一. 什么是Lambda ^me-[
5
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 eBZXI)pPh
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, U6glp@s
DU0zez I9
g1/:Q%R,
kj#?whK6~
class filler k^3>Y%^1
{ orzZ{87
public : n,vct<&z@
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} xK *b1CB
} ; Qf~vZtJ+J
~Z\8UsVN
c,np2myd
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: u@Ih GME
\pa"%c)
]R+mKUZ9
{2O1"|s ,
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); gh/EU/~d
a@_4PWzF:
~8'sBT
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 "0"nw2g?
[<Mx2<8f
kvL=>
A
!j9t*2m[
二. 战前分析 epA:v|S
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。 l5S aT,%
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 )Kc<j!8-[
$SlIr<'*"
%f&/E"M
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); :}He\V
/* --------------------------------------------- */ 9P1OP Xv*p
vector < int *> vp( 10 ); (!ux+K
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); )tC5Hijq,
/* --------------------------------------------- */ 8}I$'x
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); #{\J
Nb+w%
/* --------------------------------------------- */ rN<0
R`4sE
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); lp.ldajN
/* --------------------------------------------- */ x>**;#7)
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); SL Ws*aq
/* --------------------------------------------- */ ak7bJ~)X=
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); hi_NOx
[`ebM,W
l.q&D< _
vLv@&lMW
看了之后,我们可以思考一些问题: Yz<3JRw
1._1, _2是什么? u0JB\)(-/h
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。 UFXaEl}R
2._1 = 1是在做什么? B{QBzx1L9c
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。 T;Lkaxsn
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。 w#ZoZZ wh
5dx$HE&b)
-RE^tW*Yy
三. 动工 3atBX5
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: { }:#G
1h^:[[!c
m]'#t)B_m
"IZa!eUW
template < typename T > 0pZ4BZdT|
class assignment {j{u6i
{ 8o3E0k1
T value; xsIY7Ss U
public : J4k=A7^N
assignment( const T & v) : value(v) {} Y4J3-wK5
template < typename T2 > j_qbAP
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 4V{:uuI;f
} ; >@U*~Nz
w;%.2VJ
GoJ.&aH $
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 KI.q@zO6|
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 6/f7<
k9<;woOBO
35h8O,Y
'F/~o1\.
class holder 5VfyU8)7X
{ +KF^Z$I
public : Q7HRzA^-
template < typename T > Sgeh %f
assignment < T > operator = ( const T & t) const i[O& )N,c
{ `fA@hK
return assignment < T > (t); ^7w+l @
} `{f}3bO7C
} ; zG }@0
/fKx}}g)
5[8xV%>;
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: Lz
|?ek7Q
1XrO~W\=
static holder _1; e2AX0(
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 5Y.)("1f}f
4R#chQ
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ?fQ'^agq
而不用手动写一个函数对象。 TEP,Dq
evya7^,F
3$jT*OyG#
)cX*I gO
四. 问题分析 Ab~3{Q]#
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。 qFicBpB
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。 G'nmllB`]
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 j%Y#(Q>
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 =Z{O<xw'
下面我们可以对这几个问题进行分析。 )\1@V+!E%
'50OgF'
五. 问题1:一致性 K='z G*$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?| #oS<E1
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ;(b9#b.
U#0Q)
struct holder 46}g7skD
{ .ODU
// y;4OY
template < typename T > 4(#'_jS
T & operator ()( const T & r) const 1NbG>E#Ol
{ R6 y#S&]x
return (T & )r; ^+*N%yr
} ADz ^\
} ; fZ6MSAh
|5X^u+_
这样的话assignment也必须相应改动: jSJqE_ 1
y|jl[pyg)
template < typename Left, typename Right > [ZNtCnv
class assignment FVMD>=k
{ /{EP*,/*
Left l; tl[Uw[
Right r; P:hBt\5B
public : U2ohHJ``
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ZAW^/bo<
template < typename T2 > `:ArT}F
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } $r^GE
} ; On8v//=&
"x#-sZ=
同时,holder的operator=也需要改动: +UC G0D
<!&[4-;fU
template < typename T > 55G+;
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 0B[="rTS7#
{ 9d>-MX'
return assignment < holder, T > ( * this , t); #{6{TFx\
} q?H|o(
mWv3!i;G<s
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 R
&nPj~
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 'HO$C,1]
%7QV&[4!
return l(rhs) = r; #?RU;1)Cw
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。 *o]L|Vu
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ;p.v]0]is
&U{#Kt5q
template < typename Tp > EHSlK5bD,
class constant_t FX;QG94!
