一. 什么是Lambda ]-a{IWVN
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ZV(
w
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, l&Q!mU}
wV:C<Mg7q
}[v~&
`kPc!I7Y
class filler ;`X~ k|7K
{ YZ**;"<G
public : Wcn[gn<
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} N Bz%(?\
} ; GI_DhU]~)
!oGQ8 e
0;<OYbm3<
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: cgN>3cE
auL^%M|$R
|Euus5[
K:_($X]
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 0+j}};
[e1L{ _*l
*KJ7nRKx(w
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 vI|As+`$d
ESv:1o`?n
L/fRF"V
/AR]dcL@76
二. 战前分析 dhtb?n{
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。 OpQ8\[X+
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 KuXkI;63J>
$H;+}VQ
L=g_@b
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ^/a*.cu
/* --------------------------------------------- */ Hm4bN\%
vector < int *> vp( 10 ); 2yxi= XWZ
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); e "n|jRh
/* --------------------------------------------- */ v ):V
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); Gkmsaf>
/* --------------------------------------------- */ "lrA%~3%[P
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); " '[hr$h3
/* --------------------------------------------- */ }dKLMNqPA
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); xqv[?
?
/* --------------------------------------------- */ >{t+4 p4k.
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); qd8pF!u|#
u5F}( +4r
(3W&AM
j|(:I: ]
看了之后,我们可以思考一些问题: v|&s4x?D
1._1, _2是什么? N"1QX6
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。 Q.ukY@L.'
2._1 = 1是在做什么? '\t7jQ
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。 O]ZC+]}/
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。 q~O>a0f0
._,trb>o
50Ad,mn<
三. 动工 FWY[=S
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: sUciFAb
'hIU_
+>#e=nH
M5O'=\+,F
template < typename T > $eX*
class assignment ?d5h9}B
{ 3+9
U1:1[.
T value; R@n5AN(
public : rJV?)=Z
assignment( const T & v) : value(v) {} lD3)TAW@o
template < typename T2 > _z]v<,=3M
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } ]/44Ygz/
} ;
iRs V#s
Bc[6*Y,%T
M2p<u-6
"
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Rcf=J){D6
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment G#lg|# -#
[+Un ^gD
o(Kcs-W2
[gZDQcU
class holder k%Eh{dA
{ i| 4_m
public : xYwkFB$$*
template < typename T > `xIh\q
assignment < T > operator = ( const T & t) const *l-`<.
{ "K
?#,_
return assignment < T > (t); &k+*3.X
} ev"M;"y
} ; r=$gT@
WIG=D{\Yx
Tq#<Po $
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: -l JYr/MSL
xFwXW)
static holder _1; 27iy4(4
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 _+n;A46
w[sR7T9*
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); kwF] TO
S
而不用手动写一个函数对象。 V{GXc:=
rhoeZ
x.\XUJ4x
lY,/ W
四. 问题分析 G_+Ph^
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。 :'Xr/| s
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。 S.hC$0vrj
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 <I1y
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 e?=elN
下面我们可以对这几个问题进行分析。 n;qz^HXEJ
!-RwB@\
五. 问题1:一致性 a2X h>{
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| zAI|Jv@
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 b^Z$hnh]S
OpqNEo\
struct holder 8}z3CuM
{ 4 l1 i>_R
// @G(xaU'u
template < typename T > JCcQd01z
T & operator ()( const T & r) const
{,Fcd(MU
{
0Ve%.k
return (T & )r; MHl^/e@
} eE9|F/-L
} ; N5KEa]k1nw
-5xCQJ[
这样的话assignment也必须相应改动: xD0NZ~w%
H/`G
template < typename Left, typename Right > a[ i>;0
class assignment Xl?YBZ}
{ Y-]YDXrPQ
Left l; e`AUYli"
Right r; doH2R@
public : !&JiNn('
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ^9'$Oa,*
template < typename T2 > avBu a6i'
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } C#$6O8O
} ; P\T| [%E'
5&*zY)UL
同时,holder的operator=也需要改动: +;6)
<tW:LU(!
template < typename T > t9Vb~ Ubdb
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const s ^3[W0hL
{ oXbI5XY)wb
return assignment < holder, T > ( * this , t); (Com,
} 1 KB7yG-#6
#B}Qt5w
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 Jh^8xI,`C
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 [-]A^?yBM
_25d%Ne0
return l(rhs) = r; pI5_Hg
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 6WO7+M;z
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: :])JaS^
> [8#hSk
template < typename Tp > S\b K+
class constant_t niQcvnT4b
{ *;P2+cE>H3
const Tp t; sbA2W~:
public : D2)i3vFB
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} _ .!aBy%xf
template < typename T > .<dOED{v
const Tp & operator ()( const T & r) const /sV?JV[t
{ @`Wt4<
return t; 6W:1>,xS
} itHM7d
} ; oR#my ^
#Z!#;%S
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 U$%|0@`~
下面就可以修改holder的operator=了 AI~9m-,mE
jiq2 x\\!
