一. 什么是Lambda RloPP
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ialk6i![
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, 0'2{[xF
:1
P VW9iT+c
hl~F1"q)
class filler `-`iS?
{ i(;u6Rk
public : |>V>6%>vK6
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 'r <BaL
} ; dWWkO03|
1s\hJATfz
lNPbU ~k
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:
2Ab#uPBn
E|#R0n*
QX3![;0F
a;6\T*iJ!
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); {Ag}P0%'
P`v~L;f
-L<Pm(v&
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 V zx(J)
0cU^ue%
_NW OSt
cCCplL
二. 战前分析 DLM9o3/*J
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。 8-l Y6M\R\
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 51'SA
B09
'a[|}nJ3
RN3D:b+
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); >mltE$|
/* --------------------------------------------- */ #I wB
vector < int *> vp( 10 ); /Day5\Q#
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); {j@)sDMX
/* --------------------------------------------- */ ?b$zuJ]
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); BC[d={_-
/* --------------------------------------------- */ pU'sADC
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); ^( VB5p
/* --------------------------------------------- */ N!~NQ-Re'
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); aRP+?}b">
/* --------------------------------------------- */ hjT1SW\I
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); 9m9=O&C~-<
*[YN|
1"6k5wrIA
8H b|'Q|^
看了之后,我们可以思考一些问题: '$^ F.2
1._1, _2是什么? J>PV{N
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 c'qM$KN9G
2._1 = 1是在做什么? mf'1.{
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。 Jjq%cA
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。 I]$d,N!.
jYZWf `X~
vw;
三. 动工 >u2#<k]1&
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: @S92D6
WcG&W>
Zi)8KO[/0
T480w6-@
template < typename T > PyF4uCn"H
class assignment 7T Bo*-!
{ cyE2=
T value; *xC '
public : "c*|vE
assignment( const T & v) : value(v) {} l
d9#4D[#
template < typename T2 > pwC/&bu
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } l[| e3<H
} ; mjHY-lK
A UV$ S2
d2C:3-4
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 d(Ou\7
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment UQ~rVUo.c
uHCgIR
l>
t}gqk'
zl?N1>KS
class holder E9hWn0 e
{ _O<{H '4NO
public : xGA0]
_
template < typename T > `pUArqf
assignment < T > operator = ( const T & t) const o7seGw<$X
{ ,;18:
return assignment < T > (t); PBv43uIL
} /B7
GH5
} ; }6N|+z.cU
x6tY _lzJ
!W7ekPnK
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上:
U8!njLC
Hd`RR3J
static holder _1;
n9Yk;D2
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 .zt]R@@6
K_}acU
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); LsV"h<
而不用手动写一个函数对象。 |_*1/Wz@
uBgHtjmae
;8Cqy80K
w>s
四. 问题分析 IWgC6)n@n
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 ^S|^1
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 tPHiz%
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 '*;rm*n
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ~s_$a8
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ^B9wmxe
3!L)7Z/
五. 问题1:一致性 'c D"ZVm1
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?| 8<xy*=%
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ffVYlNQ7L
3R><AFMY?
struct holder (" %yV_R
{ ~/%){t/uLY
// mUbaR
template < typename T > 'z'm:|JW
T & operator ()( const T & r) const urB.K<5ZA
{ zZHsS$/
return (T & )r; j@2 hI,+
} FzIA>njt
} ; &Te:l-x
Y# #J
这样的话assignment也必须相应改动: ~Zm(p*\T
4`F*] Ft
template < typename Left, typename Right > V2.K*CpZ7
class assignment `L>'9rbZO
{ (XH)1 -Z!
