一. 什么是Lambda
HQ /D )D 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
I+2#k\y 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,
'3<T~t Z9wKjxu+ Fi+8| /5 ^AhV1rBB class filler
~:FF"T> {
xVxN
@[ public :
#qLsAw--Q void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
mrmm@? } ;
|\.:h":!0~ Me 5Xd| RN^<bt{_U 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:
K*R -al\*XDz '+EtnWHs (aC~0
#4 for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
`D/<*e,# W&~\@j]!D =[JstiT?E 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
l XpbAW uB=DC'lkg t=nZ1GZyM |j}D2q= 二. 战前分析
Mi~x(W@}3 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。
:$6mS[@| 开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码
Mmmg3%G1 lA{JpH_Y8s h;Hg/jv for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
[KQ#b /* --------------------------------------------- */
MO^Q 8v vector < int *> vp( 10 );
^>wlj transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
&x?m5%^l /* --------------------------------------------- */
_D 9/,n$ sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
:6gRoMb] /* --------------------------------------------- */
h+rW%`B int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
C5Vlqc; /* --------------------------------------------- */
d`gKF for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
aD^jlt /* --------------------------------------------- */
NufRd/q for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
="p,~ivrz aT4I sPA?_ {x,d9I Sw.k,p*r 看了之后,我们可以思考一些问题:
GIb,y,PDB 1._1, _2是什么?
&w!(.uDO 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。
8]K+,0m6 2._1 = 1是在做什么?
%i6/=
'u 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。
15z(hzU?# 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。
IayF<y,8 !'eh@BU; s%QCdU ] 三. 动工
tWyl&,3?1 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
oeYUsnsbi 2=
Y8$- w=_q<1a ' hDs.Wnu
template < typename T >
CKnPMvmz class assignment
2T?8{yO7 {
YEa<zhO8 T value;
B/*\Ih9y public :
s
!IvUc7' assignment( const T & v) : value(v) {}
L\hid/NL template < typename T2 >
W(}2R>$ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
w~C\5 i } ;
-x{@D{Q% ,. zHG .sjv"D" 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
@;G%7&ps 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
C{:U<q q`VkA
\ j[,XJ,5= I5*<J n class holder
m\oxS;fxWi {
ekW#| public :
Yl&bv#[z template < typename T >
+B[XTn,Cru assignment < T > operator = ( const T & t) const
Q#F9&{'l {
Aj8zFt] return assignment < T > (t);
]eUD3WUe>q }
4T6: C?V } ;
s)jNP\- `PZ\3SC'i 4/V;g%0uN; 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:
jR9;<qT/ #kk5{*` static holder _1;
[b+B"f6 Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
O]Ey@7 & JXV#V7 for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
$O&N
而不用手动写一个函数对象。
9?q ^yy nA(5p?D+YB Y <`X$ 1pK(tm 四. 问题分析
Q/@ pcU 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。
#eF,* d 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(?1`1 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
yIf^vx_G 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
A{dqB 下面我们可以对这几个问题进行分析。
bk0<i*ju7( bXvriQ.UH 五. 问题1:一致性
EERCb%M8Z 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?|
!UR3`Xk 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
Y(] W+k< iSX HMp4V struct holder
1LaJ
hrp? {
F~0iJnF //
M6ZXq6J template < typename T >
>;]S+^dXY T & operator ()( const T & r) const
Hh%"
{
p1[|5r5Day return (T & )r;
!<HF764@` }
1g,Ofr } ;
2Jky,YLcb fRxn,HyV 这样的话assignment也必须相应改动:
~# \{'< Ci 'V template < typename Left, typename Right >
7xM4=\~OG class assignment
:]4s;q:m {
IAWs}xIly Left l;
^F
qs,^~W Right r;
\PD%=~ public :
?VCp_Ji assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
