一. 什么是Lambda
t; {F%9j{ 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
pKrN:ExB"\ 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,
jc f #6 EeRX+BM, c[1oww V0XvJ
class filler
6}Y#= } {
6Yxh9*N~] public :
|:<f-j7t~ void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
zEy N) } ;
8j %Tf; o/Q;f@ !pdb'*,n 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:
KOuCHqCfq p\ZNy\N^ s;vHPUB\n vf%&4\ib for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
,.1Psz^U Y@ksQ_u 6@0OQb 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
Fv<F}h? 6 .KUv(- Z%/=|[9i }YNR"X9*)/ 二. 战前分析
NI
[
pp` 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。
hPePB= 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
364`IC( a Rt!FPoN,y m6CI{Sa](l for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
@A89eZbW /* --------------------------------------------- */
<\ :Yk vector < int *> vp( 10 );
91g2A| transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
8Sh54H /* --------------------------------------------- */
YccH+[X; sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
2Kyl/C, /* --------------------------------------------- */
j<@lX^ int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
s`'{I8'p/ /* --------------------------------------------- */
?Yk.$90 for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
?>rW>U6:P /* --------------------------------------------- */
~W+kiTsD? for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
&NK,VB; S4Ww5G?. &*G#H~\ W=vP]x
>J 看了之后,我们可以思考一些问题:
IrhA+)pdse 1._1, _2是什么?
hB>oJC 显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
iQ
fJ 2._1 = 1是在做什么?
0rDh}<upjk 既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。
i/ )am9 Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。
Tewb?: ]d0tE?9 Sf7\;^ 三. 动工
*b/`Ya4 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
E5xzy/ZQ ZR]25Yy )~] (& ve/<=IR
Zo template < typename T >
_5# y06Q class assignment
Oz`BEyb]{ {
8b-Q F
T value;
A?%H=>v$ public :
r)~ T@'y assignment( const T & v) : value(v) {}
5$&%re!{Z template < typename T2 >
X/2&!O T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
sOJQ,"sB } ;
!&/{E
[ *HO}~A%Lx X+S9{X#Cm 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
O_DtvjI' 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
6%Pdy$ P "C19b:4H |J}Mgb-4 fb8g7H| class holder
uv(Sdiir8 {
t&CJ%XP public :
gy0haW template < typename T >
Vz)`nmO}5\ assignment < T > operator = ( const T & t) const
YWe"zz {
GlT7b/JCG return assignment < T > (t);
!~&R"2/ }
.5,(_p^ } ;
hKjt'N:~ZY s6zNV4 `_{`l4i5 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:
-VTkG]{`Ir 'BPp ]R#{ static holder _1;
>wBJy4: Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
V=V:SlS9| (?{MEwHG for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
Q[I=T& 而不用手动写一个函数对象。
j|%HIF25 ); dT_ b e-~\ @ yo)%J 四. 问题分析
R_7 d@FQ1 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。
\":m!K;Z 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。
&8_gRP 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
<U >>ZSi 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
1ilBz9x*! 下面我们可以对这几个问题进行分析。
;Q[mL(1: wK-3+&,9 五. 问题1:一致性
z3M6V}s4 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?|
I*kK 82 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
%r6y
;vAf xA$nsZ] struct holder
*2Ht& {
rZ^v?4Z\ //
Dzs[GAQ] template < typename T >
YY!6/5*/] T & operator ()( const T & r) const
+0q>fp_K(+ {
lh D,\3/O return (T & )r;
fKeT~z{~ }
e9[|!/./5 } ;
y2vUthRwo Zx bq 这样的话assignment也必须相应改动:
o1Q7Th fasgmi} template < typename Left, typename Right >
Qx47l class assignment
sHl>$Qevz {
3?Pn6J{O Left l;
EEZw_ 1 Right r;
Yf~{I-|`q public :
@kU@N?5e assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
aj,T)oDbt6 template < typename T2 >
I=9!Rs(QF T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
z`FCs,?K } ;
B0WJ/)rK< ?0oUS+lU 同时,holder的operator=也需要改动:
mAW,?h <xC#@OZ template < typename T >
z;wELz1L{ assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
e=;AfK {
Y +\% return assignment < holder, T > ( * this , t);
yK2^Y]Ku? }
S"k*6U K/=_b< 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。
qt^T6+faaQ 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
ZMLg;-T.&4 5-0{+R5v return l(rhs) = r;
jSuL5|Gui 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。
cEd+MCN 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
mL`5 uf Eb>78k(3I) template < typename Tp >
z7Eg5rm|QZ class constant_t
!G}+E2fDA {
6]pX>Xho const Tp t;
Y.U[wL> public :
D<X.\})Md constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
D"ehWLj template < typename T >
ZwerDkd const Tp & operator ()( const T & r) const
NDAw{[.% {
BC;: return t;
