一. 什么是Lambda
M)-6T{[IT 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
;!>Wz9 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,
Xf'=+f2p `(y(w-:W1 p&p.Q^"ok gJN0!N' class filler
{^)70Vz>PE {
)KSoq/ public :
K+\nC)oG void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
d[gl]tj9 } ;
3L>IX8_ $"JpFT NR%Y+8^M 这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决:
,Z9>h[JF &jA\hg#9 *hhmTc# l(W[_ D for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
4Aes#{R3v E8\XNG)V4 -[7O7' 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
#U7_a{cn"M )>\}~s ,*id'=S F'PQqb { 二. 战前分析
Lz9#A. 首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。
g:ErZ;[ 开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码
6SM:x]`##, AbwbAm+ ;#+0L$<t for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
G#`\(NW /* --------------------------------------------- */
_cH@I?B vector < int *> vp( 10 );
'1SG(0 transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
}l0&a!C /* --------------------------------------------- */
>cMd\%^t sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
P\m7 - /* --------------------------------------------- */
le)DgIT>= int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
8ip7^ /* --------------------------------------------- */
Fqq6^um for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
nt1CTWKM8^ /* --------------------------------------------- */
v9RW5 for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
qNgd33u1 is;XmF*5= A?!I/|E^; 7Ey#u4Q 看了之后,我们可以思考一些问题:
"@3@/I 1._1, _2是什么?
8ovM\9qT 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。
4R%*Z~ 2._1 = 1是在做什么?
.\3`2 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。
'm=*u
SJK 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。
/TQ}}
YVw <lxD}DH= 4DWwbO 三. 动工
yq[Cq=rBk 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
n| O [a6G zJlQ_U- ! ^n.WZUk ws/63d* template < typename T >
F N[R(SLbL class assignment
Zi$ziDz& {
`b5 @}', T value;
>RI>J.~ public :
we7c`1E assignment( const T & v) : value(v) {}
.aOnGp template < typename T2 >
,8G{]X) T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
Y(VJbm` } ;
x|64l`Vp(: B6P|Z%E;D6 V}w;Y?]J 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
gYop--\14] 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
ybdd;t}&1 Y$8JM t%1 ^Li q>:$c0JY class holder
~}ml*<z@ {
dj6*6qX0'^ public :
[`=LTBt template < typename T >
<-Bx&Q assignment < T > operator = ( const T & t) const
&<'n^n {
yR~-k?7b return assignment < T > (t);
i7[uLdQ }
1t[j"CG(o } ;
:VmHfOO {NM+Oj,~' )QiQn=Ce 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:
,SlN zR SF]@| static holder _1;
1M3%fW Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
rEZ8eeB[3 5
LP?Ij for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
m#H3:-h, 而不用手动写一个函数对象。
Ei>m0
~<\ -|yb[~3 AF,BwLN ^cvl:HOog 四. 问题分析
Br>Fpe$q4 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。
&sVvWNO#2 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。
{Z;t ^:s# 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
@gGRm 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
6~meM@ 下面我们可以对这几个问题进行分析。
'WyTI^K9 ?wpB` 五. 问题1:一致性
^,Ydr~|T 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?|
<oMUQ*OtV 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
}1 vT) CDy^UQb struct holder
$WQq?1.9 {
4IdT' //
vm23U^VJ template < typename T >
O OFVnu T & operator ()( const T & r) const
>n5:1.g {
xom<P+M!| return (T & )r;
{1J&xoV" }
_#$9 y1bd } ;
bucR">_p g\A
y`.s 这样的话assignment也必须相应改动:
YMpf+kN \Xrw"\")j template < typename Left, typename Right >
w*j$uW6{ class assignment
>ndJNinV {
IputF<p Left l;
v]:=K-1n Right r;
=8G&3 R public :
BG2)v.CU assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
Q'B6^%:<~ template < typename T2 >
?@6b>='! T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
5 +9Ze9 } ;
:bU(S<%M Ac k}QzXO 同时,holder的operator=也需要改动:
:HViX:]H +~Cy$MCX template < typename T >
/x@RNdKv assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