$> ;| template < typename T2 >
/eT9W[a T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
]heVR&bQ } ;
.AQTUd(_ bxPJ5oT 同时,holder的operator=也需要改动:
A>,kmU5 3kh!dL3D template < typename T >
k%8kt4\wn6 assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
:`K2?;DC8 {
NiEz3ODSi return assignment < holder, T > ( * this , t);
Xq_hC"s }
LN)yQ- ~c55LlO> 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
U\W$^r, 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
XZQ-Ig18 A~v[6*~> return l(rhs) = r;
wz@[rMf 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。
,gW$m~\ 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
'"XVe+.O P9R-41! template < typename Tp >
txm6[Io class constant_t
'f0R/6h\3s {
;1s;" const Tp t;
Vx:uqzw# public :
mE=Tj%+x constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
6kMEm)YjT template < typename T >
3sRI7g const Tp & operator ()( const T & r) const
V
lkJ$f5l {
_dECAk
&b return t;
V6+:g=@U-l }
4jlwu0L+ } ;
BpGyjoJ2 p.<d+S< 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
:?}>Q 下面就可以修改holder的operator=了
`9k\~D=D~ 3''Uxlo\ template < typename T >
T24$lhM assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
1NG[ {
FI[]# return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
,-kz\N@. }
Dw 5Ze fOKAy' 同时也要修改assignment的operator()
=*.S<Ko) z
=\ENG|x# template < typename T2 >
0C3Y =F T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
Q<DXDvL 现在代码看起来就很一致了。
i+Mg[x$. g~(G P 六. 问题2:链式操作
[S-#}C?~ 现在让我们来看看如何处理链式操作。
;\f0II3 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。
+;)Xu}
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。
bdvpH DA 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。
WRRR "Q$ 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
!b+!] 2~g} P(o>UDy template < typename T >
T!pA$eE struct result_1
rWqr-"0S. {
Z#l6BXK typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
.Iz
JJp } ;
4/_!F'j 6JeAXj1g+ 那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为:
qVO,sKQ{ BlM(Q/z template < typename T >
U]B-B+- struct ref
ar S@l<79 {
I.>8p]X typedef T & reference;
X)=m4\R } ;
pcQkJF template < typename T >
EY.m,@{ struct ref < T &>
* *oDQwW]* {
IL uQf- typedef T & reference;
Q
\SSv;3_ } ;
+VJyGbOcC W<TfDEEa 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
sHV?njZd loHMQKy@ template < typename T >
\4
+HNy3 typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
`,Y3(=3Xe? {
G8MLg # return l(t) = r(t);
]3Ibl^J }
iSfRo31 可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。
C1qlB8(Wh> 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
RE-y5.kE^ sPl3JP&s 有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么
{qU;>;( _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
h0A%KL _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
&" 5Yt&{ +5 调用divide的对象返回一个add对象。
d/ @P;YN! 最后的布局是:
?5^DQ|Hg ^ Add
s$lJJL / \
($8!r|g5# Divide 5
4Me3{!HJ z / \
)T&r770 _1 3
2z AxGX 似乎一切都解决了?不。
;!7M<T$& 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。
b2j~"9 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。
(^_INy* 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:
2T@?&N^OD : w>R|] template < typename Right >
R((KAl]dL assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
i=hA. y` Right & rt) const
- (q7"h {
et(AO)uv6 return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
fP8bWZ{ }
C*11?B[ 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
'$z@40u XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。
83aWMmA(1 因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。
^>eV}I5ak 最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。
u6:$AA 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。
+1\t0P24 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?