template < typename T > on_H6Y@B52
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const 3t*# !^$
{ %i3{TL
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); h(|;\ ~
} -~}
tq]
D>Ua#<52q
同时也要修改assignment的operator() |mvM@V;^8{
UFIjW[h
template < typename T2 > :~i+tD
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } i3d y
现在代码看起来就很一致了。 KD=bkZ&
iU XM(]
六. 问题2:链式操作 >+SZd7p
现在让我们来看看如何处理链式操作。 9 R
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。
aH
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。 kJ__:rS(T_
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。 hm6pxFkX_
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 'mUI-1GkT
4@mso+tk
template < typename T > /L$NE$D} "
struct result_1 r*]uR /Z$
{ s{B_N/^
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; Wxc^_iqA1
} ; h&P
{p _Y
4a?r` '
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: fRFYJFc n
"5h_8k~sQ
template < typename T > @ce3%`c_
struct ref Y6a$gXRT
{
2n(ItA
typedef T & reference; H<XlUCr_~+
} ; E)Srj~$d
template < typename T > Z>&K&ttJ
struct ref < T &> -aT=f9u
{ 5Fh8*8u6hL
typedef T & reference; .5NZf4:C
} ; rXuAixu!t
.c03}RTC^
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: (qbc;gBy
UC(9Dz
template < typename T > *.xZfi_|
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ij!*CTG
{ MorW\7-}
return l(t) = r(t); I X?@~'
} t+J)dr
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。 zG<0CZQ8
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 "!^c
a 1NCVZ
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 C?S~L5a#oC
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ^ISQ{M#_
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 _Po#ZGm~
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Z<I[vp6{
最后的布局是: Q+lbN
Add "s${!A)
/ \ Ir^ BC!<2>
Divide 5 r.9 $y/5
/ \ 8>m1UO Nr
_1 3 dw3'T4TC?
似乎一切都解决了?不。 bYK]G+Ww
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 hg{ &Y(J!U
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 kv/(rKLp*
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: jXtLo,km
uFWvtL?;_
template < typename Right > lR,G;
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const VSx%8IM+X
Right & rt) const vmMV n-\#
{ BJ"Ay@D*
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ;*_I,|A:Xr
} 9wzg{4/-$
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 wqf& i^_
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。 tG_-;03<`4
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。 WVinP(#nfM
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。 y.
Tct.
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。 > e;]mU`,
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? +B](5 z4
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: "\}21B~{7'
jzQ9zy_
template < class Action > ^971<B(v
class picker : public Action cK/PQsMP
{ G;Us-IRZ
public : HuK Aj
picker( const Action & act) : Action(act) {} O.dux5lfBd
// all the operator overloaded 9*f2b.Aj
} ; L,GShl 0S
[9w, WJL
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。 <
rv1IJ
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: ocq2
p?_'|#tz
template < typename Right > Y7*'QKz2
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const .0?ss0~
{ >\RDQ%z
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); tnA_!$Y
a
} S[ws0Y60
Feh"!k <6k
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > </8be=e7p
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。 2lX[hFa5
>aX:gN
template < typename T > struct picker_maker SIj6.RK
{ iZsau2K
typedef picker < constant_t < T > > result; #/\pUK~km
} ; u!m,ilAnd
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > m9v"v:Pw
{ dCW0^k
typedef picker < T > result; {K< ~
vj;
} ; Hf!9`R[
b,=,px
下面总的结构就有了: iXt4|0
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。 R (t!xf
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。 z<FV1niE
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ^)(G(=-Rf
至此链式操作完美实现。 e?_c[`sg
.ruqRGe/
cC7"J\+r*
七. 问题3 #rqyy0k0'h
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。 S(@*3]!q
_G_ &Me0
template < typename T1, typename T2 > g%@]z8L
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const fQ2!sV
{ GZxglU,3T
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ;a#}fX
} "US"`a2
e5]&1^+
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: u>JqFw1
p,3go[9X:R
template < typename T1, typename T2 > Z5"!0B^ j
struct result_2 6GvhEulYR
{ fRZUY<t
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; \VoB=Ac&
} ; g}\U, (
PR48~K,?