Left l; f@mM&e=f
Right r; {UN z UaE
public : b4wJnmC8
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 7>LhXC
template < typename T2 > J:(l&
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } /MC\!,K
} ; tWFJx}H
"$&F]0
同时,holder的operator=也需要改动: "<WSEs
2h!3[{M\
template < typename T > ?H`LrL/k
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const V1G]LM
{ !QovpO">z
return assignment < holder, T > ( * this , t); )94R\f
} r%m2$vx#
2i)y'+s
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。 1"k@O)?JP
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 :<W8uDAs
QI-3mqL
return l(rhs) = r; S;g~xo
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。 ?cvv!2B]T
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: x1~`Z}LX0
r/e&}!
template < typename Tp > DiX4wmQ
class constant_t $4"OD"Z Cq
{ .H&;pOf
const Tp t; u@HP@>V
public : ,]MX&]
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} mR^D55k
template < typename T > k#.co~kS
const Tp & operator ()( const T & r) const a
srkuAS
{ 4$^=1ax
return t; K02./ut-
} weOMYJO;8
} ; cg~FW2Q
U
uysG\
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 -h_v(s2
下面就可以修改holder的operator=了 #E1*1E
5c#L6 dA)
template < typename T > K^S#?T|[9
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const k[p
{ F-Ea85/K@4
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); ;H^!yj5H
} 7\xa_nrI
$I9zJ"*
同时也要修改assignment的operator() :PLs A3[}
oOlI*/OMb
template < typename T2 > 7~',q"4P/_
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } r0sd_@Oj
现在代码看起来就很一致了。 5?O"N
}Z6/b
_kV
六. 问题2:链式操作 ?|33Np)
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ~-6;h.x=
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 u{ng\d*KE}
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 J L3A/^
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 ,P|PPx%@
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct V)`?J)
_#_Ab8#
template < typename T > +G~b-}
struct result_1 qH
~usgqB7
{ bchhokH
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; Di6:r3sEO
} ; iY2bRXA
DXUI/C f
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: c2C8}XJ|O
g#AA.@/Z
template < typename T > ~AO0(Lp
struct ref |] YT6-?.
{ (xTHin$
typedef T & reference; $Z j.
} ; EPI*~=Z.U
template < typename T > MS b{ve_
struct ref < T &> =Yfs=+O
{ R[V%59#{Z
typedef T & reference; x.q%O1
} ; CUG6|qu
q8oEb
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 1@y?OWC
xQ[YQ!l
template < typename T > ~EN@$N^h
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const v<)
}T5~r
{ )Q8Q#S
return l(t) = r(t); ei5 S <n
} itP_Vxo/H
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。 GgtL./m
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 WO{N@f^
T \A uL
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 1.!(#I3
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: k\lj<v<vD
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 fZZ!kea[
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 E'ZWSpP
最后的布局是: N_>s2
Add Q>r Q/V
/ \ LOA
90.D
Divide 5 gO5;hd[l
/ \ _:gV7>S?
_1 3 1$|z%(
似乎一切都解决了?不。 +bSv-i -
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 n33SWE(
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 {ys_uS{c*
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: kO.rgW82
._yr7uY[M
template < typename Right > 0Zq"-
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const :K&hGZ+5
Right & rt) const eAqQ~)8^
{ l YhwV\3
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); FLWz7Rj
} n Au>i<
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 Rl(b tr1w
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 XBc+_=)$
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。 %*uqtw8
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。 uJWX7UGuz
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。 HGKm?'['
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? ;gc2vDMv
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: o
ZAjta_4
d0xV<{,-
template < class Action > @@5u{K
class picker : public Action o{
(v
{ d.
a> (G
public : &K4o8Qz
picker( const Action & act) : Action(act) {} vhg4E80Kr
// all the operator overloaded /Iskjcc60W
} ; QdRMp
n}q
JDP#tA3
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。 JWBWa-
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: D|S)/o6
Ky DBCCOv
template < typename Right > xs:{%ki
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const u
Qj#U
m8
{ we@bq,\w
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); |amEuKJ
} 2c~^|@
ux }DWrR
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > dlU=k9N-
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。 UX0tI0.tg
*iR`mZb
template < typename T > struct picker_maker ] *Hz'
{ 6nDx;x&Q
typedef picker < constant_t < T > > result; (lm/S_U$
} ; L{=z}QO
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > P~#jvm!