m,6[; 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:
fEtBodA) T{N8 K K template < class Action >
_Kh8
<$h class picker : public Action
mtw{7E {
9[
o$/x} public :
EN,}[^Z picker( const Action & act) : Action(act) {}
-zzT:C // all the operator overloaded
2E!Q5 l!j } ;
nQg_1+ LY#V)f 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。
_?K,Jc8j. 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:
H:WuMw D4 {h.j6 template < typename Right >
dYlVJ_0Zr picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
<^942y-= {
9T1-{s
R return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
3;!!`R>e }
#/_ VY. pwB>$7(_h Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
F[)tg#}@G 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。
g&8-X?^Q tbfwgK template < typename T > struct picker_maker
q]s_ hWWv {
t\v~ A0 typedef picker < constant_t < T > > result;
[l7n"gJ~ } ;
+Z=y/wY template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
f|3LeOyz {
~0}d=d5g typedef picker < T > result;
'e$8
IZm } ;
2p58_^l o!c~"
下面总的结构就有了:
'TA
!JB+ functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。
m6A\R KJ' picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。
6.[3N~pq picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
;hEeFJ=/G 至此链式操作完美实现。
R+=wSG ] YTr+"\CkA am7~ 七. 问题3
4AF.KX7 如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。
`joyHKZI. Wdga(8t template < typename T1, typename T2 >
b d C ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
U8,pe;/ln` {
e+<9Sh7& return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
5ci1ce }
T{=&>pNK[ 'tjqfR 很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2:
k/BlkjlNE lvLz){ template < typename T1, typename T2 >
7?);wh 7` struct result_2
T`]P5Bk8r {
k[f_7lJ2 typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
oR3t vw. } ;
ft4hzmuzM /bo`@ !-# 显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢?
mrr -jo 这个差事就留给了holder自己。
d'b9.ki\ 7*He 8G[W =j{Kxnv template < int Order >
3~Ap1_9 class holder;
["<'fq;PJ template <>
@18}'k class holder < 1 >
{A)9ePgv! {
o,@(]e~ public :
J=HN~B1 template < typename T >
2zuQeFsK struct result_1
&VG {
BKgCuz:y typedef T & result;
QUh`kt(E } ;
3UUN@Tx template < typename T1, typename T2 >
>gz8,& struct result_2
[X>f;;h {
uH[:R vC0 typedef T1 & result;
xLgZtLt9 } ;
J@#rOOu template < typename T >
%J1oz3n typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
_~S[ {
7<Y aw,G return (T & )r;
=F
%lx[9Ye }
r d)W+W9 template < typename T1, typename T2 >
u1\r:q typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
*M$'dLn {
wxT(ktE return (T1 & )r1;
QV4FA&f& }
4=N(@mS } ;
Yb1Q6[! a>Zp?*9 template <>
sk
AF6n class holder < 2 >
{i}E)Np {
k+Z2)j" public :
[khXAf1{Q template < typename T >
g}L>k}I?!W struct result_1
(A "yE4rYK {
l kyK typedef T & result;
2IUd?i3~l } ;
;mPX8bT template < typename T1, typename T2 >
tg\o"QKW9 struct result_2
*dPbV.HCl {
81w"*G5AM typedef T2 & result;
c%1{l] } ;
;WgUhA
;q template < typename T >
Kx?8HA[5 typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
_rmKvSD% {
<y&&{*KW8m return (T & )r;
Ys&)5j- }
;k,@^f8 template < typename T1, typename T2 >
? PpS4Rd typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
e*U6^Xex {
s'$2 }K
return (T2 & )r2;
R'" c }
(L(n% } ;
8(L6I%k* 8;#yXlf NFR>[L V 新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
\N$)Q.M 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
+[_3h9BK 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
gYe6(l7m O~Bh(_R& return l(i, j) = r(i, j);
W!Fc60>p@f 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
6Rmdf>a Rz[3cN)?q return ( int & )i;
G\B+bBz return ( int & )j;
s[t<2)i 最后执行i = j;
Iga#,k+% 可见,参数被正确的选择了。
o$rF-? DJAKF TQ5kM ),|z4~ 3rjKwh7 八. 中期总结
Y*S:/b~y 目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事:
U3Z-1G~*r 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
kg\8 (@h] 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
<Y2$'ETD 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
4u"Bll D2=zrU3Y64 b};o: Rd|8=`) OHrzN'] z,4 D'F& 九. 简化
oR/_{#Mz" 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。
\ Ce*5h 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