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? CnM+HN30o
这个差事就留给了holder自己。 n0Qh9*h
48R]\B<R{
@n5;|`)\
template < int Order > p~v2XdR
class holder; ~YR <SV\{
template <> @5<]W+jk4
class holder < 1 > 03i?"MvNo
{ P_:?}h\
public : zsR wF
template < typename T > hX{g]KE>
struct result_1 +?4*,8Tmmz
{ +ZD[[+
typedef T & result; Eg287B
} ; ?NL&x
template < typename T1, typename T2 > CuV=C
Ay>
struct result_2
4\ uZKv@,
{ <lg"M;&Ht
typedef T1 & result; luP'JUq
} ; )]0[`iLe
template < typename T > ~@)-qV^~
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Vz=j)[
{ \N'hbT=
return (T & )r; R{2GQB
} "-~D!{rS
template < typename T1, typename T2 > 5~<a>>
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const IPr*pQ{;c
{ (;Dn%kK
return (T1 & )r1; #*ZnA,
} @w.b |
} ; ;T"m[D
)-TeDIfm
template <> 3 cV+A]i
class holder < 2 > #XYLVee,
{ mcP{-oJ0W
public : : .FfE
template < typename T > #J<`p
struct result_1 [Ls2k&)0
{ )Rm
'YmO
typedef T & result; :yFTaniJ'.
} ; &y+PSa%n
template < typename T1, typename T2 > SSA%1l2!
struct result_2 h0Sy']3m
{ &K}(A{
typedef T2 & result; Nd]%ati?
} ; Qzs\|KS
template < typename T > ZmR[5 mv@
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const OyG_thX
{ 7E\K!v_
return (T & )r; /4wm}g9
} >? A `C!i
template < typename T1, typename T2 > mPw56>
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 8KGv?^M
6W
{ l/y
Kc8^<
return (T2 & )r2; 4%#V^??E
} 9$4/frd
} ; qMW%$L\HA
TGt1d
#:Sy`G6!?
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> >。 -G^t-I
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: L(!!7B_,
首先 assignment::operator(int, int)被调用: NdXy%Q
kp<}
return l(i, j) = r(i, j); c}I8!*\
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) Wj f>:\w
4Q`=t&u
return ( int & )i; V.P5v{
return ( int & )j; R>YMGUH~w
最后执行i = j; f@xfb
ie!
可见,参数被正确的选择了。 JK^B +.
Y/eN)
)2<B$p
]%Q]C
8[C
>w]k3MC
八. 中期总结 w7*b}D@65\
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: _]PfeCn:j
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 "DcueU#!
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 < 4EB|@E
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor *F%ol;|Q
D0E"YEo\nv
6UzT]" LR;
j
O5:{%
ym,Ot1
n\8[G[M
九. 简化 n[cyK$"
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。 #&`WMLl+8
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 &Ow?Hd0
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: ^1FZ`2u;
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ;P0Y6v3
+-*/&|^等 &L~31Ayj&
2. 返回引用。 )(|0KarF
=,各种复合赋值等 /NN[gz
3. 返回固定类型。 uI:3$
各种逻辑/比较操作符(返回bool) |@Idf`N$
4. 原样返回。 #3:'lGBIK
operator, dc@wf;o
5. 返回解引用的类型。 s2' :&5(
operator*(单目) 4f @\f7\
6. 返回地址。 L8-[:1
operator&(单目) O^="T^J
7. 下表访问返回类型。 KHs{/
operator[] Mbi+Vv-
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 m 'H
operator<<和operator>> z1@sEfk>
JjTzq2'%
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。 DRg~HT
例如针对第一条,我们实现一个policy类: X#NeB>~
}AH|~3|D
template < typename Left > r|H!s,
struct value_return 3TvhOC>yG
{ Fi3(glgd-
template < typename T > [sO<6?LY
struct result_1 VL!kX``^F
{
rgvc5p
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; t;f
p<z7N.