,b;{emX h }
{ e5/+W } ;
tP%{P"g3^ GMZv RAui 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
j"@93D~ 下面就可以修改holder的operator=了
*[R
eb% 0Ir<y template < typename T >
Gkxj?)` assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
j$Je6zq0x {
u=/CRjot return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
pOkLb
# }
JiU9CeD3 dG71*)<)t 同时也要修改assignment的operator()
}sFm9j7yR zf>5,k'x'A template < typename T2 >
FwZ>{~?3 T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
~/ilx#d 现在代码看起来就很一致了。
^F"iP7 D.6,VY H 六. 问题2:链式操作
-+em!g' 现在让我们来看看如何处理链式操作。
l-$uHHyu* 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。
hy T1xa 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。
\VFHHi:I 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。
W|,V50K 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
5pRV3K{H Pv+5K*"7Cg template < typename T >
V@QK struct result_1
TSsKfexQ {
y tf b$;| typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
\yGsr Bl } ;
N#_GJSG_| V)i5=bHC 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:
O8W7<Wc|z 7 +@qB]Bi< template < typename T >
2',w[I
struct ref
K[7EOXLy {
$VQtwuYt typedef T & reference;
=FT98H2*| } ;
n7YEG-J template < typename T >
VCcr3Dx()F struct ref < T &>
*I0-O*Xr {
tDCw- typedef T & reference;
`[YngYw } ;
;eZ#b jw-d $eBX 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
;u(Du-Os! OLj\-w^ template < typename T >
nPgeLG"00 typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
:g\rQazxO {
LR,7,DH$9' return l(t) = r(t);
')$NfarQ. }
lw(e3j 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@4|E$ 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
%&\ jOq~ Lh-`OmO0>F 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
WmQ01v _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
)*d W=r/$V _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
A;u" <KG? +5 调用divide的对象返回一个add对象。
5]1h8PW!Y 最后的布局是:
$.489x+'Z Add
xT)psM'CL / \
.\qj;20W Divide 5
X}6#II / \
*$M'`vj: _1 3
[!VOw@uz 似乎一切都解决了?不。
U#o'H @ 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。
6R29$D|HFO 如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。
*AIEl"29 OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码:
!"TZ:"VZU Bz`yfl2 template < typename Right >
)P>u9=?,=E assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
D8#
on! Right & rt) const
N6[i{;K@N{ {
Gj /3kS~@ return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
jUqy8q& }
6dEyv99 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
PZD>U)M XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。
ib0g3p-Lc 因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。
#9LzY
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。
&wetzC) 除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。
BD#.-xWV 且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么?
e|r0zw S 正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明:
41 vL"P
K i
NWC6y template < class Action >
v}v 5 class picker : public Action
m!OMrZ%)} {
]> Y/r-! public :
L {ymI)Y^ picker( const Action & act) : Action(act) {}
7CB#YP?E // all the operator overloaded
u.|~$yP.! } ;
w h$jr{
i(6J>^I Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。
dy>|cj 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
n!He& sxED7,A template < typename Right >
pD@zmCU picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
i$-#dc2qY {
&VWlt2-R0h return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
Cv=GZGn- }
b]]N{: I ^Dx#7bsDZR Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
]wuy_+$ 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。
+TRy:e cUDg M template < typename T > struct picker_maker
!@
YXZ {
WO,xMfK typedef picker < constant_t < T > > result;
[ev-^[ } ;
u>Ki$xP1 template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
'?Iif#Z1 {
<V_7|)'/A typedef picker < T > result;
>AI<60/< } ;
3An(jt$%Q 1;W=!Fx 下面总的结构就有了:
\T-~JQVj 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。
`HX3|w6W; 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。
1ZKzumF picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
<2P7utdZ 至此链式操作完美实现。
)8{6+{5lu f3
] rvwy~hO" 七. 问题3
M>_ = "atI 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。
-0,4egj3 +EAS Aq template < typename T1, typename T2 >
mPVE?jnR^0 ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
".2A9]_s {
4^!4eyQ^ return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
-'C!"\% }
s=EiH }&G]0hCT! 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:
IvW@o1Q ?G/ hJ?3 template < typename T1, typename T2 >
iG[?
]] struct result_2
Ds5NAp:x {
T 0 FZ7 typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
Ud3""C5B } ;
N5q725zJ ZcZ;$* 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?
