一. 什么是Lambda >0AVs6&;v
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 LQ{z}Ay
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, _!C M
py%_XL=w,
slH3c:j\
,xOOR
class filler 2od9Q=v~
{ vD91t/_+
public : Z~Vups#+f
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 8-geBlCE,
} ; \wb0%>
0
e .(
iji2gWV}h
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: H6V!W\:s
+AkMU|6
PCX X[N
h7
c
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); .[:2M9Rx
bKac?y~S_
U6Xi-@XP
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 #7BX,jvn>
\ ~uY);
+<$b6^>!$
h/xV;oj
二. 战前分析 Kn`-5{1B|
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。 cqZuG}VR
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 <E1ngG
z$b'y;k
)Q)H!yin
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); bSm*/Q
/* --------------------------------------------- */ Cp!Qd e
vector < int *> vp( 10 ); 7 P/1'f3
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); i"OY=iw-N
/* --------------------------------------------- */ LG:Mksd8=4
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); CZ|h` ";P2
/* --------------------------------------------- */ )2g-{cYv
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); R$M>[Kjn
/* --------------------------------------------- */ th]pqhl>
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); 4H@K?b`
/* --------------------------------------------- */ g'<ekY+V:
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); jlb=]hp8%
2|:x_rcj
K['Gp>l
pUm|e5
看了之后,我们可以思考一些问题: r NT>{
1._1, _2是什么? a8v9j3.
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。 f6U
i~
2._1 = 1是在做什么? aF5=k:k
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。 vI5'npM
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。 Tp&7CNl|
tXW7G@
/PTk296@
三. 动工 .yN.
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: Xb\de_8!
[l:}#5\]4
n"|1A..^
$G D@e0
template < typename T > du_TiI
class assignment WEsX+okj
{ w)Wg 8
T value; i_ z4;%#?
public : OiJz?G:m
assignment( const T & v) : value(v) {} f;cY&GC
template < typename T2 > c7f11N!v>b
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } U#' WP
} ; 0;n}{26a
p{W'[A{J .
`HV~.C
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 %Z!3[.%F
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Vm]u-R`{
:7DXLI|L#?
CoTe$C7
| \6Ff/O
class holder zwJK|S k
{ NsUP0B}.
public : Uk<2XGj
template < typename T > :7 OhplI
assignment < T > operator = ( const T & t) const %}1v- z
{ 4#Id0['
return assignment < T > (t); gf^XqTLs
} "|6763.{4
} ; {L.=)zt>
Ers8J V
~%Xs"R1c,
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: D!5{CQl
C)qy=lx%
static holder _1; HqoCl
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 =,G^GMi'
L1u(\zw
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); &8M^E/#.^;
而不用手动写一个函数对象。 ZJ'Tb<fP
; wKsi_``@
*Fu;sR2y%:
la{Iqm{i
四. 问题分析 GPLq$^AH
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 >A
?{cbJ
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 &N:`Rler
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 NhF<2[mt
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 {/}p"(^
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ~LSD\+
f,0,:)
五. 问题1:一致性 i[40p!~
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| *G(ZRj@33
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ~%d* #Yxq
EB2 5N~7
struct holder v/z~ j
{ CA5q(ID_
// -I*NS6
template < typename T > a`_w9r+v
T & operator ()( const T & r) const d 8%sGH
{ 'RzzLk|$
return (T & )r; }Sv\$h
} E-"b":@:
} ; ~?<VT
k
^gdv:[m
这样的话assignment也必须相应改动: 7?a!x$-U(
E)]RQ~jY?
