一. 什么是Lambda
2o-Ie/"d\ 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
}Gm/9@oKc 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,
~D\ V! :S{+|4pH [y$sJF7;I TfqQh!Y class filler
NpY zN|W: {
[
f`V_1d3 public :
"npLl]XM void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
. xdSUe } ;
Tg.}rNA4 a(`@u&]WZ i9k/X&V 这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决:
.TetN}w SiQszV.& ~m.@{Do0p <lwkjt=RV for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
khtSZ"8X j]5bs*G v}\Nx[} 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
?)B\0` %*' y2,M9 {QTnVS't 0 4&([<gyR< 二. 战前分析
!5K9L(gqb 首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。
9;u&,R 开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码
}e* OprF X,h"%S<c#H K PSHBv-# for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
];1Mg /* --------------------------------------------- */
m`Ver:{ vector < int *> vp( 10 );
8z
h{?0 transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
rik0F /* --------------------------------------------- */
vMV}M%~ sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
?ydqmj2[F /* --------------------------------------------- */
m|w-}s, int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
>HY(
Ij< /* --------------------------------------------- */
^5sO;vf for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
v5;V$EGD& /* --------------------------------------------- */
%Cz&7 qf" for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
|[}!E/7>b yk|<P\ fSFb)+ <wZ2S3RNA 看了之后,我们可以思考一些问题:
xMu[#\Vc 1._1, _2是什么?
5J4'\M 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。
A7qKY-4B 2._1 = 1是在做什么?
.v{ok,& 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。
o1kY|cnGH 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。
89[5a ub/9T-#l =
j,Hxq 三. 动工
Y[ciT) 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
TxD,A0 54%@q[- Xo:!U=m/# 0qj:v"~Q template < typename T >
#r}O =izi class assignment
_3YuPMaN {
M3U*'A\ T value;
r{T}pc>^ public :
k_hV.CV assignment( const T & v) : value(v) {}
BB694
template < typename T2 >
:q0TS>l T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
j r<`@ } ;
<!s+X_^ :d
ts> :mwJJIjUW 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
y7quKv7L} 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
*|T]('xwC Xv%1W?
>@/ ,MxTT!9Su NM;0@ o class holder
;ctJ9"_g {
1webk;IM public :
<n)J~B^ template < typename T >
Az}.Z'LJ assignment < T > operator = ( const T & t) const
5mxYzu;#] {
c05kHB$O return assignment < T > (t);
.BR2pf|R }
Ip0~ } ;
Mbua!m(0 /Jjub3>Q %)$^_4.g 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:
i*Wekr3Wo PYYK R static holder _1;
wMB. p2 Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
?9Eshw2 9BJP|L%q for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
PE~umY] 而不用手动写一个函数对象。
_qq> 43 CHeU?NtFps Stkyz:,( Ca&5"aki 四. 问题分析
0Y_?r$M 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。
avmuI^LLs 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。
S4m??B 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
,F,\bp } 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
'
DZYN {} 下面我们可以对这几个问题进行分析。
6 K+DgNK =r3 %jWH6 五. 问题1:一致性
O]\6Pv@N 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?|
GESEj%R/b 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
F~`Yh6v p5C:MA~* struct holder
R aVOZ=^- {
hmRnr=2N //
=ZE]jmD4P template < typename T >
Df\~ ZWs! T & operator ()( const T & r) const
v-k~Q$7~ {
;#F/2UgHB return (T & )r;
#mI{D\UR }
5/vfmDt3'G } ;
INi9`M.h CWP),]#n 这样的话assignment也必须相应改动:
PJq;OM| yMU>vr template < typename Left, typename Right >
A{[joo class assignment
NtuO&{}i {
dr|>P* Left l;
TY(B]Q_o Right r;
raWs6b4Q public :
^PnXnH? assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
r\OunGUP template < typename T2 >
oNyVRH ZH T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
x)Y?kVw21" } ;
iP7
Cku}l #H'j;=]: 同时,holder的operator=也需要改动:
_2eRH@T 6zo'w Wc3 template < typename T >
*>lh2sslL assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
\~sc6ho {
|[/<[@\'' return assignment < holder, T > ( * this , t);
DChqcdx~~ }
{XHAQ9'
PTU_<\ 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
V`/E$a1& 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
UlG8c~p =cwQG&as return l(rhs) = r;
:~I^ni 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。
{X85 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
U9<AL. Fgx{ s%&- template < typename Tp >
uPVM>xf>w class constant_t
#.<Uy."z2 {
~ 4v const Tp t;
#ujry.m public :
J`E,Xw>2 constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
`D44I;e^1; template < typename T >
q*L>MV const Tp & operator ()( const T & r) const
(Dy6I;S {
