?*DH
template < typename T1, typename T2 > vM50H
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const [LO=k|&R
{ L|B! ]}
return (T2 & )r2; Mmg~Fn
} _!_1=|[
} ; =2}V=E/85
zRbY]dW
z#1"0Ks&P
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> >。 20}w.V
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: sPXjU5uq#
首先 assignment::operator(int, int)被调用: }9&dY!h +
Vf<q-3q
return l(i, j) = r(i, j); ;e< TEs
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) %NM={X|'
ci/qm\JI<<
return ( int & )i; D$@2H>.-
return ( int & )j; D c;k)z=
最后执行i = j; \0vs93>?
可见,参数被正确的选择了。 jAU&h@
hRMya#%-
(4Nj3x
o
{e q378d
CD%Cb53
八. 中期总结 XMdCQ=
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: .rS.
>d^n
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 r=~K#:66
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 0a bQY
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 1b86@f
{&UA60~6
57=d;Yg e
K:GEC-
E@yo/S
g[bu9i
九. 简化 :Zx|=
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。 bE{YK
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 T]nAz<l),
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: >239SyC-,
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 lRNm
&3:-
+-*/&|^等 iQS,@6
2. 返回引用。 oOC&w0
=,各种复合赋值等 x/wgD'?
3. 返回固定类型。 lfre-pS+
各种逻辑/比较操作符(返回bool) p|8ZHR+
4. 原样返回。 *ra>Kl0
operator, vbd)L$$20+
5. 返回解引用的类型。 /'5d0' ,M
operator*(单目) kD?@nx>
6. 返回地址。 #9Ect@?N0
operator&(单目) V1pBKr)v
7. 下表访问返回类型。 .g1x$cQ1<
operator[] LAH">E
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 &9|L Z9K
operator<<和operator>> S[zGA<}
XH@(V4J(.
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。 L#uU.U=
例如针对第一条,我们实现一个policy类: kkWv#,qwU
x^1d9Z
template < typename Left > ar6+n^pi0]
struct value_return <oV[[wl
{ tfZ@4%'
template < typename T > bX,#z,
struct result_1 (CY D]n
{ +:4>4=
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 3ce$eZE
} ; =QGmJ3
Ff(};$/&W
template < typename T1, typename T2 > NkO+)=
struct result_2 m#Z&05^
{ ;+(VO
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; {Dk!<w I)
} ; d;]mwLB0
} ; E #B$.K
|R _rfJh
Tjq1[Wq
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 3Ovx)qKxd
,[zSz8R
下面我们来剥离functor中的operator() ;Q^>F6+_m
首先operator里面的代码全是下面的形式: BxjSo^n
(RV#piM
return l(t) op r(t) >}%#s`3W1_
return l(t1, t2) op r(t1, t2) AvB=/p@]
return op l(t) bxtH`^
return op l(t1, t2) [l3\0e6-/
return l(t) op F8"J<VJ7
return l(t1, t2) op iw3\`,5
return l(t)[r(t)] =CJ`0yDQ>
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] }7(+#ISK6
PfRA\
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: *1{A'`.=\
单目: return f(l(t), r(t)); v/9ZTd
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); GWWg3z.o"W
双目: return f(l(t)); e15yDwvB
return f(l(t1, t2)); z<%bNnSO
下面就是f的实现,以operator/为例 c:u*-lYmK%
eZqEFMBTm
struct meta_divide ZY]$MZf5yo
{ ^4+NPk
template < typename T1, typename T2 > z k/`Uz
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 6PYt>r&TO
{ cWZITT{A
return t1 / t2; tWTHyL
} #IvKI+"
} ; GdI,&|/
ye9GBAj
/
这个工作可以让宏来做: 2[ofz}k]r)
%UrNPk
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ I`X!M!dB)
template < typename T1, typename T2 > \ [`b,SX
x
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ]tN)HRk1
以后可以直接用 N6"sXwm
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) zGR,}v%%
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 -dA9x~o
(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。。。) R/Bjc}J'
eyJWFJh
W&)f#/M8
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 DxNob-Fr
2Ax"X12{6
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Rw{'
O]Q*
class unary_op : public Rettype z+7V}aPM
{ bE.<vF&
Left l; 4@3 \Ihv
public : c-(RjQ~M5
unary_op( const Left & l) : l(l) {} N,-C+r5}<4
&gY578tU
template < typename T > K~,!IU_QG
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const J<"K`|F
{ 5>.ATfAsV
return FuncType::execute(l(t)); Ie/_gz^
} gfj_]
(m:Q'4Ep
template < typename T1, typename T2 > ) hs&?:)
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const \tYImh
{ jq% <Z,rh
return FuncType::execute(l(t1, t2)); H\oxj,+N
} ]jxyaE&%4
} ; ~*/ >8R(Y
@i!+Z
<Y7j' n
同样还可以申明一个binary_op UX63BA
@3KSoA"^
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > )VkVZf | S
class binary_op : public Rettype 6Q7=6
{ DdI%TU K,
Left l; (0q`eO2
Right r; DSqA}r
public : NMK$$0U
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} :JG5)H}j+
`aAE4Ry?