{ )dV.A IQ+
typedef picker < T > result; ?ix,Cu@M
} ; 8]c`n!u=`
HP8pEo0Y
下面总的结构就有了: O+yR+aXr'8
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{Zv.+F
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。 rB)WHx<
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 uZ^i8;i
至此链式操作完美实现。 L`!sV-.
nMnc&8r
9xz`V1mIL
七. 问题3 D^u{zZy@e
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。 lojn8uL
{kzM*!g
template < typename T1, typename T2 > V^ :\/EU
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const p$V+IJtO(
{ S\,{qhd
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ff0B*0
} Fc]#\d6
;~K($_#H
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: l>]M^=,&7
tY#^3ac
template < typename T1, typename T2 > xq{4i|d)
struct result_2 '=2t(@aC
{ U".-C`4v
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; c;e,)$)-|
} ; ?BRL;( x
u>eu47"n!
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? ?R+$4;iy
这个差事就留给了holder自己。 Jq!($PdA
"gO5dZ\0
?{2-,M0
template < int Order > M{H&5 9v
class holder; OU+*@2")t
template <> 83h3C EQ
class holder < 1 > v+OVZDf
{ E%'DIs
public : yx-"YV}5
template < typename T > ,>^~u
struct result_1 ]]7T5'.
{ HfF$>Z'kM
typedef T & result; |RmBa'.)z
} ; cBA[D~s
template < typename T1, typename T2 > Nt'5}
struct result_2 1-n0"lP~4
{ +~@Y#>+./l
typedef T1 & result; l\5NuCgRY
} ; IlrmXSr
template < typename T > ' 4"L;){:L
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const O^GX Fz^
{ 7'I7
return (T & )r; 7jPmI
} 5Zov<+kE
template < typename T1, typename T2 > 1K`A.J:Uy
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const :o:??tqw
{ *"
)[Srbg
return (T1 & )r1; Yem\`; *
} v\Hyu1;8
} ; }pA4#{)
twn@~$
template <> tFwlx3
class holder < 2 > *}J_STM
{ w&{J9'~
public : _=] FJhO
template < typename T > cMg/T.O
struct result_1 5"Yw$DB9
{ g9XtE
typedef T & result; .EcM n
} ; |2# Ro*
template < typename T1, typename T2 > u;!Rv E8N
struct result_2 `+uXL9mo
{ J3]m*i5A
typedef T2 & result; 4Y!v$r
} ; ;p9D2&
template < typename T >
]Oy<zU
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const -O5m@rwt<
{ KkY22_{ac
return (T & )r; R4/@dA0
} Ir'f((8:
template < typename T1, typename T2 > (0+m&,
z
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const $W]bw#NH
{ Oc.>$
return (T2 & )r2; !xI![N^
} =Vs<DO{|4q
} ; H[r0jREK
lg1D>=(mY
f"Iyo:Wt
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> >。 2?j1~ ]DvZ
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: )B_h"5X4\y
首先 assignment::operator(int, int)被调用: zvD5i,I
f/yK|[g~
return l(i, j) = r(i, j); >UMnItq(l
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) }#J}8.