c2SC|s] {
DmqX"x%P return assignment < holder, T > ( * this , t);
t-%Q`V=[ }
[V#r7a &(rWw Oo6 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。
ri~<~oB2: 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
1r[@(c0 .~lKBkS`! return l(rhs) = r;
jLg@FDb~ 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。
-#`c5y}P 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
;a"q'5+Ne Nw J:! template < typename Tp >
y9Y1PH7G class constant_t
]bCq=6ZKR {
]
7;f?+ const Tp t;
l":c public :
)bO BQbj constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
[jx0-3s:X template < typename T >
Hq &"+1F const Tp & operator ()( const T & r) const
\~rlgxd {
9W*+SlH@! return t;
6Q|k7*,B }
$*[{J+t_ } ;
:y]Omp \@a$' 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
H!e 3~+) 下面就可以修改holder的operator=了
>P KBo Weoj|0|t template < typename T >
Zzua17
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
&6 -k#r {
4tA_YIv
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
!SOrCMHx }
eZhPu'id\s k ^'f[|} 同时也要修改assignment的operator()
?q2j3e[> oj.A,Fh template < typename T2 >
AtS;IRN@ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
e`tLR- & 现在代码看起来就很一致了。
_K9VMczj QA!_} N4n 六. 问题2:链式操作
s,VXc/ 现在让我们来看看如何处理链式操作。
P'@<:S| 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。
84zTCX 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。
%bXx!x8( 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。
]6Ug>>x5 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
6+rlXmd F^aR+m template < typename T >
N8cAqr struct result_1
5}ie]/[| {
= iB,["s typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
BI[JATZG } ;
~i'Nqe_ aAvsb$ 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:
4wzlJ19E( Qq-"Cg@-/ template < typename T >
SD\=
m/W struct ref
[t\B6XxT {
t5k!W7C typedef T & reference;
%3;Fgk y } ;
dth&?/MERL template < typename T >
5@Bu99` struct ref < T &>
]36sZ
* {
;.sl*q1A typedef T & reference;
t,)N('m}= } ;
^he=)rBb? >M!xiQX 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
?C0l~:j7D dGfVZDsr] template < typename T >
~`;rNnOT3 typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
Q\
^[!| {
TjK{9A return l(t) = r(t);
YKZrEP4^ }
_#e&t"@GS 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。
v
]Sl<%ry 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
gJt`?8t 6~:Sgt nU 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
jdeV|H} u _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
}G46g#_6d> _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
Q "r_!f +5 调用divide的对象返回一个add对象。
c47")2/yO 最后的布局是:
T Zir>5 Add
^62|d / \
}H4=HDO Divide 5
5y2?
f / \
j Ib _1 3
DH DZ_t: 似乎一切都解决了?不。
eg"Gjp-4= 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。
_zxLwU1(x 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。
ulHn#) 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:
4Q=ftY< 3Rg}+[b
template < typename Right >
fyz
nuUl assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
/NT[ETMk+ Right & rt) const
@(``:)Z<b {
3XiO@jzre return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
a>4uiFiv }
2g*J 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
I:(m aMc 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。
NW|f7
ItX 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。
QlFZO4 P3| 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。
+YOKA* 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。
wCs3:@UH
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?
7z6b@$, 正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明:
\ A1uhHP! ){s*n=KIO template < class Action >
gsar[gZ class picker : public Action
5/[H+O1; {
}y%`)lz~ ; public :
,7Y-k'7Kop picker( const Action & act) : Action(act) {}
Ph&urxH@ // all the operator overloaded
"Y`3DxXz } ;
B(k=oXDF wmNHT _ Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。
Yw3oJf& 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
|9xI_(+{kP z_;3H,z` template < typename Right >
)|j[uh6wo picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
v4Zb?
