一. 什么是Lambda "I7 Sed7
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 x}c%8dO#J
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, aS7%x>.A!
x+X^K_*
Y!+q3`-%T
q%RPAe
class filler E&RiEhuv
{ 0Xke26ga
public : )(aj
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} Zl:Z31
} ; }gfs
~@v<B
I
?)60JWOJ1
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: #wvmVB. 5~
:'t+*{ff
W{{{c2 .
VkD8h+)
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); C4`u3S
,^>WCG
q3~RK[OCq
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ]h`<E~
k *#fN(_
z1WF@Ej
Hf
]w
二. 战前分析 {|jrYU.k~
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。 DM73
Nn^5
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 Z6`oGFq
n*HRGJ
(16U]s
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ?9?eA^X%
/* --------------------------------------------- */ 6?CBa]QG
vector < int *> vp( 10 ); =LsW\.T6
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 9AbSt&#
/* --------------------------------------------- */ M[Kk43;QY!
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); $;ssW"7~Qn
/* --------------------------------------------- */ ?
7H'#l
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); v)TFpV6b{p
/* --------------------------------------------- */ EZz`pE
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); }EW@/; kC
/* --------------------------------------------- */ D+y_&+&,t
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); fuwv,[m
8:iu 8c$
N@z+h
T9N&Nh7 3
看了之后,我们可以思考一些问题: Ao%;!(\I%
1._1, _2是什么? IO(Y_7
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。 RyxEZ7dC<y
2._1 = 1是在做什么? ~MgU"P>
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。 e/h2E dY
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。 ?;//%c8,.
TDMyZ!d
WC?}a^
8
三. 动工 'A|OVyH
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: EK-Qa<[|
+Y:L4`
$c WO`\XM
~(|~Ze>
template < typename T > \w]c<gM K
class assignment 1 o;*`
{ c04"d"$ x
T value; 2Sq+w;/
public : \mBH6GS
assignment( const T & v) : value(v) {} 6]#\|lds1
template < typename T2 > !A 6l\_
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } c1,dT2:=
} ; N1O& fMz
s`bC?wr5h
V&'
:S{i
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 =Wl*.%1 b
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment JE`mB}8s/
Fe4QWB6\U
_>/T<Db
.q>4? +
class holder m^8KHa
{ &|:T+LVv$+
public : zW@OSKq4
template < typename T > |?t6h 5Mt"
assignment < T > operator = ( const T & t) const \n@S.Y?P
{ K-xmLEu
return assignment < T > (t); e|L$e0
} X@ljZ
} ; t;Rdrk
=uYz4IDB
4-?'gN_
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: ~vCfMV[F
S[TJ{L(
static holder _1; `f@VX
:aL}
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 f[@M
j'?^<4i
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 9}4EW4
而不用手动写一个函数对象。 )6S;w7
`VT0wAe2;
$J~~.PUXQ
+Oae3VFf;
四. 问题分析 "!yKX(aTX
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 9"@P.8_
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 O\5*p=v
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ]g>@r.Nc
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 iw,F)O
下面我们可以对这几个问题进行分析。 {(DD~~)D
jU#/yM"Y
五. 问题1:一致性 doCWJ
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| [7gyF}*;
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 M!=WBw8Y]a
Kb_R "b3v
struct holder gc'C"(TO(
{ IH$R XGL
// Y:nF.An3
template < typename T > ;x[F4d
T & operator ()( const T & r) const ,RkL|'1l
{ ;|2h&8yX(/
return (T & )r; sP0pw]!
} s[yIvlHw`
} ; u@`)u#
mGQgy[gX
这样的话assignment也必须相应改动: N.J;/!%!
3^LSK7.:
template < typename Left, typename Right > I5"ew=x#
class assignment M y:9
{ CS 7"mE`{
Left l; s*g yk
Right r; Dm@wTt8N(
public : XUD/\MoV
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ub"(,k P
template < typename T2 > s$Il;
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } {__Z\D2I
} ; !b O8apn
JJnZbJti
同时,holder的operator=也需要改动: #]s>
Z=O 2tR
template < typename T > 8s4y7%,|
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const Nxu10
{ wz*QB6QtU
return assignment < holder, T > ( * this , t); 2a;vLc4
} K_V44f1f
1i}Rc:
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。 mT.p-C
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ObC
<v?9:}
return l(rhs) = r; (}Ql#q
K
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。 #vy:aq<bjE
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: "y>\
mC
8wz4KG3SK
template < typename Tp > %h**L'~``
class constant_t /EUv=89{!