F'I6aE%
return ( int & )i; kQ8WO|bA
return ( int & )j; DFonK{
最后执行i = j; Zux2VepT
可见,参数被正确的选择了。 2"O Y]d
[7V]=] p
AqkK`iJ#
fW
_.
wk#QQDV3|0
八. 中期总结 gISs+g
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: ${wE5^ky
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 MeX1y]<It
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 BpT&vbY
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor BXY'%8q _a
\Hd B
F!{SeH:
R.N*G]K5
OxZ:5ps
&UR/Txnu
九. 简化 U:r2hqegd
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。 7W"menw
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 w3>|mDA}I
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: vvxj{fxb)
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 4(82dmKO
+-*/&|^等 ny= {V*m
2. 返回引用。 R
28*
=,各种复合赋值等 Mk[`HEO
3. 返回固定类型。 YqgW8EM
各种逻辑/比较操作符(返回bool) CvJEY
4. 原样返回。 $ *A3p
operator, $Stu-l1e a
5. 返回解引用的类型。 OB22P%
operator*(单目) ?sYjFiE
6. 返回地址。 &v,p_'k
operator&(单目) U@nwSfp:G
7. 下表访问返回类型。 7g9 ^Jn
operator[] Ziimz}WHF
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ".f:R9-
operator<<和operator>> N/BU%c
ph+
gN~y6c:N
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 H%]ch6C
例如针对第一条,我们实现一个policy类: n~j[Pw
Sj?sw]3
template < typename Left > R:?vY!
struct value_return <>s\tJ
{ |m- `,
we
template < typename T > 1#"Q' ,7
struct result_1 4a!7|}W
{ "M^W:4_
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; G`"Cqs<
} ; <>_WdAOuD
QE2^.|d{
template < typename T1, typename T2 > VhgEG(Ud
struct result_2 WmUW
i{
{ A#&qoZ(C
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; Ir #V2]$
} ; z D<9A6AB
} ; `gN68:B
"b4iOp&:=
(L%q/$
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait u V7Hsg9l
tYZGf xj
下面我们来剥离functor中的operator() <9a_wGs
首先operator里面的代码全是下面的形式:
@l Gn G
XWpnZFjE
return l(t) op r(t) C)s1'
=TZ
return l(t1, t2) op r(t1, t2) GK?R76d
return op l(t) pIiED9
return op l(t1, t2) +z0}{,HX
return l(t) op :
"te-
return l(t1, t2) op
"B3:m-'
return l(t)[r(t)] f*{;\n(.t
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] =pyZ^/}P
u7Y< ~
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: 2-!Mao"^
单目: return f(l(t), r(t)); &> .1%x@R
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); @;D}=$x
双目: return f(l(t)); MmH_gR
return f(l(t1, t2)); KxmPL
下面就是f的实现,以operator/为例 fMPq
Q0Qm0B5eY
struct meta_divide k<zGrq=8J
{ 2Q|*xd4B^
template < typename T1, typename T2 > UMQW#$~C{g
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) o~_>p/7;
{ 5'Jh2r
return t1 / t2; N('DIi*or
} ,9wenr
} ; 2%C5P0;QX
IC.<)I
这个工作可以让宏来做: ESjJHZoD(
cqL7dlhIl
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ Ja=70ZI^6
template < typename T1, typename T2 > \ xWz;5=7a]
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; _ZM9
"<M-X
以后可以直接用 "4uUI_E9F;
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ^.kAZSgO
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 Tv,.
(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。。。) 9$V_=Bo
([dL:Fb
afiK!0col2
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 vLFaZ^(
OMI!=Upz
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > [=ak>>8
class unary_op : public Rettype 'ag6B(0Z
{ dIa(</ }
Left l; m4U+,|Fa
public : 7h9[-d6
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 4O_+4yS
3r:)\E+Q_
template < typename T > ,9tbu!Pvq
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const %_R|@cyD
{ ^Xy$is3
return FuncType::execute(l(t)); <C"N X
} 6+nMH
+[
Z F yX@#B9
template < typename T1, typename T2 > ?Ga2K
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const #C;zS9(]B
{ ]n]uN~)9
return FuncType::execute(l(t1, t2)); dFP-(dX#
} |k
.M+
} ; 9#T%bB"J
?V)C9@bp
1;:t~Y
同样还可以申明一个binary_op nR@,ouB-$
+>:_kE]?nX
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > $K.%un Gm
class binary_op : public Rettype m7wc)"`t
{ h9BD
^j
Left l; a;'E}b{`F
Right r; x #X#V\w=
public : A6UdWK
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} a}qse5Fr
M`+e'vdw
template < typename T > YUVc9PV)Ws
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 56=K@$L {F
{ :O'C:n<g
return FuncType::execute(l(t), r(t)); Uq]EJu
} Fwx~ ~"I
ZCE%38E N
template < typename T1, typename T2 > 8LQ59K_WX
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Q_]!an(
{ $dZ>bXUw:
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 5} MlZp
} ELrZ8&5G
} ; "gbnLKs
q?Ku}eID3
MX`Wg
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 `mKlv~$1^
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 > 0Twr
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) BsK|:MM]
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 aFr!PQp4{
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! k99gjL`
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 8>VI$
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 )`s;~_ZZ
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) uH
ny ]
下面是修改过的unary_op !M]%8NTt2
:,%J6Zh?