{ q'+)t7!
const Tp t; 3_C|z,\:
public : hl;u'_AB
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} /hpY f]t
template < typename T > ?)/#+[xa
const Tp & operator ()( const T & r) const J;S
(>c
{ ov|d^)'
return t; +<'Ev~
} # ' =a=8-$
} ; pk>^?MO
.[YuRLGz
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 J f@H/luW
下面就可以修改holder的operator=了 *$#W]bO
u]:oZMnj
template < typename T > LhN|1f:9:
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const 3v(* 5
{ 2L!u1
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); b}\N;D.{
} 8bxfj<O,
~cWAl,(B<F
同时也要修改assignment的operator() S2E8Gq9
G3txj
template < typename T2 > ?}qttj
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } MlcR"gl*
现在代码看起来就很一致了。 uMUBh 80,L
PYQ;``~x
六. 问题2:链式操作 }pDqe;a{
现在让我们来看看如何处理链式操作。 'Jiw@t<o3`
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 8<5]\X
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 }I2wjO
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 Gw=B:kGk
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 4Xgg%@C
ycc4W*]
template < typename T > #:jHp44J
struct result_1 A_V]yP
{ c>,KZ!
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; B{/R: Hm
} ; :8I9\eet3
PvzcEV
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: ^/)^7\@
ks&*O!h
template < typename T > Yf:IKY
struct ref B#exHf8
{ z-BXd
typedef T & reference; u6?Q3
bvI
} ; yZ
@"\Z!
template < typename T > QFE:tBHe
struct ref < T &> UG'Q]S#!
{ .I$qCb|FP
typedef T & reference; fA&k`L(y
} ; l#m#c6;=
8H;t_B
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: "C}b%aO:
3("_Z%
template < typename T > mkMq
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const M*y)6H k~
{ ]-PH^H
return l(t) = r(t); .O74V~T
} I*%-cA%l
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。 gGvz(R:y
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 vmi+_]
X]'{(?Ch
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 |)nZ^Cc
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ydFD!mO
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ;>#wU'
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ={_C&57N1
最后的布局是: 1Y/s%L
Add ?@BTGUK"C
/ \ ]@dZ{H|
Divide 5 yaD~1"GA'O
/ \ d^Inb!%w
_1 3 fg
s!v7
似乎一切都解决了?不。 Mxe}B'
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。 g@rb
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。 e_#._Pi
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: +lm{Olm'^
PbW(%7o(t
template < typename Right > Mc=$/ o
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const >,TUZ
Right & rt) const ?<V?wsp
{ S\4tzz @
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); K:!"+q
} OPwtV9%
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 T~--92[
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 OSlvwH%(EE
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 "k/;[ Wt]
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 S)lkz'tdk
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 ?a8^1:
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? 9zZr^{lUl
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: l%[EXZ
l9}3XI.=
template < class Action > @GkILFN
class picker : public Action e]`[yf
{ %oq{L]C(rf
public : Kw-gojZ
picker( const Action & act) : Action(act) {} JM=JH
51`
// all the operator overloaded }#.L7SIJ<J
} ; IT(lF
j2ve^F:Q
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 [ad@*KFxy3
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: Z8zmHc"IH
aIJt0;
template < typename Right > s8wmCzB~
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const W=vG$
{ !6BW@GeF]
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); vu|n<
} Id'X*U7Q
]4~lYuI4
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > )T';qm0w
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。 vtw6FX_B
3x5JFM
template < typename T > struct picker_maker DBPRGQ
{ W{%TlN
typedef picker < constant_t < T > > result; .uuO>:
} ; `4(e
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > 3|WWo1
{ C
'v+f=
typedef picker < T > result; &S( .GdEf
} ; .$Ik`[+Z
TcIcS]w%
下面总的结构就有了: )^m%i]L_
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。 M:-.o
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\iA89msp
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 vI2^tX9
至此链式操作完美实现。 z8QAo\_I(
?3%`bY+3;
>_o}
七. 问题3 6I1,:nLL<
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。 ^.#jF#u~
+s,Qmmb7)
template < typename T1, typename T2 > q[HTnx
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const }2(,K[?