>@b]t,rrK return t;
9H~2
iW,Q; }
jGg,)~)Y } ;
{iGy@?d)zt aVg~/ 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
Dq [f 下面就可以修改holder的operator=了
F@8G,$ N('=qp9 template < typename T >
JPH! .@ assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
<r9L-4 {
S:bYeD4 return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
e=>:(^CS }
1@dB*Jt ^(j}'p, 同时也要修改assignment的operator()
)8cb @N K nl`[Nl template < typename T2 >
T*Dd%
f T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
l}bAwJ? 现在代码看起来就很一致了。
SmpYH@ Z<wJ!|f 六. 问题2:链式操作
$U_M|Xa 现在让我们来看看如何处理链式操作。
y%Q0*
_ 其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。
Bi.,@7|> 事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。
IP LKOT~ 比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。
syJLcK+e 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
?*)Q[P5 e(=() :4is template < typename T >
D6$*#D3U struct result_1
t@&U2JaL>W {
e3#0r typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
%E R"Udh } ;
a2!U9->! z4qc)-
{L 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:
URd0|?t9^L H;h$k]T template < typename T >
oe'f?IY struct ref
%,1xOl4l {
HzMr typedef T & reference;
wD\viuq0 } ;
|erG cKk template < typename T >
yTxrbE struct ref < T &>
Vk tc {
)+ V)]dS@% typedef T & reference;
o=nF .y } ;
qj7}]T_ &G|^{!p/G 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
x5(6U>-Y Y&XO:jB template < typename T >
0h=}BCb+i typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
WYUel4Z {
t] CA!i` return l(t) = r(t);
[HEljEv }
/E39Z* 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。
y}F;~H~P 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
th1;Ym+Ze z/I\hC9i 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
%lnVzGP _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
lR>p _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
EKD?j +5 调用divide的对象返回一个add对象。
Ob&m&2s, 最后的布局是:
A_\`Gj!s% Add
[;Y,nSw / \
8FIk|p|l^ Divide 5
8345
H / \
T4nWK!}z _1 3
9+iz+ 似乎一切都解决了?不。
.6=;{h4cpB 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。
0clq} 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。
&7
K= 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:
Vb8Qh601 q'Nafa&a) template < typename Right >
E!9(6G4 assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
)H>?K0I Right & rt) const
~n~j2OE {
n *EGOS return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
!(F?Np Am }
9Tg
k= 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
l;SXR <EU 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。
I7#^'/ 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。
3xz|d`A 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。
*EwDwS$$ 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。
.k-t5d 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?
Xw#"?B(M] 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:
6l PuYEmT fm^J- template < class Action >
B'e@RhU; class picker : public Action
&qzy?/i8 {
%a?\y_a=b public :
uznYLS picker( const Action & act) : Action(act) {}
? *v*fs0 // all the operator overloaded
v:P=t2q } ;
/^L<q ~dC.," 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。
1l'JoU.<
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:
zm{`+boH< D<`M<:nq template < typename Right >
i-ww@ XOQ picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
[4hi/60 {
1bFGoLAEFl return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
|[0Ijm2 }
e"%uOuIYX XtQwLH+F
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
N^M6*,F,J 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。
EOZ 6F-': A>8~deZ9 template < typename T > struct picker_maker
}[=)sb_ {
yk'L_M(= typedef picker < constant_t < T > > result;
Fi'ZId } ;
L]%!YP\<T template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
l^^Z}3^Rk {
P+Gz' typedef picker < T > result;
4TI` } ;
Uq @].3nf ^s#+`Y05/ 下面总的结构就有了:
U[2;Fkapi 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。
|
TG 6-e_ 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。
($!uBF-b picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
-\USDi( 至此链式操作完美实现。
xkRS?Q g KLW>O_+ <CB%e!~.9 七. 问题3
omGzyuPF 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。
F3K<-JK+ 2
6DX4 template < typename T1, typename T2 >
rT=C/SKP ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
?PS?_+E\L {
8AuE:=?,, return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
o>nw~_ H\ }
9XYm8g'X xAl8e
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:
_VRxI4q B'Jf&v template < typename T1, typename T2 >
J<0d"' struct result_2
0g6sGz= {
kYWnaY ^F typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
M>|ZBEK } ;
=+UtAf<n _3D9>8tzE7 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?