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 3Zaq#uA
class unary_op N0K>lL=
{ cbh#E)['
Left l; o,CA;_
6R-C0_'h
public : bQXc IIa{
KcmDF4C2
unary_op( const Left & l) : l(l) {} Wd^lt7(j
OC?Zw@
template < typename T > 18O@ 1M
struct result_1 T\2) $
{ +24|_Lx0
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 3b|7[7}&
} ; o%Uu.P
>
h,y\uV1
template < typename T1, typename T2 > )RA\kZ "
struct result_2 2Ft8dfdm`
{ k(-Z@
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; CQBT::
} ; C7b
5%a!
`i t+D
template < typename T1, typename T2 > 6^]`-4*W
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const @Xq&t}*8
{ "M9TB. O
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); V~J*49t&2J
} !@^y)v
'0R/6Z|/Y
template < typename T > .K|P&
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const BN\fv,
{ i>tW|N
return OpClass::execute(lt(t)); ~']&.
} ERfd7V<c>
VMxYZkMNd_
} ; C!ZI&cD9
tp1KP/2w[
(XbMrPKG
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 FylWbQU9
好啦,现在才真正完美了。 /'Quu)~
现在在picker里面就可以这么添加了: *=$[}!YG
CdBthOPX)
template < typename Right > Wj&<"Z6'm(
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const k_*XJ <S!Y
{ VO.-.
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 2!{_/@I\Y
} Xzx[C_G
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。 E/wQ+rv
,_.@l+BM.
$kxu;I
?G4iOiyt
c&Gz>
L
十. bind 84[|qB,ML
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 }iPo8Ra
先来分析一下一段例子 PoYr:=S?
QO5OnYh
sTKab
:
int foo( int x, int y) { return x - y;} ELN|;^-/|Q
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 ^H5w41
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 V.K70)]
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 ZhGh{D[,
我们来写个简单的。 Nl~Z,hT$*
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: U/.w;DI
对于函数对象类的版本: !: m`9o8
"t5
+*
template < typename Func > " 2ZI oa!^
struct functor_trait u{g]gA8s
{ ?JuX~{{.L
typedef typename Func::result_type result_type; ~8jThi
U
} ; KH>Sc3p
对于无参数函数的版本: `xISkW4 %
=:4'
template < typename Ret > *4|9&PNLE
struct functor_trait < Ret ( * )() > hf_R\C(c
{ | f"-|6
typedef Ret result_type; q$MHCq;
} ; |9+bSH9
对于单参数函数的版本: _n<
LVdE
96vj)ql
template < typename Ret, typename V1 > -`-ACWeNV
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > jv*Dg (
{ pZu?V"R
typedef Ret result_type; CHPL>'NJzc
} ; SW3wMPy&s
对于双参数函数的版本: AU0$A403
ow-+>Y[qZ
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > Ezi' 2Sc
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > "I5uDFZR&
{ |*%/ovg+
typedef Ret result_type; jZa25Z00
} ; >oe4mW
等等。。。 w>v5oy8s-
然后我们就可以仿照value_return写一个policy D35m5+=I
M]J[6EW
template < typename Func > v]66.-
struct func_return '/Cg*o/
{ (d54C(")
template < typename T > k|^vCZ<(x
struct result_1 ,`D/sNP,q
{ ov1Wr#s
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; La\Q'0
} ; /r>IV`n{
e-~hS6p(
template < typename T1, typename T2 > lxm*;?j`W
struct result_2 "=9-i-K9B
{ .JNcY]V#
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 0o;k?4aP.c
} ; ]9fS@SHdx
} ; F\;2i:(
]AFj&CteZ/
l &}piC
最后一个单参数binder就很容易写出来了 -_s%8l^
DD2adu^
template < typename Func, typename aPicker > IS-}:~Pi
class binder_1 7Aqn[1{_O
{ ,r@xPZPz:e
Func fn; )r=9]0=
aPicker pk; "PMO
public : '-`O.