Yb {
}g+;y return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
:qhpL-ER }
4:3rc7_
1 Z.L?1V8Q1 Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
foF19_2 , 使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。
4!62/df Gz
I~TWc+G template < typename T > struct picker_maker
vq*Q.0 M+ {
VO3pm6r5 typedef picker < constant_t < T > > result;
5F+APz7 } ;
K`}{0@ilCw template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
%Kh4m7 {
8rZ!ia! typedef picker < T > result;
CF!Sa 6 } ;
MmPU7Nl%X seFGJfN\?f 下面总的结构就有了:
=-cwXo{Q.O functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。
zo{/'BnU picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。
EqiFy"H picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
O-vGyNxP| 至此链式操作完美实现。
sML=5=otx ,ea^,H6 m .IU ;cR 七. 问题3
#$~ba%t9% 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。
r'LVa6e"N '[|+aJ template < typename T1, typename T2 >
zr v] ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
x} /,yaWZ {
uhH^>z
KA return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
Zd^6ulx }
\ b
V6@#, yfQ5:X 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:
z@|dzvjl
Q A$0H
.F> template < typename T1, typename T2 >
j!~l,::$"X struct result_2
Kyt)2p {
hD,:w%M typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
in <(g@Zg } ;
$\o{_?}1 DDT_kK; 显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢?
xp'_%n~K@ 这个差事就留给了holder自己。
}UJv[ nZ1zJpBmI %t=kdc0=_ template < int Order >
+i ?S class holder;
+=Jir1SLV template <>
>%p{38 class holder < 1 >
!1T\cS#1% {
MfO:m[s public :
7`vEe'qz template < typename T >
O-]mebTvw struct result_1
qs\2Z@; {
9Gy typedef T & result;
_cTh#t ^ } ;
:Eh\NOc_O template < typename T1, typename T2 >
onCKI," struct result_2
[AH6~-\ x {
( m\$hX typedef T1 & result;
mvW% } ;
w&$d* E template < typename T >
#&<)! YY5 typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
\]Kh[z0" {
3uU]kD^ return (T & )r;
mC&=X6Q] }
e+v({^k template < typename T1, typename T2 >
yNW\?Z$@q typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
# ,uya2!) {
%98' @$:0 return (T1 & )r1;
&wd;EGGT!q }
"q}FPJ^l_N } ;
bawJ$_O_ "xcX'F^ template <>
N#V.1<Y class holder < 2 >
m^' uipa\ {
lN,/3\B public :
!f>d_RG template < typename T >
Y^Nuz/ struct result_1
Rtb :nJ8 {
v}@xlB= typedef T & result;
h1 WT } ;
sAo&
uZ template < typename T1, typename T2 >
W)'*m-I struct result_2
qbrp P(. {
WPZ?*Sx typedef T2 & result;
(npj_s!.C) } ;
5tJ,7Y' template < typename T >
*vgl*k?) typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
R(.}C)q3 {
+[\eFj|= return (T & )r;
,h|q i[7 }
f~E*Zz`; template < typename T1, typename T2 >
(>J4^``x= typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
$VAx:Y| {
jR=s#Xz return (T2 & )r2;
>56>*BHD }
$'W}aER } ;
&aM7T_h8 GdB.4s^ _'4A|-9 新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
NmK8<9`u 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
wB'zuPAK6 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
6nhMP$h d]9U^iy return l(i, j) = r(i, j);
Bwr3jV?S 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
Z\[N!Zt| C]^H& return ( int & )i;
Li*eGlId return ( int & )j;
=U|N=/y#hJ 最后执行i = j;
1+b{}d 可见,参数被正确的选择了。
'
|-JWH e \O/H< TJE\A)|>g 6y%0`! !+u"3;%h 八. 中期总结
.4.b*5 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@=3dp!\Cu 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
sNun+xsf^ 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
2VW}9O 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
Kn+S, 1r "CiTa>x +_-bJo2a :akT 'q# I ZQHu h l
& Dxg 九. 简化
t1E[uu ,V8 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。
6c0>gUQx- 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
CJ}5T]WZ 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:
@FdSFQ/9 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
#plY\0E@ +-*/&|^等
4Llo`K4 2. 返回引用。
lKk/p^: =,各种复合赋值等
d[rv1s>i 3. 返回固定类型。
9@Cv5L?p\ 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
bINvqv0v 4. 原样返回。
tabT0 operator,
P%K4[c W~ 5. 返回解引用的类型。
Bc3:}+l operator*(单目)