{ 5|l* `J)
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); $UgA0]qn
} Q7R~{5r>W
[21=5S
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
A42|
?0)&U
template < typename T1, typename T2 > dik:4;
struct result_2 >}!mQ pAO
{ 0o+6Q8q
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; %F!1
} ; MO&}r7qq
BDq%'~/^
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? zoOaVV&1
这个差事就留给了holder自己。 hJDi7P
c%&:6QniZ
pV20oSJNt
template < int Order > I
6<*X
class holder; c.,2GwW
template <> 3T"j)R_=l
class holder < 1 > I3,= 0z
{ /G5d|P
public : $/.zm;D
template < typename T > i|T)p_y(!a
struct result_1 iTag+G4*
{ wtc!>
typedef T & result; u[L`-zI
} ; &K/ya7
template < typename T1, typename T2 > /[Z,MG
struct result_2 t: #6sF
{ F'B8v3
typedef T1 & result; PNaay:a|
} ; I9:Cb)hbU]
template < typename T > ^1Zeb$Nw'
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const QAvir%Y9Q
{ YN`H
BFH
return (T & )r; ^go7_y
} %!du,2
template < typename T1, typename T2 > Q\cjPc0y
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const SzUpWy&
{ zgs (Dt;
return (T1 & )r1; =|I>G?g-
} 5m9*85Ib
} ; WAn~+=Ax
.Fnwm}
template <> &_"]5/"(
class holder < 2 > jBU4F~1y
{ 9(6I<]#
public : NGOqy+Ty{f
template < typename T > VUhbD
struct result_1 L
]w/P|
{ Yc,7tUz#
typedef T & result; tQH+)*
} ; iVd.f
A
template < typename T1, typename T2 > DwrO JIy
struct result_2 \'9PZ6q{
{ ,t`Kv1
typedef T2 & result; =:/BV=tv
} ; ,(;lIP
template < typename T > GKoK7qH\J
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ik!..9aB
{ w~
[b*$
return (T & )r; =k/IaFg 6w
} ]R=,5kK3
template < typename T1, typename T2 > 1qf!DMcdZ
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const :PtF+{N>
{ xj[(P$,P
return (T2 & )r2; nv0]05.4
} Er{#ziN+
} ; w^LuIbA
Ay
!G1;
Rr!Y3)f;
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 z,VD=Hnz
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: u-tQ9ioKC
首先 assignment::operator(int, int)被调用: A?`jnRo=\
40|,*wi
return l(i, j) = r(i, j); HW7; {QMg
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) TOoQZTI
KID,|K
return ( int & )i; \#rIQOPl?
return ( int & )j; c7M%xGrP
最后执行i = j; H6&J;yT}
可见,参数被正确的选择了。 8,atX+tc
%~jkB.\* )
3 q`)*
La@
+>
wN2QK6Oc
八. 中期总结 *bxzCI7b
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: a\%xB >LX
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 &R$CZU
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 }=|!:kiE
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor tOOchu?=
+Y
V|ij
EZYBeqv
:Dd$i_3=
r%e KFS
E"L2&.