template < typename Left, typename Right > >@uF ye$
class assignment vR?E'K3
{ SnFAv7_
Left l; q:-1ul
Right r; cC7&]2X +f
public : w i=&W
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 1qd(3A41
template < typename T2 > xY$@^(Q\
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } Zt"3g6S
} ; ]o2 Z14
W $E Ao+V
同时,holder的operator=也需要改动: yR4++yk
LypBS]ru
template < typename T > 6'6,ySo]
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const t# <(Q
{ .qg 2zE$0
return assignment < holder, T > ( * this , t); ?i5=sK\
} h[}e5A]}
Zg/
],/ `
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。 z%44@TP
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Dio9'&DtC
X}G3>HcP
return l(rhs) = r; ,<O| Iis
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。 `PI?RU[g*
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: @@} ]qT*
f&88N<)
template < typename Tp > @r9[&
class constant_t 53O}`xX!6
{ hhcO
]*
const Tp t; =}m'qy
public : Ah Rvyj
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} >@?`n}r|
template < typename T > RE.t<VasP
const Tp & operator ()( const T & r) const C[Nh>V7=
{ \3 M%vJ
return t; /{FSG!
} 35Cm>X
} ; Be~In~~
[['
(,,r
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 rkWiGiisM
下面就可以修改holder的operator=了 meArS*d
;Wedj\Kkp
template < typename T > ]/c!;z
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const 734<X6^1
{ z\+Ug9Of
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); ~Zo;LSI
} @JU
Xp
) $=!e%{
同时也要修改assignment的operator() "s.s(TR8
Bf8[(oc~
template < typename T2 > Uo=_=.GQ
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } U}^`R,C
现在代码看起来就很一致了。 -AZ\u\xCB
EKf! j3
六. 问题2:链式操作 CQ/ps,~M
现在让我们来看看如何处理链式操作。 GyLp&aa
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。
Wz)@k2
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 {I]>!V0j!
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 Gc2:^FVlh
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ` 3h,Cy^
Zx
U?d
template < typename T > E<r<ObeRv`
struct result_1 UthM?g^
{
KU 98"b5
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ZfnJ&H'
} ; {q.|UCg[L
J{e`P;ND
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: {\ ]KYI0
OSIf>1
template < typename T > t 4>\;
struct ref
%eW2w@8]
{ ~w"e 2a
typedef T & reference; +r$ M 9
} ; h_\OtoRa
template < typename T > mV#U=zqb!S
struct ref < T &> \VHRI<$+5
{ 7[It
typedef T & reference; cd]def[d
} ; A&L2&ofV&q
^|ul3_'?
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: W
#V`|JA
CM4#Nn=i~
template < typename T > ujh`&GiB+
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const !;M5.Y1j&"
{ O1Nya\^g<I
return l(t) = r(t); tqzr+
} ~vB dq Yj
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。 @|d+T"f
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 PXo^SHJ+gt
uL
|O<
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 8om)A0S
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: k@^T<Ci
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 Oz-@e%8L
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 j71RlS73
最后的布局是: }E#1Z\)
Add Dn@Sjsj>
/ \ )Ag{S[yZ
Divide 5 5~{s-Ms
/ \ _NN5e|t
_1 3 F~wqt7*
似乎一切都解决了?不。 Pv3qN{265
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。 Nbd[xs-lw
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。 y4Lh:;
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: 2!?=I'uMA
]+d>;$O
template < typename Right > 1R"Z+tNB
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const (\H^KEy
Right & rt) const F&$~]R=&
{ /TY=ig1z
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ~qkn1N%'
} DvY)n<U1qA
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 hGbSN_F
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。 v%;Nyab6$
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。 FZx.Yuv
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。 q" @%W K
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。 T0"q,lrdxV
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? ,"?xy-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: )M_|r2dDq3
{\55\e/C,
template < class Action > aPm2\Sq$
class picker : public Action <F?UdMT4y
{ `2,F!kCt
public : ,L-G-V+
picker( const Action & act) : Action(act) {} GU7f27p
// all the operator overloaded )}1S
`*J/O
} ; b_']S0$c\
`ZGKM>q`
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 jS4fANG
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: J=Hyoz+9
t(Gg
1
template < typename Right > n..R'vNj
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const !'*1;OQ
{ {!xDJnF;
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); `gz/?q
} _:+ k|I
?JMy
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 5U6b\jxX
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 #Q$+ AdY|
zj2l&)N
template < typename T > struct picker_maker .4XX
)f5
{ !#dp[,nk
typedef picker < constant_t < T > > result; `u$lSGl
} ; Yz? 8n
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > !YIW8SP)
{ u1ahAk7
typedef picker < T > result; U:uFrb,
} ; a]@BS6
tf6 Zz[
下面总的结构就有了: =6gi4!hE
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。 |Q$9I#rv
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。 Wd?=RO`a
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 s^HI%mdf
至此链式操作完美实现。 ]K|td)1X
-`,Fe3
OPC8fX5.