9Fn\FYUq 6. 返回地址。
!8`3GX:B_ operator&(单目)
;#w3{
NB 7. 下表访问返回类型。
V I%
6.6D operator[]
IK*07h/! 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
vn/.}GkpU operator<<和operator>>
@cU&n6C@ boG_f@dv( 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。
1+?N#Fh 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
"RIZV fNGZ o template < typename Left >
`6+"Z=: struct value_return
3Hf0MAt {
.s$z/Jv template < typename T >
;c$ J=h] struct result_1
G:g69=x y {
@k&qb!Qah typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
k4 F"'N } ;
KZPEG!-5 ]qhPd_$?D' template < typename T1, typename T2 >
h=-"SW struct result_2
hB{jUP)"; {
! VjFW5'{ typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
6;b~Ht } ;
eYx Kp!f } ;
-_$$Te m.,U:> nB .G 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
k5]j.V2f sH\5/'? 下面我们来剥离functor中的operator()
=*Bl|;>6 首先operator里面的代码全是下面的形式:
/*0K92NB )=Jk@yj8x return l(t) op r(t)
y(
y8+ZT return l(t1, t2) op r(t1, t2)
B#9{-t3Vf return op l(t)
@IXsy return op l(t1, t2)
->N8#XH2= return l(t) op
>rvQw63\ return l(t1, t2) op
CirZ+o return l(t)[r(t)]
6Cp]NbNrq return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
O$cHZs$ ~K@'+5Pc 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:
.9.2Be 单目: return f(l(t), r(t));
y|wc,n%L> return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
?,/U^rf^4 双目: return f(l(t));
NIw\}[-Z0E return f(l(t1, t2));
5xL~`-IA&v 下面就是f的实现,以operator/为例
0Lb4'25. TsTPj8GAl[ struct meta_divide
({o'd=nO {
l#n,Fg3 template < typename T1, typename T2 >
R4-~j gzx static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
QE7V.
>J_p {
c*~]zR>s! return t1 / t2;
13Lr}M& }
%iw3oh&Fkm } ;
9?k_y ZV }u1O#L}F5 这个工作可以让宏来做:
Vx-7\NB =G]@+e #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
Dih3}X&jn$ template < typename T1, typename T2 > \
{AQ=<RDRF static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
#Qkroji
qw 以后可以直接用
fum0>tff DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
Tgl} 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
"^Ybs'-
(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。。。)
G+F:99A !^ _"~ %.vVEy 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
`/_G$_ 4ni3kmvX template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
A%^ILyU6c class unary_op : public Rettype
0x!2ihf {
Fgh]KQ/5 Left l;
QPq7R public :
KZeQ47| unary_op( const Left & l) : l(l) {}
]~Z6; 0#MqD[U( template < typename T >
//aF5:Y# typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
Gw1@KKg {
:Lz\yARpk return FuncType::execute(l(t));
LcE+GC }
."Y
e\>k bwl|0"f+` template < typename T1, typename T2 >
\Acqr@D typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
Pfs;0}h5 {
M.>l#4s,' return FuncType::execute(l(t1, t2));
Nr=d<Us9f }
)YqXRm } ;
T'~!9Q )l#E}Uz ^,]B@t2 同样还可以申明一个binary_op
!* OJ.W& .(WQYOMl0 template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
iya"ky~H class binary_op : public Rettype
m?&1yU9 {
Y&K;l_ Left l;
B2O} 1. Right r;
plZ>03(6Q public :
CJ++?hB]X binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
ki)#d'
} w[ ~#av9 template < typename T >
6VhjJJ typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
[0D
Et {
Kde9
$ return FuncType::execute(l(t), r(t));
3@]SKfoo1 }
>i6yl5s 9WR6!.y#f template < typename T1, typename T2 >
3Gip<\$v typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
fS`$'BQ {
gatB QwJb9 return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
cA:*V|YV` }
mbueP.q[? } ;
2J;kSh1,L M^]cM(swK5 x_dy~(* 很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
Nj 00W1 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
(V HL{rj DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
y(xJTj 那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
]i)j3WDz] 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
H_QsNf 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
P$-X)c$& 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
DX|#
gUAm 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)
f^.AD- 下面是修改过的unary_op