} ; ?[4khQt
=iN_Ug+
template < typename T1, typename T2 > r1[T:B'
struct result_2 MzW$Sl&:
{ nKa;FaJ
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; Jm1AJ4mw
} ; ^{sI'l~
} ; Ud(d Wj-/
O/r<VTOp
A)p!w aG
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait "ZPbK$+=yU
D~ `YRbv
下面我们来剥离functor中的operator() 6;c{~$s~[
首先operator里面的代码全是下面的形式: }d*sWSPu(
*[5#g3
return l(t) op r(t) zB7dCw
return l(t1, t2) op r(t1, t2) = {DB
return op l(t) Ko1?jPE
return op l(t1, t2) T+{'W
return l(t) op hB<z]sl
return l(t1, t2) op Bma|!p{
return l(t)[r(t)] SD.*G'N&2f
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] jnLu| W&
=
Ow&UI
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: *l8vCa9Y
单目: return f(l(t), r(t)); [x()^{;2
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); d_|v=^;
双目: return f(l(t)); ]{,=mOk
return f(l(t1, t2)); ~hw4gdtS
下面就是f的实现,以operator/为例 4a-F4j'
e5\1k#@
struct meta_divide #Q)w$WR
{ M@z/gy^
template < typename T1, typename T2 > Hx/Vm`pRyX
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) g_!xO2LH,8
{ }8KL]11b
return t1 / t2; !-o||rt
} &CsBG?@Z|
} ; R =c
#^[N4uV
这个工作可以让宏来做: G u I sM
/OtQk-E
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ iQR})=Q
template < typename T1, typename T2 > \ jQlK-U=oi
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; rG%_O$_dO
以后可以直接用 SmEd'YD!J
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) x@\'@>_GM
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 G8c}re
(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。。。) }pZnWK+
(I 0t*Se
2F(\ }%UT~
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 _)H+..=
mZ&Mj.0+~
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > _4#psxl[M
class unary_op : public Rettype 39m"}26*E
{ Z#V\[
Left l; ng6p#F,3
public : }XE/5S}D
unary_op( const Left & l) : l(l) {} Y]Nab0R&
PvCE}bY{}
template < typename T > v2z/|sG
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const )bg,rESM
{ Jg6[/7*m
return FuncType::execute(l(t)); x%7x^]$
} f6C+2L+Hr
Re ur#K
template < typename T1, typename T2 > kqB00
;
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Q$5:P&
{ *==nOO9G
return FuncType::execute(l(t1, t2)); 'V{k$}P2
} cuk}VZ
} ; AUpC HG7
At|tk
laJ%fBWmbi
同样还可以申明一个binary_op w~-d4M NM
?uBC{KQ}Y
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > /Bu5kBC
class binary_op : public Rettype d> AmM!J
{ iR =aYT~
Left l; ~ZC=!|Q#
Right r; N4NH)x
public : k&;L(D
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} xfSvvCy
*9&YkVw~
template < typename T > w`_9 *AF9
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const -"L6^IH7
{ &y?B&4|hM
return FuncType::execute(l(t), r(t)); 8TvPCZ$x
} ~PAn
_]Z
MUl+Oy>
template < typename T1, typename T2 > b=l}|)a
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const pQ\ [F
{ fX|,s2-FW
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); l.)!jWY
} 6K0*?j{;"
} ; jO.E#Ei}~
Q;M\P/f
m"}G-#
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 C5
!n{
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 R>q'Y mu~
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) (8R
M|&
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 l<6/ADuS
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Y{@[)M{<
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 %s yBm
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 K;lC#
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) m%3Kq%?O
下面是修改过的unary_op 6w,xb&S
ITiw) M
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > v83 6nxL M
class unary_op ?g.w%Mf*
{ ?A>-_B
Left l; jT0fF
;_t on?bF
public : _v,n~a}&
g5[3[Z(.
unary_op( const Left & l) : l(l) {} vt,X:3
Kwnu|8
template < typename T > \O~P
!`
struct result_1 B~rK3BS
{ G_]mNh
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; p(>'4#|qy
} ; ^ j7pF.j
{BU,kjv1g
template < typename T1, typename T2 > D bJ(N h
struct result_2 VGIc|Q=F
{ >MH@FnUL
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; "{lnSLk
} ; jL$X3QS:
&jcr7{cD
template < typename T1, typename T2 > x.RZ!V-
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const yAe}O#dy
{ k,& QcYw
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); M}u2aW2]X
} /2q%'"x(
3]P=co@
template < typename T > [u:_Jqf-
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const S]m[$)U%@
{ ~Ua0pS?