template < typename T > 0.x+ H9z
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const e8("G[P>
{ Z,2?TT|p
return FuncType::execute(l(t), r(t)); \#]%S/_ A
} Mb2a;s
,]wQ]fpt
template < typename T1, typename T2 > lwX9:[Z
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const !9PAfi?
{ .8^mA1fmX
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); z0/+P
} Z40k>t
D
} ; nc:/GxP
0SYJ*7lPX
S?JCi=
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 /kG?I_z
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 rtz-kQ38R
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) X,l7>>L{g
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。 xbhHP2F|
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 8A&N+sT
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。。。 i*N2@Z[
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Lm=EN%*#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) ]^>Inh!
下面是修改过的unary_op |OF3O,5z
W vB]Rs
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > }C_g;7*
class unary_op GBb8}lx
{ 2QbKh)
Left l; eR5q3E/;G
eC"e
v5v
public : 9_5>MmiB
6jc5B#
unary_op( const Left & l) : l(l) {} b}Gm{;s!
rhPv{6Z|7
template < typename T > +BtLd+)R
struct result_1 jc_k\
{ /r'Fq
=z
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; >$rH,Er
} ; c!6v-2ykv
]lfufjj
template < typename T1, typename T2 > Hif|z[0$
struct result_2 (Ud"+a
{ PU.j(0
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; &2 Yo
} ; H4
O"^#5
jbS@6 *_
template < typename T1, typename T2 > h/\Zq
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const OXM=@B<"
{ S;Sy.Lp
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); s-Gd{=%/q
} ;q9Y%*
{=
&&J@:
template < typename T > -FZNk}
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 1VFCK&
{ #]c_2V
return OpClass::execute(lt(t)); :*
|WE29U
} =3'B$PY
1N $OXLu
} ; { /!ryOA65
d1g7:s9$0
^E\4`
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug a] c03$f K
好啦,现在才真正完美了。 ,/p+#|>C=
现在在picker里面就可以这么添加了: Ou4hAm91s
$> QJ%v9+
template < typename Right > {wSz >,
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const .R`_"7
{ /PaS<"<P@
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); Z:h'kgG &
} %u9Q`
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。 Mj>QV(L8t
e/g9r
6bj77CoB
fI;nVRfp
aj1g9y
十. bind "kcix!}&
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。 [Y`E"1f2
先来分析一下一段例子 lQ^"-zO4
*N
~'0"#
=jm\8sl~~
int foo( int x, int y) { return x - y;} /<T{g0s
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 w]xr
~D+
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 #lMIs4i.
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。 8v/,<eARJ
我们来写个简单的。 MX#LtCG#V
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ZZkc) @
对于函数对象类的版本: DS4y@,/)'
GKWsJO5 n
template < typename Func > Q1kM 4Up
struct functor_trait Qo3Enwap=
{ GE]
QRKf
typedef typename Func::result_type result_type; N\]-/$ z
} ; 9UteD@*
对于无参数函数的版本: <6.`(isph
X^&--@l}T!
template < typename Ret > R>Ox(MG
struct functor_trait < Ret ( * )() > um/F:rp
{ 6:QlHuy0nH
typedef Ret result_type; t; #@t/`
} ; -8"K|ev
对于单参数函数的版本: *7*cWO=
*=O3kUoL
template < typename Ret, typename V1 > UnVa`@P^:G
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ib> ~3s;
{ TT;ls<(Lg
typedef Ret result_type; 9k9}57m.i
} ; 'HV@i)h0%V
对于双参数函数的版本: fbdpDVmpU
PS!or!m
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > vY4}vHH2
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > \O~/^ Y3U!