九. 简化 J!5v~<v?-
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。 w=}uwvn NX
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 %eJGte-
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: (E,Yo
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 4&HXkRs:
+-*/&|^等 Z(ZiFPx2Z
2. 返回引用。 vBsP+K
=,各种复合赋值等 &EM\CjKv"
3. 返回固定类型。 de]z T^&C
各种逻辑/比较操作符(返回bool) n=,\;3Y=
4. 原样返回。 Dk='+\
operator, >OP+^^oZ<
5. 返回解引用的类型。 -kS~xVS|
operator*(单目) jM&r{^(
6. 返回地址。 !gLkJ)
operator&(单目) qiZO _=0
7. 下表访问返回类型。 6O@J7P
operator[] (oJ9k[(
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 $46{<4.
operator<<和operator>> 3b YCOqG
Nk[2nyeO>
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。 ^T.E+2=>z
例如针对第一条,我们实现一个policy类: @ w>zF/
qClHP)<
template < typename Left > lKkN_ (/j
struct value_return }@+NN
?P
{ 1.D-FPK
template < typename T > 4G@nZn
struct result_1 l_j4DQBRV
{ "/]| Hhc{
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; huudBc
A[
} ; ^ZM0c>ev=l
SSBg?H 'T
template < typename T1, typename T2 > zd]D(qeX
struct result_2 `]v[5E
{ %Rh;=p`
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; Jd,)a#<j
} ; ?k[p<Uo
} ; n}mR~YqD
fZKt%m
QR">.k4QJ
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait l/y]nw
@=5qT]%U3J
下面我们来剥离functor中的operator() aS}1Q?cU
首先operator里面的代码全是下面的形式: WhBpv(q}.
WS2osBc
return l(t) op r(t) z^nvMTC
return l(t1, t2) op r(t1, t2) >O/D!j|
return op l(t) `Y40w#?uW
return op l(t1, t2) zNSu
return l(t) op I =Wc&1g
return l(t1, t2) op g`k?AM\
return l(t)[r(t)] t!1$$e?`r
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ]v G{kAnH
i77GE
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: `N/RHb%
单目: return f(l(t), r(t)); H ftxS
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); JIO$=+p
双目: return f(l(t)); CY?G*nS?iK
return f(l(t1, t2)); wzjU,Mwe
下面就是f的实现,以operator/为例 'j%F]CK
~n!!jM:N
struct meta_divide (IbW;bV
{ :`vP}I ^
template < typename T1, typename T2 > iO1nwl !#
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) l]2r)!Q7
{ lo&#(L+2
return t1 / t2; ,}D}oo*
} }i!pL(8;
} ; lz |
64J
Q}A=jew
这个工作可以让宏来做: ^]p
r!N]$lB
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ Zs zs1{t
template < typename T1, typename T2 > \ ALd;$fd qf
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ~:sE:9$z
以后可以直接用 '_+9y5
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) TB
aVW
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 ;SKh
(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。。。) t@bt6J .{
~H@+D}J?
a?cn9i)#
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 ?Ce#BwQ>
MN;/*t
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > \ SCy$,m
class unary_op : public Rettype 1ywU@].6J]
{ QYE7p\
Left l; &$fbP5uAZ
public : R
-elIp
unary_op( const Left & l) : l(l) {} |@VF.)_
_EYB
8e
template < typename T > Z&yaSB
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Vj^dD9:
{ [!*xO?yCJ
return FuncType::execute(l(t)); 3-wD^4)O,
} ~0tdfK0c
J0<p4%Cf
template < typename T1, typename T2 > zDBD .5R;
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const K!8zwb=fq
{ FbSa ~uN
return FuncType::execute(l(t1, t2)); 89eq[ |G_
} DR+,Y2!_GT
} ; Q2'eQ0W{o
[F([
}B!cv{{
同样还可以申明一个binary_op cz.3|Lby
KXBL
eR&^
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > w{7ji}
class binary_op : public Rettype M23&<}Q8
{ F$6?t.@J
Left l; 2)LX^?7R
Right r; 2*[Un(
public : Kr3];(w{
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 6mG3fMih.
a?<?5
template < typename T > 1i?=JAFfM
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const #vnT&FN0[
{ j 2}v}
return FuncType::execute(l(t), r(t)); }$)&{d G
} 8 lS($@@{
KRk~w]
template < typename T1, typename T2 > VO9f~>`(
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const nP_=GI
{ XJFnih
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); wznn #j
} nVTM3Cz
} ; ?'+8[OHiF^
|BJqy/
^@q#$/z
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 x^2 W?<
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ;Uk!jQh
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) C9Wojo.