return OpClass::execute(lt(t)); ?9"glzxr
} _De;SB%V
hZy*E [i
} ; 3t'K@W?AJh
[<t*&Kr+o
'%N
p9Iqt
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug N1rrKyL!$
好啦,现在才真正完美了。 COafVlJ,l
现在在picker里面就可以这么添加了: \D=B-dREq
J/Li{xp)Lg
template < typename Right > lki(_@3
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
8:MYeE5
{ Q@R8qc=*
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); b3H;Ea?^^<
} DS
yE
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。 \b->AXe8
Y/gCtSF
2S3F]fG0
B!0[LlF+
y\x<!_&D
十. bind Cpl)byb
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。 q I}Zg)q]
先来分析一下一段例子 nYY U
6822xk
tp"\
int foo( int x, int y) { return x - y;} "$_ypgRrSR
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 1mqFnVkf&+
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 b,wO^07-3^
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。 [B
Al
我们来写个简单的。 u CXd%
CzE
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: :>=,sLfJ
对于函数对象类的版本: NNX/2
_>.%X45xi
template < typename Func > cQjJ9o7
struct functor_trait 23PSv8;EM
{ {#MViBhd%
typedef typename Func::result_type result_type; xUYSD
} ; 0#G"{M
对于无参数函数的版本: $HRpG
^*W3{eyi(L
template < typename Ret > Oqyh{q%]
struct functor_trait < Ret ( * )() > +e\u4k {3V
{ 4b)xW&K{
typedef Ret result_type; lc^%:#@
} ; +x`tvo
对于单参数函数的版本: lU?"\m
1EN5ZN,
template < typename Ret, typename V1 > BLRrHaX0
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > !u"Hf7/
{ Y+E@afsKs
typedef Ret result_type; $[d}g
} ;
eUl[gHP
对于双参数函数的版本: ()iJvf>@
I('l)^m%
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > < mxUgU
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > Ur@3_F
{ =o {`vv
typedef Ret result_type; j>U.(K
} ; ~vgW:]i
等等。。。 *UTk. :G5
然后我们就可以仿照value_return写一个policy xg8<b
:?,&u,8
template < typename Func > A/MOY@%G
struct func_return aaBBI S
{ S"dQ@r9
template < typename T > $ 8s&=OW
struct result_1 FUQT ,7CA
{ @[^H*^1|g
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; W{%M+a[#l
} ; 0
[s1!Cm!i
D^pAf/ek@i
template < typename T1, typename T2 > |:AjQ&PM)
struct result_2 T@L^RaPX
{ ?h5Y^}8Qg
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 8n56rOW!
} ; m+L:\mvA
} ; ;,<s'5icyg
B::vOg77
U|>Js!$
最后一个单参数binder就很容易写出来了 a P`;Nr=
!U91
template < typename Func, typename aPicker > OSBE5
class binder_1 N.fIg
{ uaS?y1:c
Func fn; N7NK1<vw2
aPicker pk;
zd}"8
public : (Lc%G~{
i}Y:o}
template < typename T > _C##U; e!
struct result_1 =Vi+wH{xM
{ , v R4x:W
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; }\9qN! ol
} ; Q5Wb)
{5,CW
template < typename T1, typename T2 > 5EU3BVu&u
struct result_2 B%,0zb+-L
{ jWm<!<~
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 4|~o<t8
} ; (|WqOwmoUt
8.vD]hO
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} myPo&"_ x
uQ{M<%K
template < typename T > "Aynt_a.
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const m$U2|5un&
{ y+c+ / L8
return fn(pk(t)); F:\CDM=lS
} >B iJ/[9
template < typename T1, typename T2 > 5nk]{ G> V
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const H:CwUFL
{ \E n ^Vf
return fn(pk(t1, t2)); RxAZ<8T_
} |d{4_o90
} ; FvRog<3X
w*aKb
Cjw|.c`
一目了然不是么? 1v`*%95
最后实现bind _- { > e
NZv1dy`fa
&Y\`FY\
template < typename Func, typename aPicker > }4$UlTA'
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) . }^m8PP
{ vzfWPjpKW
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); Nkc=@l{
} /W fpA\4S
f-
_~rQ
2个以上参数的bind可以同理实现。 1;>J9
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。 sVGyHA
d^w6_
十一. phoenix Ug/b;( dJ'
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: qg|SBQ?6
]c*&5c$
for_each(v.begin(), v.end(), aK'BC>uFI
( =ove#3
do_ /op8]y
[ E<0Y;tR
cout << _1 << " , " SDZ/rC!C
] j2V^1
.while_( -- _1), WxFVbtw
cout << var( " \n " ) PKmr5FB
) mkgDg y
); 6?r}bs6Msx
'};pu;GA7
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: 2WqjNqx)6
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 ^`ny]3JA
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 {ymD.vf=9+
那么我们就照着这个思路来实现吧: K;Fy&p^d
L )kwMk
u`g|u:(r
template < typename Cond, typename Actor > {ZB7,\
class do_while 86oa>#opU
{ qEE
V&
Cond cd; Ju#
- >]
Actor act; ht)J#Di
public : Re-4y5f
template < typename T > Tw8$6KUW
struct result_1 M/T
ll]\|
{ BVU>M*k
typedef int result_type; q9|'!m5K
} ; `5:b=^'D/
RAPR-I;{
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} x= X"4Mj0)
PCtf&U