EEW_gFn Alxx[l\<J template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
eD#hpl class unary_op
2TA*m{\Hr {
L5\WpM= Left l;
eET}r24 \(vY%DL1: public :
v 7x:dcV N~xLu8, unary_op( const Left & l) : l(l) {}
$81*^ )d>!"JB- template < typename T >
PKzyV ; struct result_1
j+
LawW- {
ih;]nJ]+- typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
oo.2Dn6z } ;
}O4^Cc6 q')R4=0
K template < typename T1, typename T2 >
`kJ^zw+ struct result_2
1N>|yQz {
aUtnR<6 typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
uF3qD|I\ } ;
IyLx0[:U @$+ecaVW template < typename T1, typename T2 >
qhz]Wm P typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
QD>"]ap,o {
4tS.G return OpClass::execute(lt(t1, t2));
<|Pun8j }
ez6EjUk r'*}TM'8 template < typename T >
: 7`[$<~E typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
h|"9LU4a {
.?Gd'Lp return OpClass::execute(lt(t));
jav#f{' }
1wP- #*(td<Cp } ;
5EebPXBzB $+I;oHWI ^~A>8CQOU 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
n;T7= 1_" 好啦,现在才真正完美了。
UZpIcj cL 现在在picker里面就可以这么添加了:
<N9[?g) 5x>}O3Q_ template < typename Right >
aWY
gR picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
?n
ZY) {
BFOq8}fX2 return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
jE/AA!DC# }
}-sdov<< 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。
+qwjbA+ L-k@-)98 TTTPxO, ?CA, 8Bjib&im 十. bind
c. 2).Jt, 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。
&@yo;kB 先来分析一下一段例子
W!>.$4Q9 k|H: 9c6gkt9eB int foo( int x, int y) { return x - y;}
D'Y-6W3 bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
|YY_^C`"- bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
]f({`&K5 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。
]&pds\ 我们来写个简单的。
M!XsJ<jN/ 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
z=3\Ab 对于函数对象类的版本:
k-{<=>uM sH[ROm template < typename Func >
u!W0P6 struct functor_trait
M%kO7>h8 {
Oz%>/zw[h typedef typename Func::result_type result_type;
A"rfZ` } ;
LpqO{#ZG 对于无参数函数的版本:
ftF@Wq1f /
:n#`o=; template < typename Ret >
F
70R1OYU struct functor_trait < Ret ( * )() >
^kB8F"X {
$H9%J typedef Ret result_type;
J:zU,IIJ } ;
Q{5kxw1ZF 对于单参数函数的版本:
3skC$mpJHw ,~]tg77 template < typename Ret, typename V1 >
%s(k_|G+4 struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
57&b:0`p {
D5*q7A6 typedef Ret result_type;
DuHu\>f<S } ;
%YC_Se7 对于双参数函数的版本:
cZ2kYn8 [CXrSST")E template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
?3.b{Cq{- struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
j?x>_#tIY {
+yD`3`
E typedef Ret result_type;
?}U(3 } ;
"\o+v|; 等等。。。
-RvQB 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
cLsV`@J(k @8ppEFw template < typename Func >
m1Mt#@,$ struct func_return
1R1z {
n' q4 template < typename T >
S9~+c struct result_1
GfmI<{da {
ei[j1F typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
/*X2c6<d } ;
I
,z3xU =aBctd:eX` template < typename T1, typename T2 >
ne_TIwf w- struct result_2
t~#zMUfac {
mSb#Nn6W typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
Ke2ccN } ;
\Yc'~2n } ;
0,89H4 V#S9H!hm$ E(8*
pI 最后一个单参数binder就很容易写出来了
m;GbLncA 8)10o,#L template < typename Func, typename aPicker >
rFj-kojg class binder_1
vPTM {
t7j);W%e6 Func fn;
+oovx2r& aPicker pk;
~^r29'3 public :
=06gj)8 UVd 7 JGR template < typename T >
@c;|G$E@3 struct result_1
J:V6 {
5',8 ziJQ typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
)W;o<:x3 } ;
4;0lvDD 5n9B?T8C template < typename T1, typename T2 >
P'Ux%Q+B> struct result_2
UJCYs`y {
(2^gVz=j typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
2[O&NdP\Zk } ;
/2=#t-p+ GycSwQ
, binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
3@M|m<_R$ { +
Zd*)M[ template < typename T >
Pa
V@aM~3 typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
"J[K 3 {
a!"$~y$* return fn(pk(t));
3W3ZjdV+ }
?"i}^B`* template < typename T1, typename T2 >
j/_s"}m{ typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
LHkc7X$ {
e
:%ieH< return fn(pk(t1, t2));
WSp }
O$&mFL[` } ;
;7 E7!t^ CsoiyY -2 i*Sqd a
$ 一目了然不是么?