{ eNlE]W,=
const Tp t; ?Z @FxW
public : XA~Rn>7&H
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} oZ1#.o{
template < typename T > ;lST@>
const Tp & operator ()( const T & r) const z_#B 4
{ pRtxyL"y
return t; }>JFO:v&
} @GGzah#
} ; ZdEeY|j
a1p:~;f}[
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 DBl.bgf
下面就可以修改holder的operator=了 lrjlkgSN
,P^pDrc
template < typename T > Z*d8b
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const 'sJ=h0d_[V
{ <^,w,A
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); 2}u hPW+
} n4%|F'ma
y
D.S"
同时也要修改assignment的operator() ?JTy+V2t
p6[a"~y
template < typename T2 > bz_Zk
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } pb`F_->uq
现在代码看起来就很一致了。 ?;.j)
V *=To
六. 问题2:链式操作 *b?C%a9
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ?H7*? HV
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。 KQ3]'2q
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。 FxSBxz<N-A
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。 (Q !4\Gy
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ]GYO`,
cA"',N8!5
template < typename T > lTPo2-j/eK
struct result_1 ^RG6h
{ : j&M&+
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; KO(+%>^R
} ; }N5>^y
4NL TtK
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: "G P!]3t
-zg,pK$+
template < typename T > CjM+%l0MW
struct ref AiSO|!<.N
{ wJJ4F$"b
typedef T & reference; BQv+9(:fQB
} ; F\+wM*:U
template < typename T > s+>""yi
struct ref < T &> _`WbR&d2Id
{ #d%'BUde
typedef T & reference; fGJPZe
} ; k
oo`JHC
SF 61rm
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: .ag4i;hS8
\_FX}1Wc2.
template < typename T > In|:6YDL&
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const >#B%gxff
{ gd[jYej'RP
return l(t) = r(t); KotJ,s]B
} o)'T#uK
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。 EA%(+tJ^0
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 E;~gQ6vAI
*52*IRH
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 g o/]+vD
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: L,.Ae
i9
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 .MuS"R{y
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 1?"vKm
最后的布局是: Eom|*2vWIC
Add `CW8Wj
/ \ nnIBN4
Divide 5 7X.rGJZq
/ \ ;rpjXP
_1 3 km'3[}8o&
似乎一切都解决了?不。 A!s\; C
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。 sM({u/
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*m8gm#
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: A1@tp/L=o
~fB: >ceD
template < typename Right > ivC1=+
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const "K`B'/08^
Right & rt) const blph&[`}I
{ st(l85
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); +vaz gO<u
} 6GG&mqr+
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 %(Sy XZ
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。 M(x5D;db/
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。 c|u{(E58
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。 xf<D5 olZ
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。 aM?Xi6
U5
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? )I{41/_YA
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: 4x.'H18
Oi&.pY:X-
template < class Action > OBi9aFoQ
class picker : public Action _)Q)tOW
{ ed4:r/Dpo
public : ji<b#YO4
picker( const Action & act) : Action(act) {} ws
Lg6
// all the operator overloaded U .hV1
} ; NY\q
p!>FPS
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。 =2pGbD;*
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: R_\{a*lV0
vb)Z&V6(
template < typename Right > EsXCi2]1
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const D4<nS<8
{ Bp6jF2
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); v9INZ1# v
} 9=pG$+01OR
! lgsV..R
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > dON4r2-yC
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。 qI\qpWS\
oL>m}T
template < typename T > struct picker_maker br+{23&1R#
{ 'YQ"Lf
typedef picker < constant_t < T > > result; {NXc<0a(
} ; iU{bPyz,
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > 7kO5hlKeo
{ -}1S6dzr
typedef picker < T > result; 5Tluxt71
} ; XP
*pYN
Q^/66"Z:Z
下面总的结构就有了: T[B@7$Dp*
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 aiGT!2
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。
2]C`S,)
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 AJ[g~s't
至此链式操作完美实现。 mZ3i#a4
9+U%k(9
0[TZ$<v"
七. 问题3 lZZ4 O(
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。 7$WO@yOsh
!=--pb
template < typename T1, typename T2 > GM|gm-t<@
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const gBUtv|(@>[
{ o!^':mll
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); Lgpj<H[
} G^!20`p:
]R\k@a|G
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: L)&?$V
6tB-
template < typename T1, typename T2 > z6S
N
struct result_2 E.Xfb"]
{ EC$wi|i
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; p}_bu@;.Z
} ; x0@J~
_0
ZdeRLX
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? j':Ybr>BR
这个差事就留给了holder自己。 )Xg,;^
H>_ FCV8
p{xO+Nx1a
template < int Order > *,{. oO9#
class holder; ;H/*%2
template <> RN238]K
class holder < 1 > &^FCp'J-
{ {EGiGwpf
public : % ribxgmd
template < typename T > , fFB.q"
struct result_1 p8hF`D~
{ %YG ~ql
typedef T & result; GJai!$v
} ; )(TaVHJR
template < typename T1, typename T2 > ~ ?m';
struct result_2 'm}K$h(U
{ ZW }*]rg
typedef T1 & result; Mz#
&"WjF
} ; |lOxRUf~
template < typename T > g*F?