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。 $h]NXC6J
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! LhKY}R
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 51/sTx<Z}
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 z@`@I
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) Y UZKle
下面是修改过的unary_op | XLFV
?d,M.o{0]
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > R9E6uz.j
class unary_op &fHc"-U}
{ '_E c_F
Left l; P8]ORQ6ZF
iE+6UK
public : K051usm
m9b(3
unary_op( const Left & l) : l(l) {} \!7*(&yly
UGf6i"F
template < typename T > p.aE
struct result_1 NCxn^$/+>9
{ 3 9yz~
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; #rq?f
} ; H CuK
@|]G0&gn&?
template < typename T1, typename T2 > 'W+i[Ep5Q
struct result_2 "<T ~jk"u
{ mc~`
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; XP4jZCt9
} ; s%bUgO%&
@oA0{&G{
template < typename T1, typename T2 > t@r#b67WJe
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ,-!2 5G
{ 1zR/HT
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ^K/G 5
} Yim#Pq&_
b+_hI)T
template < typename T > `L;OY 4
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const pbFYiu+
{ h\2}875
return OpClass::execute(lt(t)); >07shNX
} M!-q}5' ;
=_uol8v
} ; %L28$c3p
uGM>C"
H[Cj7{V
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug 9Dy)nm^
好啦,现在才真正完美了。 HmFNE$k
现在在picker里面就可以这么添加了: DYkC'+TEX
wJ/~q)
template < typename Right > F],TG&>5
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const VmMh+)UZ
{ va@Xb UC
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); \A ;^ UxG
} ~.FnpMDY
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。 '}@e5^oL
B U'Ki \
f8R+7Ykx
(2cGHYU3N<
oy`3r5g
十. bind %;'~%\|dZM
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。 l'W3=,G[?
先来分析一下一段例子 &^AzIfX}Gw
)Kxs@F
rA[nUJ,
int foo( int x, int y) { return x - y;} f(^33k
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 >y&[BB7S6
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
4$..r4@
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。 zI1(F67d`
我们来写个简单的。 d$4WK)U
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 7 FEzak'
对于函数对象类的版本: }R4(B2vup
L,f^mX0<
template < typename Func > (H'_KPK
struct functor_trait zUe#Wp[
{ Hf;RIl2F
typedef typename Func::result_type result_type; \o0z@Ntq
} ; -Mr{+pf
对于无参数函数的版本: 3S;>ki4(0
2=i+L z^
template < typename Ret > J11dqj
struct functor_trait < Ret ( * )() > pHq{S;R2G
{ GjG{qR
typedef Ret result_type; "K9vm^xP
} ; 'SsPx&)l
对于单参数函数的版本: ]|H]9mys98
u]ZqF *
template < typename Ret, typename V1 > ;4+qPWwq8W
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ---Ks0\V
{ `HE>%=]b
typedef Ret result_type; pE9aT5
L
} ; gvow\9{|C
对于双参数函数的版本: d,Im&j_Z
=e"H1^Ml
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 2<`gs(oxXe
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > K8e4ax
{ ctnAVm
typedef Ret result_type; 'XC&BWJ
} ; }TXp<E"\
等等。。。 Requ.?!fG;
然后我们就可以仿照value_return写一个policy mtiO7w"M\7
wa-_O<
template < typename Func > e<ism?WG
struct func_return O c^6u
{ TWl(\<&+)
template < typename T > gPA>*;?E;@
struct result_1 uIVTs9\
{ D}k-2RM2k
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; j\jL[hG_
} ; Q"l"p:n%n
y \mutm
template < typename T1, typename T2 > "(HA9:
struct result_2 i-Ge*?