)ax>* 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:
/?($W|9+l 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
;mvVo-r*q +-*/&|^等
+.OdrvN4) 2. 返回引用。
1ANb=X|hig =,各种复合赋值等
vm'Z A7f6 3. 返回固定类型。
lW|v_oP9 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
'2ZvK 4. 原样返回。
j4+Px%sW operator,
JodD6;P 5. 返回解引用的类型。
Ks@cwY operator*(单目)
s~9n13z 6. 返回地址。
Vu=/<;-N operator&(单目)
C,GZ 7. 下表访问返回类型。
VCJOWUEO1 operator[]
}lT;?|n:h 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
.{} 8mFi1 operator<<和operator>>
qZ&~&f|>e v^vi *c OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。
4d-(: 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
|"I)1[7 X6 N&:< template < typename Left >
o]<9wc:FZ
struct value_return
a^pbBDi
W {
2#r4dr0 template < typename T >
:tI
F*pC struct result_1
R&a$w8 {
{]Hv*{ ] typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
/-G_0A2wF } ;
ai-rF^ehC Bc[~'gn template < typename T1, typename T2 >
w,$qsmR struct result_2
U+@U/s%8 {
[.1MElM typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
PMV,*`"9"A } ;
RtzSe$O } ;
PP>6 LO>42o?/i WmN(
( 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
A`ajsZ{q, -]H~D4ng 下面我们来剥离functor中的operator()
" aCAA#$J 首先operator里面的代码全是下面的形式:
e,MsF4' ;R[3nb9% return l(t) op r(t)
Dfa3#{ return l(t1, t2) op r(t1, t2)
?%}!_F`h% return op l(t)
.V?[<}OJn return op l(t1, t2)
8/BMFRJ return l(t) op
pDSNI2 return l(t1, t2) op
D
fzs A4 return l(t)[r(t)]
\6JOBR return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
-!:5jfT" Xq&BL,lS 很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式:
46Sz#^y
P 单目: return f(l(t), r(t));
{G VA4=UAE return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
s&(; 双目: return f(l(t));
y,3ZdY" return f(l(t1, t2));
IhYR4?e 下面就是f的实现,以operator/为例
JcA+ztPU F!wz{i6\h struct meta_divide
c$%*p
(zY {
nGkSS_X template < typename T1, typename T2 >
=@?[.` static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
%&|
uT {
R]iV;j| return t1 / t2;
,1$F#Eh }
uMS+,dXy } ;
u0 tlf ?!6Itkg 这个工作可以让宏来做:
@2)nhW/z6 |f#hGk6 #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
E<[
s+iX template < typename T1, typename T2 > \
}|Mwv
$` static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
*_o(~5w-K 以后可以直接用
.t5.(0Xk[A DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
v#d\YV{I 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
%gh#gH (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。。。)
N}K
[Q= ?YLq
iAA ~<m^ 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
r~j
[Qm"CJ DylO;+ template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
C;N6",s! class unary_op : public Rettype
YAOfuas]j {
[ 49Cvde^ Left l;
bj`\;_oo public :
YcN|L&R. unary_op( const Left & l) : l(l) {}
)ffaOS!\ nQjpJ
/= template < typename T >
'\tI| typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
cR/Nl pX {
jTvcKm|q return FuncType::execute(l(t));
Gl1XRNyC }
*;Mi/^pzK |'nQvn:{ template < typename T1, typename T2 >
VAz4@r7hkq typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
ApXf<MAy {
'z(Y9%+a return FuncType::execute(l(t1, t2));
f
+{=##'0 }
'|[V}K5m/f } ;
q"u, Tnc; A iM ukd, i}sAF/ 同样还可以申明一个binary_op
G`Nw]_
Z_ 1^![8>u" template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
"w'pIUQ3, class binary_op : public Rettype
L7-BuW}& {
h*k V@Dc Left l;
E1eGZ&&Gd Right r;
CO='[1"_5 public :
gEd A
hfx binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
e0zP LU} Z8#nu template < typename T >
7~e,"^>T typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
@M5+12FYt {
w\bwa!3Y return FuncType::execute(l(t), r(t));
Jr2yn{s=S }
^v'kEsE^* -G~]e6:zD template < typename T1, typename T2 >
|Ns4^2 typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
a)QT#. {
.h-mFcjy return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
9|1msg4 }
$r/$aq=K } ;
im2mA8OH #'_#t/u V]F D'XAl 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
'[
t. 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
,a?)O6?/ DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
gjDNl/r/
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。
MA`nFkVK 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
k83K2>] 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。。。