七. 问题3 Bb.U4#
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。 h@fF`
AtNF&=Op
template < typename T1, typename T2 > <ToRPx&E
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const `&i\q=u+
{ X9;51JV
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ;nAI;Qw L
} 4P^CqD&i
v0KJKrliGO
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: k1~? }+<e
="de+S8W
template < typename T1, typename T2 > F[*/D/y(
struct result_2 S#nW )=
{ Zu|qN*N4
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; qe |U*K
2_
} ; @0-vf>e3-
mq+<2 S
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? ]MnQ3bWq"j
这个差事就留给了holder自己。 =)nJ'}x
G{gc]7\=Cd
_FkIg>s
template < int Order > h6 Cqc}P
class holder; .zsYVtK
template <> sPvjJ r"s
class holder < 1 > /]-a 1
{
W^)'rH
public : 6@FGt3y
template < typename T > O3tw@ &k
struct result_1 id[caP=`
{ '3fN2[(
typedef T & result; f7:}t+d
} ; ;lf $)3%[
template < typename T1, typename T2 > q_Z6s5O
struct result_2 Z6 E_Y?
{ qm< mw"]
typedef T1 & result; _ O;R
} ; 6 tl#AJ-
template < typename T > {_UOS8j7
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const e*M-y C
{ ,O_iSohS
return (T & )r; 1 Q*AQYVY
} Dq+S'x~>
template < typename T1, typename T2 > Rw)=<XV)6
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ( e4#9
{ ~L:H]_8F l
return (T1 & )r1; =s&ycc;-5}
}
F8|m i`f-
} ; <YvW /x
jmF)iDvjuZ
template <> ]A:8x`z#F
class holder < 2 > 2YK2t<EO
{ +!)_[ zo
public : 1AQy8n*
template < typename T > ?{\h`+A
struct result_1 i':a|#e>
{ Mb-AzGsV
typedef T & result; -Eoq#ULvR
} ; L| ;WE=
template < typename T1, typename T2 > otlv;3263
struct result_2 R# ZO<g%'
{ gv,1 CK
typedef T2 & result; u>/Jb+
} ; +0)H~
qB\
template < typename T > yz=aJ
v;
H
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const /Ow@CB
{ myF/_o&Ty
return (T & )r; p#
|}
o9
} Sl'{rol'
template < typename T1, typename T2 > b8!
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Z=oGyA
{ vbfQy2q
return (T2 & )r2; 38GZ_z}r
} s7,D}Zz
} ; 1rON8=E
rTqGtmulG
z
fu)X!t^
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 U:bnX51D4
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: b4Pa5w
首先 assignment::operator(int, int)被调用: #3?}MC
D#gC-,
return l(i, j) = r(i, j); 9 dK`
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) V3ExS1fNf
<==6fc>s
return ( int & )i; gBOF#"-
return ( int & )j; Hyi'z 1
最后执行i = j; odn3*{c{x
可见,参数被正确的选择了。 g} pD%
%e:[[yq)G
0~ o,^AW
PJ\k|
*,28@_EwY
八. 中期总结 6Ad=#MM
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: L%+mD$@u
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 8RQv
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 $laUkD#vz
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ;vy<!@Y;8
J,\e@
M 0$E_*
FH%M5RD
z\$( @:{A
)y{:Uc\4!