4u
|drf"lX<{
template < typename T > R'Sa?6xS4
struct result_1 R_maNfS]Z
{ <[bQo&B2 E
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; JK[T]|G
} ; pV8[l) J
T]^?l
template < typename T1, typename T2 > N"S3N)wgd
struct result_2 J(4g4?
{ t5%TS:u
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 9`&?hi49nK
} ; S3ErH,XB.
0%/,>IR>r
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} |4=ihB9+
gRHtgR)T3
template < typename T > 5;}2[3}[
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const \e_IFISC
{ 3be6p
return fn(pk(t)); RZ*<n$#6
} # ?_#!T|
template < typename T1, typename T2 > nQ|GqU\oA
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const $Tfm/ =e
{ >Dxe>Q'df
return fn(pk(t1, t2)); 87pnSj/X"
} S,XKW(5
} ; z23#G>I&
OH>r[,z0
l/[pEUYU
一目了然不是么? nkTYWw
最后实现bind )u<eO FI+
C B6A}m
vlvvi()
template < typename Func, typename aPicker > Cb4_ ?OR0
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ka/nQ~_#<
{ [8.-(-/;
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); w"1x=+
} 7aV$YuL)X~
$_wo6/J5+D
2个以上参数的bind可以同理实现。 {aoMJJq
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 -U7,k\g
k; ;viT
十一. phoenix fSbS(a
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: '(tj[&aL
@`6}`k
for_each(v.begin(), v.end(), .wP/ai>}
( e#1.T
do_ alVdQfu
[ 3EI]bmi~
cout << _1 << " , " as(; ]
] \Yd4gaY\o
.while_( -- _1), P:qz2Hw
cout << var( " \n " ) nX )f'[ 7
)
>9{zQf!
); pzi q0
02(h={
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: BGN9,ii
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor G?R_aPP
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ,[Ag~.T
那么我们就照着这个思路来实现吧: 1&|
EsTB(9c?
mzz$`M1
template < typename Cond, typename Actor > f9a$$nb3`
class do_while RtwUb(wn6
{ |U EC
Cond cd; "-P/jk
Actor act; f}2;N
public : 3-iD.IAUm@
template < typename T > IytDvz*|
struct result_1 ,m:L2 -J@
{ oPsK:GC`U
typedef int result_type; NCn`}QP
} ; "H$@b`)
\ADLMj`F|
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} L:pUvcAc?
O>%$q8x@i
template < typename T > m<3w^mww
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const x)_r@l`$ix
{ NJm-%K
do ioWo ]
{ \sITwPA[z
act(t); dZDK7UL
} 85D? dgV
while (cd(t)); ^&MK42,\
return 0 ; >Mw'eQ0(y
} }vY.EEy!
} ; T)~!mifX
AuXs B
W~yLl%
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). `BjR.xMv
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 *{|$FQnR>(
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。 P$OUi!"
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。 F,&