{ #d<"Ub
typedef Ret result_type; pR2U&OA
} ; wLI1qoDM
等等。。。 %'. x vC
然后我们就可以仿照value_return写一个policy NuF?:L[
7nxH>.,Q>
template < typename Func > -e"kJd&V
struct func_return xp^Jp
{ 4;32f`
template < typename T > @+Nf@LJ
struct result_1 fY=:geB
{ hc]p^/H
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; T_wh)B4xW
} ; )iC@n8f7o
m%;LJ~R
template < typename T1, typename T2 > 7&jq =
struct result_2 3 TV4|&W;
{ * _usVg
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 8qfXc
^6
} ; 6e.l#
c!1}
} ; 7z\#"~(.
|G/)<1P
mss.\
最后一个单参数binder就很容易写出来了 =?]S8cth
][//G|9
template < typename Func, typename aPicker > hH05p!2
class binder_1 &Vpr[S@:{
{ C^_m>H3b
Func fn; L"c.15\
aPicker pk; e^;:iJS
public : b
ettOg
&N/dxKZcc
template < typename T > Xyz/CZPi
struct result_1 Zv
mkb%8
{ ;5T}@4m|r
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; yP` K [/
} ; FH%:NO
Ks^wX
template < typename T1, typename T2 > nHF~a?|FT
struct result_2 `|92!Ej
{ ;1_3E2E$
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Fwvc+ a
} ; Tk 'Pv
;>5]KNj
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} Bz%wV-
m9c`"!
template < typename T > $Dv5TUKw
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Y>8JHoV
{ 8090+ (U
return fn(pk(t)); IZ Q*D)
} n8\88d
template < typename T1, typename T2 > |,H2ge
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const @a=jSB#B
{ qrZ3`@C4k
return fn(pk(t1, t2)); d|W=_7z
} ,E%O_:}R
} ; {C8IYBm
*].qm
g%
j]- _kjt
一目了然不是么? P_p\OK*l]o
最后实现bind -V"W
|v#D}E
!N][W#:
template < typename Func, typename aPicker > UbIUc}ge
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) =jxy4`oF
{ @li/Y6Wh
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); R7h3O0@!
} /74h+.amg
ru1^.(W2
2个以上参数的bind可以同理实现。 [P }mDX
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 v7hw% 9(=
m9DTz$S.
十一. phoenix v<(+ l)Ln
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: $|[N3
PAC=LQn&
for_each(v.begin(), v.end(), #2Vq"Zn
( p)m5|GH24
do_ >b:5&s\9
[ *c$UIg
cout << _1 << " , " ,S`FxJcE
] AG;KXL[V
.while_( -- _1), eZhF<<Y
cout << var( " \n " ) B:cQsaty
) H,7!"!?@N
); (_3'nFg
JnqP`kYbTE
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: LZ&I<ID`-
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 udc9KuR@
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 Oc.8d<
那么我们就照着这个思路来实现吧: \;Q!}_ K
6rCUq
*]Cyc<
template < typename Cond, typename Actor > Rz&}e@stl
class do_while ,Qo:]Mj
{ :v$)Z~
Cond cd; xwHE,ykE
Actor act; c7WOcy@M
public : ,":_CY4(
template < typename T > t56PzT'M
struct result_1 {%&04yq+
{ S<i.O
typedef int result_type; 2#/sIu-L
} ; X(8LhsP
iO18FfM_
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} nYvkeT
Lm1JiPs d
template < typename T > eIf-7S]m
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ,[dvs&-*
{ Dk2Zl
do ~,8#\]xR
{ q @wX=
act(t); kK:Wr&X0H
} &t