*PM}"s 这个差事就留给了holder自己。
IF?xnu 5iWe-xQ> =p\Xy* template < int Order >
=wA5P@ class holder;
4S *,\ q]q template <>
9)yG.9d1 class holder < 1 >
2X@G" {
wR7aQg public :
LC'2q*:' template < typename T >
3B,QJ& struct result_1
gGKKs&n7 {
u3wL<$2[8 typedef T & result;
~Ob8i 1S> } ;
.k]#XoE template < typename T1, typename T2 >
iUNnPJh struct result_2
r69WD
. {
!s-/0ugZ typedef T1 & result;
I>((o` } ;
SLA#= K template < typename T >
`$9L^Yg,4 typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
31 ]7z {
%\yK5V5 return (T & )r;
0QR. }
)Z:m)k>r; template < typename T1, typename T2 >
~.Q4c*_b typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
om7`w
] {
D9ywg/Q91 return (T1 & )r1;
bhKV +oN }
slSR=XOG } ;
zH+<bEo=1= P|N?OocE template <>
tQ0=p|
T] class holder < 2 >
[s %\.y(q {
y#r\b6 public :
6{^*JC5nj template < typename T >
cMtJy"kK struct result_1
B&nw#saz. {
v@,XinB[ typedef T & result;
N<bD } ;
n1)'cS5} template < typename T1, typename T2 >
gX"T*d>y struct result_2
Y~GUR&ww0n {
w)<4>(D typedef T2 & result;
m~Me^yt>} } ;
nh|EZp] template < typename T >
-wIM0YJ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
STp!8mL {
r!M#7FDs( return (T & )r;
u-M] Az- }
u~)%tL template < typename T1, typename T2 >
ok=40B99T typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
^8\Y`Z0% {
DJJZJ}7 return (T2 & )r2;
YlB["@\[B }
w#d} TY } ;
0hZxN2r >%i9 oI<) Dtt\~m;AR 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> >。
j@V$Mbv 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
\#_@qHAG 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
Hc
/wta UNY@w=]< return l(i, j) = r(i, j);
k7b(QADqUU 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
7CYH'DL RhyegD return ( int & )i;
9H8=eJd return ( int & )j;
DoTs9w|5 最后执行i = j;
(>r|j4$ 可见,参数被正确的选择了。
&X7ttB"#h ,{TQ
~LP ,@,LD u EUXV/QV{ iGyVG41U 八. 中期总结
4Q/r[x/&C 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:
8ipW3~-4 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
z,os
MS 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
V!}L<cN 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
yx 7loy$[ ;HT0w_, F94V 5_[ L<"k7)k Cea"qNq=k x:vrK#8D> 九. 简化
`lvh\[3^ 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。
sV&`0N 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
&8juS,b 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:
78^Y;2 P]W 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
l4DeX\ly7f +-*/&|^等
SUSc 2. 返回引用。
0ZFB4GL =,各种复合赋值等
^U"
q|[qy 3. 返回固定类型。
vFR
1UPF 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
#[C<
J#; 4. 原样返回。
=sL(^UISl operator,
9c:5t'Qt5. 5. 返回解引用的类型。
I S.F operator*(单目)
4'_L W?DS 6. 返回地址。
wiKCr/ operator&(单目)
.M}06,- 7. 下表访问返回类型。
]zX\8eHp! operator[]
M'b:B*>6 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
^CO#QnB @ operator<<和operator>>
kaV%0Of] }t}38%1i 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。
M2a}x+5' 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
-Zttj /K G|<] Ma9x template < typename Left >
|F3vRt@ struct value_return
EmYO5Whi {
pFS
F[9?e> template < typename T >
$/MY,:*e struct result_1
T27:"LVw {
K@y-)I2] typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
a\.//? } ;
@ 8A{ 9i q`h7H][(A template < typename T1, typename T2 >
ryz/rf struct result_2
]cS&8{ ^2 {
cvn-*Sj typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
=H
L9Z } ;
1w(<0Be } ;
=lYvj UU*0dSWr [>Ikitow 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
axHxqhO7zp N=hSqw[ 下面我们来剥离functor中的operator()
3`mC"ab / 首先operator里面的代码全是下面的形式:
3AX?B~s N+ak[axN return l(t) op r(t)
=mDy@%yx! return l(t1, t2) op r(t1, t2)
IJ+O),' return op l(t)
kOo>Iy return op l(t1, t2)
-t;?P2 return l(t) op
Q1]V|S;)X return l(t1, t2) op
&;'w8_K"^ return l(t)[r(t)]
W,0KBkkp return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
9)8*FahW R:SIs\%o 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:
wn&[1gBxM 单目: return f(l(t), r(t));
DX]z=d)tc return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
H0 {Mlu9 双目: return f(l(t));
bWhJ^LD return f(l(t1, t2));
s{b0#[ 下面就是f的实现,以operator/为例
>1_Dk7E0D 2l]C55p)s struct meta_divide
:-W$PIBe {
JDIz28 Ww template < typename T1, typename T2 >
X`8Y[Vb3}
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
pT|./ Fe {
H&"_} return t1 / t2;
s0x@
u }
kfH9Y%bOy } ;
?z*W8b]' yYVW"m 这个工作可以让宏来做:
}])GQ@ O~7p^i} #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
<FMuWHY template < typename T1, typename T2 > \
C@l +\M( static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
Zw3hp,P] 以后可以直接用
tyBg7dP DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
{X{01j};8 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
%Z-Tb OX (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。。。)
e7)> U!9c9 z:@d@\$? 0j-F6a*p'1 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
VQZT.^ W$x K^} template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
s>[vT? class unary_op : public Rettype
>KH(nc$ {
$Qx(aWE0 Left l;
tSw~_s_V public :
>2!^ dT^D unary_op( const Left & l) : l(l) {}
3|z;K,`Fw O&gy( template < typename T >
P,s)2 s'nZ typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
6|>"0[4S {
si+5h6I.} return FuncType::execute(l(t));
55u^u F }
1tuator D*<8e?F template < typename T1, typename T2 >
dja9XWOg typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
\!?