HAxLYun(3w 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
mr\,"S-` 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)
(p-q>@m 下面是修改过的unary_op
Kjd3!%4mB 0)ohab template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
:y-;V class unary_op
.<%tu 0 {
>G6kF!V Left l;
IA2VesHb o08WC'bX public :
NfV|c~?d 6e-ME3!<l unary_op( const Left & l) : l(l) {}
"cKD# 3ZXAAV template < typename T >
LZV- E=` struct result_1
r1L@p[> {
lL)f-8DX typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
\sNgs#{7E7 } ;
/ox7$|Jyr 5Z>a}s_i template < typename T1, typename T2 >
$6rm;UH struct result_2
W%L'nR~w$ {
wQ+pVu?6_ typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
rl|'.~mc } ;
|Ea%nghl qLEYBv-3 template < typename T1, typename T2 >
^Arv6kD, typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
x%viCkq {
4z<c8
E8 return OpClass::execute(lt(t1, t2));
xMjhC;i{ }
<_YdN)x 6$urrSQ`N0 template < typename T >
nwFBuP<LR typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
MQoA\ {
\zBi-GI7 return OpClass::execute(lt(t));
ZNBowZI }
`UsJaoR#f Cqr{Nssu } ;
ojM'8z0Hn 32ki ?\P ^~~Rto)Y 该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug
tWIOy6` 好啦,现在才真正完美了。
:r
q~5hK 现在在picker里面就可以这么添加了:
eFiG:LS7 X:i?gRy" template < typename Right >
cW%)C.M picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
[G}dPXD {
wn[)/*(,$( return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
L$PbC!1 }
`+,?%W) 有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。
L`nW&;w' a=MN:s?Fc0 0s;~9> xS|9Gk Lz 1.+:Ag 十. bind
AG,><UP 既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。
b}qfOgd5 先来分析一下一段例子
apL$`{>US |Hf|N$ lh;fqn` int foo( int x, int y) { return x - y;}
K#OL/2^
5 bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
FyEKqYl bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
YiZk|K_ 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。
m9[ 7"I 我们来写个简单的。
nah?V"
?Y 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
,WyEwc] 对于函数对象类的版本:
p/Ul[7A4e KU8,8:yY template < typename Func >
0|AgmW_7
. struct functor_trait
yJ?=## {
PysDDU}v typedef typename Func::result_type result_type;
yQhO-jT } ;
$ar^U 对于无参数函数的版本:
+R*DE5dz dj0%?g> template < typename Ret >
9`f@"%h struct functor_trait < Ret ( * )() >
$FPq8$V {
{ "]!zL typedef Ret result_type;
2^'Ec:|f } ;
ys`-QlkB 对于单参数函数的版本:
XUP{]w`.Z ]aPf-O* template < typename Ret, typename V1 >
do8[wej<: struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
/r7xA}se^ {
?}Zo~]7E typedef Ret result_type;
# xO PF9 } ;
R'gd/.[e 对于双参数函数的版本:
if&bp , +?)7l template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
cW*v))@2 struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
5UQ{qm*Q {
fqI67E$59 typedef Ret result_type;
MFq?mZ, } ;
daSe0:daJ 等等。。。
%Y~"Stmx 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
7T/BzXr,B ]gBnzh. template < typename Func >
Ek<Qz5) struct func_return
v]SxZLa {
)WoH>D template < typename T >
Z#.d7B" struct result_1
}#7l-@{< {
1]/;qNEv typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
'HWl_M } ;
cX9o'e:C Tx}Nr^ template < typename T1, typename T2 >
JMB#KzvN[ struct result_2
I(M/X/ {
|:C0_`M9 typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
s)WA9PiC } ;
~\am%r> } ;
CU|E-XPW ?>;b,^4 L-(bw3Yr> 最后一个单参数binder就很容易写出来了
5Y+YN1 Phi5;U! template < typename Func, typename aPicker >
! ;>s .] class binder_1
O+W<l:|$ {
cvsH-uAp Func fn;
4 bk`i*-O aPicker pk;
[RXLR# public :
Fv]6an. uzHMQp template < typename T >
azZtuDfv struct result_1
O84:ejro {
(GF}c\=T7 typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
aV$kxzEc } ;
mo^E8t. 1'/
[x(/]d template < typename T1, typename T2 >
93*d:W8Vr struct result_2
G_1r&[N3 {
<eXGtD typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
{m*lt3$k } ;
[;wJM|Z J0 kTH""h{ binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
b>ZAkz)U+
V.{HMeE4 template < typename T >
E n7~wKF typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
zg ,=A? {
-+[Lc_oNPx return fn(pk(t));
X|\`\[ }
_>vH%FY template < typename T1, typename T2 >
@RPQ1da typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
AZ(zM.y!#_ {
BI%^7\HZ return fn(pk(t1, t2));
{#kCqjWG }
Z7bJ<TpZ } ;
s'yR2JYv [y8(v ~H 3:GwX4yW 一目了然不是么?