九. 简化 tG~[E,/`
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。 rU6A^p\,
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 FIUQQQ\3
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: 3,n" d-
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 k n/xt
+-*/&|^等 f~7V< v
2. 返回引用。 !t}yoN
n|
=,各种复合赋值等 Z\cD98B#
3. 返回固定类型。 ]r'D
各种逻辑/比较操作符(返回bool) =.w~qL
4. 原样返回。 e^;%w#tEqI
operator, Qe-PW9C
5. 返回解引用的类型。 <W+9h0c
operator*(单目) AH_qZTv0{Q
6. 返回地址。 Wb[k2V
operator&(单目) ("{"8
7. 下表访问返回类型。 }Rw6+;
operator[] X4{<{D`0t8
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 S&QXf<v
operator<<和operator>> BWNI|pq)v
t7Mq>rFB
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。 JKy~'>Q
例如针对第一条,我们实现一个policy类: pw`'q(ad
2[qoqd(
template < typename Left > `F3wO!
struct value_return k SgE_W)
{ lQEsa45
template < typename T > EWQLLH "h
struct result_1 Y[H769
{ wJ7^)tTRF
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ~@(C+ 3,
} ; @C^wV
(L yK o
template < typename T1, typename T2 > $x,EPRNs
struct result_2 =3`|D0E
{ ]k'^yc{5
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; Io[NN aF|
} ; _3< P(w{
} ; qDU4W7|T`
>|yP`m
EiG5k.C@
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait m)3M) 8t
FBbaLqgVF{
下面我们来剥离functor中的operator() @_7rd
首先operator里面的代码全是下面的形式: n$v4$_qS
WA0D#yuJ/
return l(t) op r(t) pWq+`|l$
return l(t1, t2) op r(t1, t2) Gp+\}<^Z
return op l(t) '.M4yif\g
return op l(t1, t2) 43]y]/do
return l(t) op T]nAz<l),
return l(t1, t2) op >239SyC-,
return l(t)[r(t)] boHbiE
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Js vdC]+
.FC+
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: !zllvtK4
单目: return f(l(t), r(t)); ,aa
4Kh
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ?~4x/d%
双目: return f(l(t)); W)J MV
return f(l(t1, t2)); ;Rpib[m
下面就是f的实现,以operator/为例 3W]gn8
f*xr0l
struct meta_divide Dh}(B$~Oz+
{ ^;rjs|`K#
template < typename T1, typename T2 > CWocb=E
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 3u& ,3:
{ GC' e
return t1 / t2; |xg_z&dX
} =5Nh}o(l?
} ; O ;[Mi
z;F HZb9t,
这个工作可以让宏来做: O"Nr$bS(Y
RRV%g!
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ k!}(a0h
template < typename T1, typename T2 > \ 8A.7q
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; EmR82^_:
以后可以直接用 d~QM@<SV
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) C=]<R<Xy
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 MkL2I+*
(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。。。) _> x}MW+
0y+^{@lU
@!u{>!~0
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 +L`}(yLJ)9
GqR|hg
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > '4<o&b^yQ
class unary_op : public Rettype %ut8/T
{ |R _rfJh
Left l; Tjq1[Wq
public : 3Ovx)qKxd
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ,[zSz8R
T!ZjgCY}
template < typename T > x\(#
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const tx~,7TMS/
{ ~!qnKM>[
return FuncType::execute(l(t)); af %w|M
} AU}kIm_+
VsA J2g9L
template < typename T1, typename T2 > d&raHF*
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 5RFro^S9E
{ o{`x:
return FuncType::execute(l(t1, t2)); {59>U~
} 4=/jh:h
} ; XsQ81j.