+ue1+# 这个差事就留给了holder自己。
NP\mzlI~@ UGd\`*Cj S[2?,C<2= template < int Order >
a]7g\rg) class holder;
|pv$],&&: template <>
1x=x,lcL class holder < 1 >
i-w$-2w {
NiWAJ]Z public :
9od*N$ template < typename T >
[*5]NNB struct result_1
+p63J {
6WT3-@d typedef T & result;
Bm,Vu 1]t } ;
|&{S ~^$ template < typename T1, typename T2 >
Su7N ?X! struct result_2
L%(NXSfu7 {
~##FW|N) typedef T1 & result;
eUZk|be } ;
M_Ag*?2I template < typename T >
WA,D=)GP typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
14 ,t {
qzJ<9H return (T & )r;
ZLxa|R7 }
\QC{38} template < typename T1, typename T2 >
g hmn3 typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
=f
y|Dm74 {
* 30K}&T return (T1 & )r1;
(E)hEQ@8 }
RqGX(Iuv } ;
aVHIU3 ^~-YS-.J#, template <>
_~;%zFX class holder < 2 >
vm[*+&\2 {
7@>/O)>(AS public :
u>.a; BO template < typename T >
G 3,v'D5 struct result_1
#"KC29!Yj {
!hZ:
\&V typedef T & result;
!CX WoM } ;
*!$Z5Im template < typename T1, typename T2 >
a-E}3a struct result_2
G\BZ^SwE {
QEf@wv;T typedef T2 & result;
-*4*hHmb } ;
3.?be.cq template < typename T >
3p&T?E% typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
cjPXrDl{\ {
z,ERq,g+L return (T & )r;
K&%CeUa }
~qeFSU( template < typename T1, typename T2 >
tF}^ typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
,G%UU~/a {
Znb7OF^#" return (T2 & )r2;
jhf3(hx&F }
p>+9pxx~U } ;
p__wBUB ceE]^X;p c?HUW 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> >。
^@AyC"K 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
-)oUb=Lk{ 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
y`buY+5l ]/1\.<uJId return l(i, j) = r(i, j);
#l4T/`u'9! 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
#DFi-o&- iBAP,cR?` return ( int & )i;
z``wqK return ( int & )j;
/m"/#; ^l 最后执行i = j;
<A)M^,#o 可见,参数被正确的选择了。
*PnO$q@` 8]&:' T8z?_ *k }Cu[x'J WM
?a1j 八. 中期总结
UTyV6~ 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:
hk4t #Km 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
{owuYVm 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
K-C,n~- 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
WV$CZgL {IV%_y? \6&Ml]1 `9K5 ;] h9ScN(|0y ":Tm6Nj 九. 简化
Yw3'9m^ 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。
)ciP6WzzbI 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
7:u+cv 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:
/VT/KT{ 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
+,>%Yb=EA +-*/&|^等
F,p0OL. 2. 返回引用。
lfcGi3 =,各种复合赋值等
W[O]Aal{ 3. 返回固定类型。
Gm Wr 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
P+hcj
p* 4. 原样返回。
~< bpdI0 operator,
H\ejW@<;h 5. 返回解引用的类型。
mfQ#n!{ZH operator*(单目)
vNGE]+QX 6. 返回地址。
edp
I? operator&(单目)
D:/ n2_ 7. 下表访问返回类型。
gfg,V.: operator[]
fx_#3=bXi 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
,\\ba_*z operator<<和operator>>
v&YeQC> ( *+'k1Ea 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。
2P"9m 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
MMFwT(l<1 N2}SR|. template < typename Left >
H/O.h@E4X struct value_return
Kk8}m; {
~U&NY7.@ template < typename T >
7a'yO+7-) struct result_1
C.92FiC {
!lgL=Ys( typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
#,d~t } ;
%MjoY_<:_ {'O><4 template < typename T1, typename T2 >
SO0\d0?u struct result_2
$~G,T
g {
!RmVb}m typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
j HHWq>=d } ;
]u_j6y! } ;
Zok{ndO@|f /YvXyi>^"% Z;.-UXat 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
X=$Jp. _AX9Mu] 下面我们来剥离functor中的operator()
y d97ys 首先operator里面的代码全是下面的形式:
-XV,r<'' +'?Qph6o,7 return l(t) op r(t)