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const H`CDfTy
{ "pdmz+k8S
return (T & )r; CdlE"Ye
} :,%~rR
template < typename T1, typename T2 > >Jt,TMMlt
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 6|wiZw
{ /1ooOq]
return (T1 & )r1; >'wl)j$
} eWS[|'dl
} ; 4]A2Jl
E
|8PUmax
template <> `Gzukh
class holder < 2 > ))|Wm}
{ \.2?951}
public : F7gipCc1We
template < typename T > Or=
[2@Wg
struct result_1 @'j=oTT
{ ``j..v,
typedef T & result; D% }?l
} ; A\iDK10Q$
template < typename T1, typename T2 > kLQPa[u4
struct result_2 :TJv<NZi'
{ <8yzBp4gZ
typedef T2 & result; rlk0t159
} ; n o`c[XY
template < typename T > ty[bIaQi
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ?r0#{x~
{ *,5V;7OR
return (T & )r; 35B G&;C
} @G[P|^B
template < typename T1, typename T2 > 0b+OB pqN
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ~[dU%I>L^
{ 2Un~Iy
return (T2 & )r2; 1OK,r`
} <DP_`[+C
} ; ,S
E5W2a]
]\w0u7}
"- S2${
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 |F[E h
~
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Vd~{SS2>
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Hq[d!qc
)kR~|Yn<-
return l(i, j) = r(i, j); /KjRB_5~q}
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 0gO<]]M?
6Ae <W7
return ( int & )i; W.TZU'%
return ( int & )j; BlUl5mP}>
最后执行i = j; m6tbN/EJZ
可见,参数被正确的选择了。 {i y[8eLg
3XdN\xc
lb ol+O65
7;RhA5M
SO%x=W
八. 中期总结 :L#t?~
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: j@1cllJkh
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 eWzD'3h^
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 H7n5k,
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor eKi/Mt
n_\VG[f
U<{8nMB
?nJ7lLQA
;cd{+0
Yn4c6K
九. 简化 <
.&t'W
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 [` ~YPUR*
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 sG`|| Kb;n
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: 6wC|/J^
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 H6(kxpOI\
+-*/&|^等 oVutHt
2. 返回引用。 gXN#<g,:^
=,各种复合赋值等 ]Aap4+s
3. 返回固定类型。 E;$)Oz
各种逻辑/比较操作符(返回bool) >y)(M(o
4. 原样返回。 Ug02G
operator, e\x=4i
5. 返回解引用的类型。 <6^MVaD
operator*(单目) {WUW.(^]G
6. 返回地址。 y>wrm:b-O
operator&(单目) B5h-JON]-
7. 下表访问返回类型。 d!kiWmw,
operator[] 6,
\i0y5n
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 JR{3n*
operator<<和operator>> <Z5ak4P
KD?~ hpg
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。 nD6mLNi%a
例如针对第一条,我们实现一个policy类: CY;ML6c@
G6K;3B
template < typename Left > (,1}P
struct value_return b:3n)-V{ u
{ 08AC9
template < typename T > Gc2sY 0
struct result_1
S!Ue+jW
{ {|?OKCG{
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ~l"70\&
} ; Cc*"cQe
wLwAtjW)
template < typename T1, typename T2 > 1];rW`Bw
struct result_2 N"MK 0k
{ EeGP E
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; $G/h-6+8
} ; "+3p??h%Rq
} ; }@MOkj
nM:e<`r
(+7gS_c
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait :q=u+h_
02E-|p;
下面我们来剥离functor中的operator() "&?F6Pi
首先operator里面的代码全是下面的形式: 3Tze`Q 9
y~'F9E!i
return l(t) op r(t) ppr95Y]^
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 2KVMQH`B9
return op l(t) L4`bGZl55
return op l(t1, t2) ?95^&4Oh0
return l(t) op kG_ K &,;@
return l(t1, t2) op gX<"-,5jc
return l(t)[r(t)] N:'v^0
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] W5,e;4/hL
T|^rFaA
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: jqq96hP,
单目: return f(l(t), r(t)); 4zuM?Dp
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); tiG=KHK%o
双目: return f(l(t)); lJ.:5$2H
return f(l(t1, t2)); 'Lu7cb^
下面就是f的实现,以operator/为例 <>/0;J1<
PD$XLZ
struct meta_divide 0,+RF"R
{ nEu,1
template < typename T1, typename T2 > taOD,}c|$
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) *0zdI<Oe
{ *y[i~{7:
return t1 / t2; Jydz2
zt!