f$FO 1B) 最后实现bind
~R[ k^i.Y l)\Q~^cxd {_b2!!p template < typename Func, typename aPicker >
MH#Tp#RG picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
Y/J~M$9P, {
=Fc]mcJ69 return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
[\3ZMH
* }
>/74u/& )Lz
=[e 2个以上参数的bind可以同理实现。
xS UpVK 另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。
A5j?Yts J&j5@ 十一. phoenix
s[8M$YBf Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
)y8Myb} gIrbOMQ7 for_each(v.begin(), v.end(),
hV~M!vFxA (
WSMpX-^e@ do_
B9|s`o)! [
Sj I,v+ cout << _1 << " , "
Pd+*syOM ]
Vz0(D .while_( -- _1),
D]_6OlIE#' cout << var( " \n " )
<cOjtq,0 )
VHPqEaR );
D SX%SE) }>M\iPO.]* 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:
^1~lnD~0 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
b_`h2dUq operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
kcUn GiP 那么我们就照着这个思路来实现吧:
k.b=EX| 9ye!kYF, \FfqIc9; template < typename Cond, typename Actor >
G%k&| class do_while
:xHKbWz6j {
4AzDWK@/ Cond cd;
|$
^3 5F Actor act;
AS]8rH public :
;`/a. /bc template < typename T >
a>l,H#w*vW struct result_1
Tv1oy%dK {
s<LnUF1b typedef int result_type;
x"sbm } ;
D7nK"]HG;l a&0g0n6 do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
pq
r_{ cBqbbZyUk template < typename T >
/:]<z6R typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
U\Y0v.11 {
L+G0/G}O\ do
OLIMgc(W {
ZxSnqbyA* act(t);
QDW,e]A }
5 eL
b/,R while (cd(t));
Y2tVq})! return 0 ;
QuEX|h,F }
_IdW5G } ;
`uMc.:5\ Q9AvNj>X vE,^K6q0` 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
hBRi5&% 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。
L754odc 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。
;6 W[%{ 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。
Csy$1;"A 下面就是产生这个functor的类:
OvQzMXU^I xTuJ~$( m-$}'mEO template < typename Actor >
b-/QZvg class do_while_actor
@;Jv/N6@ {
WZ>nA [/ Actor act;
FRR05%K public :
2]?=\_T do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
LZ_0=Xx% )#z{P[X^ template < typename Cond >
7b08Lo7b picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
?;v\wx } ;
uvJHkAi %\,9S`0 _BA; H+M 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
LI@BB:)[ 最后,是那个do_
#8M?y*<I
:QP1! yYGs]+ class do_while_invoker
$ c-O+~ {
z/"*-+j public :
WPsfl8@D template < typename Actor >
O$r/{{I. do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
n=4 {
FS=yc.Q_ return do_while_actor < Actor > (act);
xi{r-D8Z }
`B"sy8}x } do_;
2DPv7\fW RHBQgD$ 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
&-qQF`7 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
m
W>Iib| 最后来说说怎么处理break和continue
>v, si]. 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。
pl3ap(/ 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 ]