P9cx&Hk9 return l(t1, t2) op r(t1, t2)
2^WJ1: A return op l(t)
d+JK")$9C return op l(t1, t2)
o]e,5] return l(t) op
lnZ{Ryo( return l(t1, t2) op
!LN8=u. return l(t)[r(t)]
tUv>1)
[ return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
>D,Oav xPm. TPj 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:
=:WZV8@% 单目: return f(l(t), r(t));
8v"rM
>[ return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
ebk>e* 双目: return f(l(t));
l$;"yVdks return f(l(t1, t2));
9* )&hhBs, 下面就是f的实现,以operator/为例
ff#7}9_mh c|Ivet>3 struct meta_divide
nj[TTndJt {
pr0X7 #_E5 template < typename T1, typename T2 >
.{1$;K @ static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
H`JFXMa< {
&bsq;)wzs return t1 / t2;
~R!1{8HP }
p27Dcwov } ;
)O1]|r7v i1
E|lp) 这个工作可以让宏来做:
#aP#r4$ &uNec(c #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
_ .v G) template < typename T1, typename T2 > \
}
!m43x/& static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
o^"+X7) 以后可以直接用
iE~!?N|a3 DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
g&Vhu8kNIA 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
}Ce9R2
(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。。。)
7OV^>"S YJJ1N/Z1 AjVC{\Ik 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
m!V,W*RNr k"N>pjgd$ template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
%~LY'cfPse class unary_op : public Rettype
zKQ<Zr {
Mg2+H+C~: Left l;
|p|Zv H public :
fzSkl`K} unary_op( const Left & l) : l(l) {}
/7AHd ; BPY7O template < typename T >
;KL7SM%g4 typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
D#g-mqar: {
E'QAsU8pP return FuncType::execute(l(t));
5
D|#l*V }
C(N'=-;Kl %rW}x[M%w? template < typename T1, typename T2 >
my'nDi typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
8Y`Lq$u {
F\:~^` return FuncType::execute(l(t1, t2));
|a(KVo }
LE\*33k_ } ;
(Z),gxt /UCBoQ$/] ?JrUZXY 同样还可以申明一个binary_op
~MG6evm & 42Z:J 0 template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
|9E:S class binary_op : public Rettype
8em'7hR9 {
L AQ@y-K3 Left l;
7+jxf[(XQ Right r;
Wg-mJu( public :
r&u1-%%9[ binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
F @PPhzZ iQG!-.aX template < typename T >
tr0b#4 typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
H,7='n7" {
"#d$$ 8 return FuncType::execute(l(t), r(t));
3lUVDNbZ }
Vk6c^/v Etz#+R&* template < typename T1, typename T2 >
,1-%C) typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
Y+-yIMt$r {
o|xf2k return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
2I.FSR_G? }
y1V}c, } ;
PR{ubMn d^v#x[1msZ N63?4'_W 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
#VQZ"7nI@ 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
VfnL-bDGV DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
W|PAI[N 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。
j=0kxvp 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
l)u%`Hcn 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。。。
|IAx!Z-P 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
R`j"iC2 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)
Pf;OYWST 下面是修改过的unary_op
)vtbA=RH? i~!g9o( template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
{j wv+6]U class unary_op
</I%VHP,[f {
> X~\(|EM Left l;
uLdHE5vr 5wK==hZ public :
vl (``5{ 1g;2e##) unary_op( const Left & l) : l(l) {}
Kw fd
S( <J8c dB!e template < typename T >
?eJ' $ struct result_1
*bK=<{d1P {
Y>$5j}K typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
*l7 `C) } ;
P]+B})) X@~/.H5 template < typename T1, typename T2 >
pSx5ume95" struct result_2
lxn/97rA {