} )6U&^9=
} ; ;okFm
`tA~"J$32l
这个工作可以让宏来做: K] ;`
j`jF{k b
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ !4-B
xeNY\
template < typename T1, typename T2 > \ 3wZA,Z
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; HqNM3 1)
以后可以直接用 N,U<.{T=A
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) bM7y}P5`1
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 oC0K!{R*
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) [=*c8
's]I:06A
=9$hZ c
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 gwE#,OY*
WE\@ArY>
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ?U'c;*O-
class unary_op : public Rettype 2g
shiY8_
{ =4`#OQ&g
Left l; S*;8z}5<\
public : I^|6gaP|6
unary_op( const Left & l) : l(l) {}
fp!Ba
gN#&Ag<?
template < typename T > w$I<WS{J:Z
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const l`c&nf6
{ ,b;eU[!]
return FuncType::execute(l(t)); ERcj$ [:T(
} q#9JJWSs
>7%Gd-;l
template < typename T1, typename T2 > CVfQ
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const $1<V'b[E
{ +Hx$ABH
return FuncType::execute(l(t1, t2)); [1{#a {4
} .ko8`J%%M
} ; 1_JtD|Jy
df@I C@`pB
fNb2>1
同样还可以申明一个binary_op heQ<%NIA"
{pJ{UJKv?
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > XBQ]A89G
class binary_op : public Rettype ,i KEIxA!
{ dXr=&@1
Left l; r;:5P%:
Right r; !DsKa6Zj
public : =xwA'D9]
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ^M?O
/ J 3
template < typename T > s}Y_og_c
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 7hAFK
{ hE.NW
return FuncType::execute(l(t), r(t)); i'Vrx(y3
} lGHU{7j\
yt,xA;g
template < typename T1, typename T2 > Brw-"tmx
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const lq0@)'D
{ Y rq-(
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); %qG nvQ
} i,HafY
} ; 5!WQ
9WN4eC$
>q+o
MrU
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 'iy &%?
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 c_$9z>$
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) gG"W~O)yv
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。 ^R\et.W`s
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! !OwRx5
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。。。 :4 9ttJl
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 R.n:W;^`
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) EC[2rROn\
下面是修改过的unary_op 2c?-_OCy;
s7j#Yg
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ut26sg{s(
class unary_op Gao8!OaQ
{ q2Xm~uN`)
Left l; ]fc9m~0N,\
#1-y[w/
public : aD
yHIh8
5Fh?YS =
unary_op( const Left & l) : l(l) {} a<AT;Tc
;3ZHm*xJx
template < typename T > Y{c_5YYf
struct result_1 zY?GO"U"
{ W)WL1@!Z
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 6=ukR=]v
} ; qs\O(K8
A2Je*Gz
template < typename T1, typename T2 > 29:1crzx~
struct result_2 ` fw:
{ );4lM%]eb
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; r>v_NKS]t
} ; eq^<5
f
_TF\y@hF*D
template < typename T1, typename T2 > t;wfp>El
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const $nR1AOm}.B
{ qmzg68
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); h\+U+?u
} oK cgP
py9zDWk~
template < typename T > R@lmX%Z1
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 4VtI8f!