1n +Uv*
m*A b<$y
同样还可以申明一个binary_op HY
FMf3
e15yDwvB
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > z<%bNnSO
class binary_op : public Rettype c:u*-lYmK%
{ eZqEFMBTm
Left l; `Wg"m~l$N
Right r; _,)_(R ,h
public : E+qLj|IU
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} GDSXBa*7
+pwTM]bV
template < typename T > "nCK%w=
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 5WJ ~%"O
{ n qO*z<
return FuncType::execute(l(t), r(t)); G)%V 3h
}
Um{) ?1
3qf#NJN}
template < typename T1, typename T2 > xc 1d[dCdp
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const _<#92v!F
{ BVNJas
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); v_EgY2l(
} 8wvHg_U6W
} ; {)l Zfj}l
M,@M5o2u
zKGZg>q
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 yuBRYy#E|%
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 F:T(-,
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) } &+]UGv
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。 V 97ORI
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Mf#@8"l
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。。。 1F,U^O
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 oo\^}jb
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) H'zAMGZa
下面是修改过的unary_op #p>&|I
K~,!IU_QG
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > J<"K`|F
class unary_op x\8g ICf
{ N=C t3
Left l; %xCL&}bY
SNOc1c<~
public : JxtzI2
<q$Tk,
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 7HH@7vpJ^
E> GmFw
template < typename T > <b,WxR`
struct result_1 2PyuM=(Wt
{ s_/@`kd{
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; t2)uJN`a$X
} ; f?tU5EX
Rf8Obk<
template < typename T1, typename T2 > `WOoC
struct result_2 ftTD-d
{ DSqA}r
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; NMK$$0U
} ; :JG5)H}j+
hRX9Du`$
template < typename T1, typename T2 > 0.x+ H9z
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const e8("G[P>
{ Z,2?TT|p
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); @[9
} 'RKpMdoz
,]wQ]fpt
template < typename T > lwX9:[Z
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const !9PAfi?
{ / ^d9At614
return OpClass::execute(lt(t)); ^6kl4:{idE
} <M1*gz
k1xx>=md|C
} ; 1a(\F7
2~f*o^%l
KPO w
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
E/oLE^yL
好啦,现在才真正完美了。 #~-Xt!I
现在在picker里面就可以这么添加了: f|B\Y/*X
Xydx87L/-e
template < typename Right > /!5ohQlPJ
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const PWl;pBo
{ 'uL$j=vB
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); !9
kNL
} W`9{RZ'
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 vw!7f|Pg ~
"KK}}$>
,= ApnNUgX
S;#:~?dU
a%m
)8N;C
十. bind 13/,^?
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。 ffL]_E
先来分析一下一段例子 eK1l~W%
d^RcJ3w
HN NeH;L
int foo( int x, int y) { return x - y;} ?
bWc<]
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 k8}fKVU;
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 /ojwOJ
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。 a. D cmy{
我们来写个简单的。 W?zj^y[w
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: j:1N&7<FU
对于函数对象类的版本: 02;'"EmP$
Tdh.U{Nz
template < typename Func > >l)x~Bkf$j
struct functor_trait +
>dC
{ Uz_ob9l<#H
typedef typename Func::result_type result_type; )
6QJZ$
} ; jW8ad{
对于无参数函数的版本: 8/R$}b><
N*Q*>q
template < typename Ret > B">Ko3
struct functor_trait < Ret ( * )() > [rcM32
{ <Nrtkf4-O
typedef Ret result_type; Pzzzv^+
} ; 4K:Aqqhds
对于单参数函数的版本: )fXw ~
F~eYPaEKy!