|~9jO/&r typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
HNZ$CaJh } ;
iM .yen_vp VwR\"8r3 template < typename T1, typename T2 >
!}=eXDn;A_ typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
XT^=v6^H {
]}`t~#Irz return OpClass::execute(lt(t1, t2));
-jjB2xP }
MTYV~S4/ ^#5'` #t template < typename T >
HNkOPz+d&8 typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
r/h\>s+N {
(?Ku-k return OpClass::execute(lt(t));
/JNG}* }
AD J.iz%8 } ;
JuJW]E Q Uw4iWcC BA
a:!p 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
,ei9 ?9J1 好啦,现在才真正完美了。
yzEyOz@Q 现在在picker里面就可以这么添加了:
UP#@gxF *zRig|k !H template < typename Right >
Q<>u)%92@ picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
TG=A]--_a {
9Qyc!s` return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
N[@~q~v }
zlLZ8b+ 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。
3Ei^WDJ W[jg+| 0\i\G|5 6jpzyf=~ &>-'|(m+2 十. bind
u^Cls!C 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。
tMLiG4
|7 先来分析一下一段例子
g9C-!X-<T -~z@W3\ xxGm T.& int foo( int x, int y) { return x - y;}
F6vsU:TfB bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
WrP+n bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
:h@V,m Z 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。
z,;XWv? 我们来写个简单的。
hw"2'{"II 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
/5 z+N(RFC 对于函数对象类的版本:
GUL~k@:_k WD4"ft template < typename Func >
^Zl[#:EFP struct functor_trait
/CALXwL {
YusmMsN? typedef typename Func::result_type result_type;
MTt8O+J?P~ } ;
vU *: M8k 对于无参数函数的版本:
x|Uwk=;X|s )d[n-Si template < typename Ret >
jP+{2)z"W struct functor_trait < Ret ( * )() >
d8Vqmrc~ {
3MX#}_7A typedef Ret result_type;
QXj #Brp } ;
n\9IRuYO 对于单参数函数的版本:
l_k:OZ XY)X-K$ template < typename Ret, typename V1 >
Q'U! struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
gZHgL7@ {
N5 sR typedef Ret result_type;
AXcmN } ;
pI f6RwH}% 对于双参数函数的版本:
T Tbe{nb
@Mg&T$ template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
](I||JJa9f struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
G{?`4=K {
koB'Zp/FaY typedef Ret result_type;
9T;>gm } ;
dLqBu~* 等等。。。
@oY+b!L 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
NvzPZ9=@- &fRz6Hd template < typename Func >
U:x;4 struct func_return
NxJnU<g- {
h_-4Q"fb( template < typename T >
FVNTE+LW struct result_1
S/Ic= {
lDBAei3iB typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
v2gk1a& } ;
!4v>|t q! I_#5gq template < typename T1, typename T2 >
xd `MEOY struct result_2
3'p1m`8 {
wMgF* typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
UZsvYy? } ;
I>rTqOK } ;
,g'>Ib% xi"ff. 1z|bQ,5 最后一个单参数binder就很容易写出来了
xA^E+f:W_ }e|cszNRd template < typename Func, typename aPicker >
T!?tyW class binder_1
XR VZU~ZV {
Xz:ha>}C Func fn;
;\|GU@K{hC aPicker pk;
NxA4*_|H9 public :
6wT ])84 /\Cf*cJ template < typename T >
;k0Jl0[} struct result_1
.dYv.[?hL {
5{W Aw ! typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
erv94acq } ;
nN.Gn+Cl l(x0d template < typename T1, typename T2 >
Bi9Q8#lh struct result_2
g/l:q&Q< {
XXm7rn typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
";Cf@}i> } ;
Fa`%MR1 | )
cJ binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
7L:Eg ,_$J-F? template < typename T >
]}Ys4(} typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
0N)DHD?U {
Y>C05?> return fn(pk(t));
9%21Q>Y?b }
g :B4zlKG template < typename T1, typename T2 >
}; 7I typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
'>"blfix8 {
zqt%x?l return fn(pk(t1, t2));
3H<%\SYp }
myVa5m!7Q } ;
GL>YJ% m<#^c?u atd;)o0*0 一目了然不是么?