FtfKe"qw 最后实现bind
-xEXN[\S %t" CX5n 7!EBH(,z template < typename Func, typename aPicker >
Vr^n1sgE}r picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
4{rZppm {
S||}nJ0 return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
;>?rP88t }
GzI yP(U {MCi<7j<? 2个以上参数的bind可以同理实现。
Rn9m]x 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。
(`c
[#0=n -bT)]gA2 十一. phoenix
%yW3VL Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
D(AXk8Vub =u2l.CX for_each(v.begin(), v.end(),
]yx$(6_U (
zMm#Rhn do_
d%RC [
|
r&k48@ cout << _1 << " , "
QLEKsX7p> ]
ktFhc3);! .while_( -- _1),
k@f g(}6 cout << var( " \n " )
OwH81# )
beRVD>T );
q_g+Jf
P-D )4gJd?
8R 是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:
6@{(;~r 首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor
B8V>NvE~o operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
4E]l{"k< 那么我们就照着这个思路来实现吧:
aWWU4xe mKL<<L[ (Pf+0,2 template < typename Cond, typename Actor >
aJ-K? xQ class do_while
EN;}$jZ>47 {
s:#V(<J Cond cd;
sk,ox~0R Actor act;
mpI5J'>] public :
q)S^P> template < typename T >
{mZC$U' struct result_1
'_w=k4 {
6K-_pg] typedef int result_type;
'=nQ$/!q } ;
% NA9{<I fPn>v)lN{ do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
#sPHdz'3M 9`I _Et template < typename T >
+*ZO&yJQ^< typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
6y+Kjd/D {
-@yh>8v do
[ sN EHf {
]>LhkA@V act(t);
Z&1T }
ysxb?6 while (cd(t));
ko.(pb@+ return 0 ;
R?~Yp?B^ }
)0"wB } ;
,2j&ko1 6*B1 9+- [F0s!,P 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
2N~Fg^xB 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。
m?pstuUK( 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。
"HElB9 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。
lef2 X1w}! 下面就是产生这个functor的类:
(l-tvk4Ln KIui(n#/ =XucOli6 template < typename Actor >
uC+V6; class do_while_actor
y .#")IAF {
l6YtEHNG Actor act;
/^X/ 8 public :
y#Fv+`YDl do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
Xu<k3oD7 f&eK|7J_Yf template < typename Cond >
kbTm^y" picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
f,V<;s } ;
@ezH'y-v sYe?M, R< ,`[* Z 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
-8eoNzut 最后,是那个do_
-=)+dCyB^ E*.{=W }C 2z6yn?'&L class do_while_invoker
\>jLRb|7Ts {
(]0%}$Fo public :
SB1upTn template < typename Actor >
@.b+av4J do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
*5vV6][ {
M=1n QF2J return do_while_actor < Actor > (act);
4
Y;Nm1@ }
Mn9dqq~a } do_;
N^HUijw< 2^mJ+v< 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
9o;^[Ql- 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
_,xc[ 07 最后来说说怎么处理break和continue
g!$!F>[ 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。
YP.5fq: 具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]