{ *Bb|N--jI
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; oF 1W}DtA
} ; ,6%hu|Y*
} ; EL2 hD$
vUodp#s
i_jax)m%
最后一个单参数binder就很容易写出来了 }]Gi@Nh|o
/:
\V wH
template < typename Func, typename aPicker > c:`` Y:
class binder_1 h1G*y
{ {m*V/tX
Func fn; D=q;+,Pc
aPicker pk; d
=B@EyN
public : D~i@. k
mV!
@oNCK
template < typename T > U||w6:W5
struct result_1 mv9E{m
{ 3_jCsX
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 08d_DCR
} ; 7/U<\(V!g
NP<F==,
template < typename T1, typename T2 > P!4{#'_}
struct result_2 Wc`J`.#
{ 9qu24zz$P
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ou,=MpXx*
} ; >`rNT|rg
"o5gQTwb
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} *n|0\V<
8.;';[
template < typename T > R6WgA@Z|r
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const L@k;L
{ rO?x/{;ai
return fn(pk(t)); ==jw3_W
} G=bP<XF
template < typename T1, typename T2 > ,wb|?>Y
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ("JV:u.L+
{ ?od}~G4s#
return fn(pk(t1, t2)); )T};Q:
} #Wc #fP
} ; ~q_+;W.
:!iPn%
PVkN3J
一目了然不是么? &fd4IO/O
最后实现bind g<T`F
.dKRIFo
j_a~)o-p
template < typename Func, typename aPicker > *A1TDc$
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 3Llj_lf
{ M}oFn}-T9a
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); )x:j5{>(
} Y7t{4P
ME10dr
2个以上参数的bind可以同理实现。 ks#Z~6+3
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。 C8W`Oly:]
~j&:)a'^
十一. phoenix !E:Vn *k;
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: xE-c9AH
o(>-:l i0
for_each(v.begin(), v.end(), ~q T1<k
( B%g :Z
do_ hHl-;%#
[ dbUZGn~
cout << _1 << " , " >'TD?@sr
] 7fTg97eF
.while_( -- _1), s^?sJUj
cout << var( " \n " ) u r.T YKF
) E e\-q
); HJ1\FO9\
)>M@hIV5>
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: rUpAiZfz >
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 6BN(^y#-X
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 O9=H
[b
那么我们就照着这个思路来实现吧: 9"lW"lG!
5F sj_wFk
ODvpMt:+
template < typename Cond, typename Actor > zu*G4?]~h
class do_while iN4'jD^oP
{ P5xmLefng
Cond cd; %PdYv _5
Actor act; s1\BjSzk
public : t{s*3k/
template < typename T > Ru')X{]25
struct result_1 ftH%, /,
{ |j}F$*SE[
typedef int result_type; k\<Ln
w
} ; UR2)e{RXg
X|1YGZJ
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} @d^h/w
;GT)sI
template < typename T > |<
FCt-U
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ViT 5Jn7
{ `h3}"js
do G( \1{"!
{ b{>dOI*.}
act(t); +mOtYfW
} DMN H?6
while (cd(t)); 5t?2B]
return 0 ; 9:w,@Phe
} p}7&x[fTLk
} ; R./ 6Q1
%ys}Q!gR
aB!Am +g
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). `#8R+c=$
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。 ^tcBxDC"]
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。 A;x^6>
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。 mM{v>Em2K#
下面就是产生这个functor的类: 2vQ^519
(+ anTA=
g9Gy3zk=
template < typename Actor > N4jLbnA
class do_while_actor >!.9g
{ xG/qDc
Actor act; wu&7#![,
public : 8mLU ~P
|
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} Y<fXuj|&
a\_,_psK
template < typename Cond > >D62l*V C)
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; yLOLv6g~e
} ; U/o}{,$A
P[ 8N58#
]X|G+[Ujv
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ACltV"dB^
最后,是那个do_ {K8T5zrV
YH9]T,
c (8J
class do_while_invoker S6tH!Z=(g
{ BmXGk
public : *G41%uz
template < typename Actor > Ps\^OJR
do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const cSk}53
{ {?hjx+v[
return do_while_actor < Actor > (act); :XZ
pnjj
} wwn}enEz,x
} do_; N@0scfO6<
1tpD|
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? >K%x44|
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 nB&