{ 4-P'e%S
return OpClass::execute(lt(t)); {(mT,}`4
} rn1^6qy)
sW/^82(dM
} ; ~G0\57;h
eWjLP{W
u\~dsD2)q
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug r;3{%S._
好啦,现在才真正完美了。 @^g/`{j>J
现在在picker里面就可以这么添加了: Jw%0t'0Zi
#BA=?7
template < typename Right > bMT1(edm
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const Jt4&%b-T
{ EdQ:8h
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); nAc02lJh|
} S}=d74(/n
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 T&.ZeB1
\^<eJfD
A?l.(qGC_
_g+^ jR4
2[WH8l+
十. bind Y02 cX@K6
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 SKT f=rY
先来分析一下一段例子 5<o8prtB
j$l[OZ:#
/S29\^
int foo( int x, int y) { return x - y;} >Mml+4<5
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 fhx_v^<X
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 HKA7|z9{
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。 d\FBY&C7b
我们来写个简单的。 F :"CaDk
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: YE<_a;yh1
对于函数对象类的版本: //C3tW
Wj2s+L7,
template < typename Func > $N$
ZJC6(@
struct functor_trait I@dS/
{ nic7RN?F<
typedef typename Func::result_type result_type; ka_]s:>+
} ; gXtyl]K:
对于无参数函数的版本: _M
n7zt1^
9}e`_z
template < typename Ret > w7Do#Cv
struct functor_trait < Ret ( * )() > =rBNEd
{ 20[_eu)
typedef Ret result_type; l7G&[\~
} ; o&2(xI2
对于单参数函数的版本: x5q5<-#
F?b5 !<5
template < typename Ret, typename V1 > /15e-(Zz/
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > o!TG8aeb
{ <0,c{e
typedef Ret result_type; E. @n Rj#
} ; ;B[*f?y-
对于双参数函数的版本: YVy+1q[
C3|(XChqC
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > kh3PEq
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > _tE`W96J
{ PprCz"
typedef Ret result_type; <"I#lib
} ; OhT?W[4
等等。。。 n[# !Q`D
然后我们就可以仿照value_return写一个policy \iFh-?(
#DMt<1#:
template < typename Func > Gv,_;?7lD
struct func_return 8=;'kEU
{ L\L/+yNv:G
template < typename T > T;(k
struct result_1 zcCX;N
{ ha6jbni
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; T/NeoU3 p
} ; DyiyH%SSD
CR$\$-
template < typename T1, typename T2 > sdq8wn
struct result_2 X) lz BM
{ :BLD&mb"Y
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 6 /8?:
} ; E?>
ERO3
} ; W79wz\a
7hPiPv
]qZs^kQ
最后一个单参数binder就很容易写出来了 Y#3<w
E0XfM B]+
template < typename Func, typename aPicker > b(8#*S!U
class binder_1 7MXi_V;p<
{ 2y6 e]D
Func fn; octBt`\Of
aPicker pk; Ba$&4?8
public : HIUB:
4(5NHsvp
template < typename T > W0GDn
struct result_1 5VWyc9Q
{ Q/EHvb]
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; Y<lJj"G
} ; _U%a`%tU.
@1_M's;
template < typename T1, typename T2 > '8+<^%c
struct result_2 1m$:Rn^
{ I5[HD_g:
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; >BU"C+a8g
} ; ,DUD 4 [3
906b=
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} sem:"
y; LL^:rq
template < typename T > ttlFb]zZh
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
/="~Jo
{ %3B0s?,I
return fn(pk(t)); !9yOFd_
} dQSX&.<c,
template < typename T1, typename T2 > b}DxD1*nsI
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const SGi(Zkc
{ -%8*>%
return fn(pk(t1, t2)); ^m^4LDt
} _]~`t+W'DJ
} ; >OP[qj
0[(TrIpXl
N#(p_7M
一目了然不是么? "uR,WY
最后实现bind EqW/Wxv7b
&z!yY^g
b 4o`eR
template < typename Func, typename aPicker > `acX1YWh5
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 7[=MgnmuC
{
jQDXl
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); .xnJT2uu'
} ]3B8D<p
L\1&$|?
2个以上参数的bind可以同理实现。 u-yVc*<,
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。 `ceetr=
D?yiK=:08`
十一. phoenix X=Qa TV
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: aj>6q=R
d|T87K>|r"
for_each(v.begin(), v.end(), -:mT8'.F-
( 'Em5AA`>
do_ WCf?_\cG
[ rVo0H.+N)`
cout << _1 << " , " =1qM`M
] 2$G,pT1J
.while_( -- _1), @3T)J,f
cout << var( " \n " ) NGsG4y^g?z
) $\:;N]Cs~0
); BhJag L ^o
zQpF,N<b
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: Ct-^-XD
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<ZB9;FX %
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 5,H,OZ}
那么我们就照着这个思路来实现吧: HB+{vuN*L
0O,Q]P 82f
QU&LC
template < typename Cond, typename Actor > J0{;"
class do_while QLr.5Wcg>
{ AXK6AZjX
Cond cd; )zUbMzF
Actor act; IEbk_-h[
public : B!>hHQ2
template < typename T > /*v}.fH%
struct result_1 UBj"m<
{ ^5{M@o
typedef int result_type; =t,}I\_^c
} ; X,+M?
G)|s(C!
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} ?<