template < typename Ret, typename V1 > >Vq07R
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > /'DAB**
{ 4uO88[=
typedef Ret result_type; xM<aQf\j
} ; OCdX'HN5Y
对于双参数函数的版本: ;U?=YSHk7
W#g!Usf:/
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > I_8 n>\u
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > }o!b3*#
{ WP\kg\o
typedef Ret result_type; j7g>r/1eE
} ; ^^ix4[1$Z
等等。。。 nX7F<k4G2
然后我们就可以仿照value_return写一个policy -2}ons(
bvB7d`wx
template < typename Func > C~>0K,C0^
struct func_return q/*veL
{ 3:WHC3}W
template < typename T > C3=0st$
struct result_1 <Sd ef^
{ (kX:@9Pn
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 3;z1Hp2X
} ; ]Gm4gd`
<^>
nR3E
template < typename T1, typename T2 > ~u0<c:C^
struct result_2 /<T{g0s
{ w]xr
~D+
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; gA EB
} ; w$&;s<0
} ; .u&X:jOE
H'$H@Kn]-
:##$-K*W"
最后一个单参数binder就很容易写出来了 y]R+/
vD#kH1
template < typename Func, typename aPicker > voRb>xF
class binder_1 g51UIN]o-
{ Zp{K_ec{
Func fn; B)DuikV.D
aPicker pk; nvQX)Xf
public : jpYZ)
So-
KIY`3Fl09
template < typename T > N?rE:0SJ
struct result_1 L^CB#5uG
{ 5>S1lyam
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ^ux'-/
} ; L"1AC&~u
=`(W^&|
template < typename T1, typename T2 > "usPzp5
struct result_2 >f&L7@
{ 7ieAd/:_
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; w?"M
} ; (O!CHN!:
g*_n|7pB
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} }vP(SF6
O`_, _
template < typename T > +:aNgO#e8
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ,qB@agjvo<
{ e+#k\x
return fn(pk(t)); 2V; Dn$q
} Z-}A"n
template < typename T1, typename T2 > ql5&&e=-
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ,bM):
{ <h+UC# .x
return fn(pk(t1, t2)); FD%OG6db];
} 'bH~KK5
} ; 8yOhKEPX
TntTR"6aD
ZjY?T)WE9
一目了然不是么? A^hafBa
最后实现bind XLYGhM
>ZgV8X:
X<W${L$G
template < typename Func, typename aPicker > b
~]v'|5[
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) V4Qy^nn1
{ "85)2*+
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
e1V1Ae
} u^'X>n)oL#
+o,f:Ih
2个以上参数的bind可以同理实现。 `{IL.9M!f
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。 ' qT\I8%
9zx9t
十一. phoenix b,jo94.G
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Hd-g|'^K
^HuB40
for_each(v.begin(), v.end(), 4kV$JV.l
(
(t@!0_5
do_ C*RPSk
[ e `JWY9%
cout << _1 << " , " [ gR,nJH.
] G|t0no\f
.while_( -- _1), !"hzGgOOX
cout << var( " \n " ) XN\rq=
) # Rs5W
); .*+jD^Gr
T~XKV`LQ
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: {{pN7Z
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor y=
8SD7P'
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 `d/* sX?k
那么我们就照着这个思路来实现吧: (6}7z+
nsq7dhq
T^$`Z.
template < typename Cond, typename Actor > $Dv5TUKw
class do_while 9`H4"H>yG
{ ]w4?OK(j
Cond cd; ^,f^YL;
Actor act; ESFJN}Q%0.
public : v/v PU
template < typename T > F]<2nb7
struct result_1 96; gzG@1!
{ Ut/%+r"s
typedef int result_type; r1=j$G
} ; b8%TwYp
#l9sQ-1Q
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} &(p5z4Df
pnL[FMc
template < typename T > hc9ON&L\>
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const jWvi%Iqi
{ xd"+ &YT
do N<Ym&$xR
{ "|,KXv')
act(t); w|0:0Rc~u
} "HH<5M
while (cd(t)); !`W0;0'Zg
return 0 ; c|k(_#\B
} Ff
=%eg]
} ; VKlC`k8L
]vV)$xMX
x",ktE>9
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). +T,A^(&t
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。 b53s@7/mq
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。 :}#j-ZCC"
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。 xDS]k]/(T
下面就是产生这个functor的类: Z@*!0~NH=4
*<"{(sAvk
*p\fb7Pu_3
template < typename Actor > !4Sd ^"
class do_while_actor H,7!"!?@N
{ (_3'nFg
Actor act; wQ9@
l
public : P)Oe?z;G?
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} B"5xs
QOPh3+.5
template < typename Cond > kaIns
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; \PG_i' R
} ; c&