,j{tGj_ 最后实现bind
EF$ASNh" Q3hSWXq' ]5@n`;. template < typename Func, typename aPicker >
OpazWcMoo picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
+VQD' {
:Hb`vH3x return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
/?
d)01 }
pdFO!A_t gREk,4DAv 2个以上参数的bind可以同理实现。
s5G`?/ 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。
}^Sk.:;n3 MBjAe!,- 十一. phoenix
w*~s&7c2B Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
`#<UsU,~Lu |RD)pvVM for_each(v.begin(), v.end(),
R#YeE`K (
9D`K#3} do_
x'?p?u~[ [
SAitufS cout << _1 << " , "
7l/ZRz}1 ]
p<\!{5: .while_( -- _1),
Ad,n+%"e cout << var( " \n " )
tBJ4lb )
N)D+FV29y );
ckV\f({ KkTE -$- 是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:
T(Yp90'6 首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor
G0Z5 h operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
Vg,nNa3 那么我们就照着这个思路来实现吧:
\K"7U ZDL1H3;R +w.$"dF! template < typename Cond, typename Actor >
XUVj<U class do_while
31 <0Nw;l {
S"?fa)~ Cond cd;
|ssl0/nk Actor act;
>r\GB#\5 public :
mT -[I<
template < typename T >
$aU.M3
struct result_1
JvvN>bg {
'wYIJK~1
typedef int result_type;
&uc`w{,Zs } ;
dG0z A
D NZZy^p&O do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
M:oM(K+ $kN=45SR template < typename T >
HnjA78%i typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
djnES,^%9 {
MCEHv}W do
=#pYd~ {
PCL
;Z act(t);
9,JM$ Y
{ }
l(87s^_ while (cd(t));
?aWVfX!+G5 return 0 ;
EFx>Hu/[G }
'nM4t } ;
Ye$j43b sCt)Yp+8}B <FU?^*~ 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
<)!,$]S 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。
R ai
04 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。
+C~d;p 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。
(p12=EB< 下面就是产生这个functor的类:
G{4s~Pco[Q $+n6V2^K)7 `)cH(Rj template < typename Actor >
iSoQ1#MP)2 class do_while_actor
XKws_ {
vOz1& |;D Actor act;
JN9>nC!Zy_ public :
6|B9kh} do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
1,)
yEeHjU 8TAJ#Lm template < typename Cond >
<B0f picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
Xj{fM\,"9 } ;
R{bG`C8.d GrJLQO0$N &V~l(1 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
=$)M-;6 最后,是那个do_
\$.{*f
LFW`ISY{ N%Ta.`r class do_while_invoker
%c\kLSe {
8 I_ public :
"|1iz2L template < typename Actor >
7M7Ir\d0lp do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
IKPGqoM {
S :}"gwFM return do_while_actor < Actor > (act);
mgVYKZWL-i }
yj_> G } do_;
6*>Lud TbNH{w|p 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
MaHP):~ 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
;9h;oB@ 最后来说说怎么处理break和continue
7p Y :.iVO 显然break的语义超出了我们的能力范围,然而却是有一个东西很适合模拟其行为,那就是异常。
hPNMp@Nm6 具体实现手法这里就不罗嗦了。
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