PhNv {
dUBVp 9PB return FuncType::execute(l(t1, t2));
:$) aMEq }
o
=jX } ;
2=/-d$ zmrX%!CW Y6[] wUJ 同样还可以申明一个binary_op
HzFt m-&a~l template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
(RI>aDGRH class binary_op : public Rettype
Lt#:R\;& {
}K qw\]` Left l;
A=@V LU4% Right r;
'RN"yMv7l public :
Ezo" f binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
3 8ls 4v3 )aO!cQ{s template < typename T >
\dQ2[Ek typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
[{Klv&>_/ {
*axza~d return FuncType::execute(l(t), r(t));
=#PudF.\ }
a*e|>p DO
t}* qs template < typename T1, typename T2 >
QvyUd%e'5A typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
{BwN4r46 {
:;#c:RKi: return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
' ]H#0. }
+LU ). } ;
eQ4B5B%j/x ek_i{'hFd +q>C}9s3 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
& t @ 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
5,I*F9[3 DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
&Funao> 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。
q0xE&[C[M 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
tL
9e~>,` 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。。。
55)ep 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
xDAA`G 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)
{ U2|): 下面是修改过的unary_op
EJ[iOYx :EmMia-)J template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
Ky{I&}+R| class unary_op
:O_<K& {
Yru1@/; Left l;
;Ef)7GE@\[ /ux#U]x public :
A&@jA5Jb bN~'cs8 e unary_op( const Left & l) : l(l) {}
Q'V,?# /E1c#@ template < typename T >
v\L Ip struct result_1
#v]aT
]} {
G5Dji_ | typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
c~u
F } ;
KfI$'F
#"/ 3hpz.ISk template < typename T1, typename T2 >
Et[QcB3 struct result_2
hgMnO J {
.<|4PG typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
GCmVmOdKr } ;
7H@Cy}a zz''FmedF template < typename T1, typename T2 >
-V)5Tr= typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
?f%DVK d {
$f@-3/V6{ return OpClass::execute(lt(t1, t2));
?&t|?@ }
9\;/-0P Y3F.hk}O template < typename T >
41_sSqq;^ typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
Tx&qp#FS {
#._6lESK return OpClass::execute(lt(t));
]k%KTvX*G }
Vu8-Cy>Q? k?*DBXJv } ;
=u1w\>( 2Y ,)\5O0 D6 1x5CsmS 该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug
L.~]qs|G/K 好啦,现在才真正完美了。
7D1`^,? 现在在picker里面就可以这么添加了:
u\\niCNA 7QRvl6cv template < typename Right >
4Fht(B| picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
!wufoK {
"VOWV3Z return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
J!gWRw5 }
_O71r}4 有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。
2ZFKjj T<~[vjA p[+me o LFry?HO,D Rhxm)5 + 十. bind
C=f(NpyD6 既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。
(E]K)d 先来分析一下一段例子
IpVwn Nj!} [A/+tv #1lS\! int foo( int x, int y) { return x - y;}
;eSf4_~ bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
761"S@tf$} bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
vxfh1B& 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。
#]hkQo 我们来写个简单的。
LfSUY 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
KQI} 5 对于函数对象类的版本:
PL2Q!i`[o ~8 a>D<b template < typename Func >
@G-k]IWi struct functor_trait
xRZT {
tqk6m# @( typedef typename Func::result_type result_type;
`v+O5 } ;
]cY'6'}Hz 对于无参数函数的版本:
o sH,(\4_ u>Kvub template < typename Ret >
JA2} struct functor_trait < Ret ( * )() >
^bw~$*"j# {
vX )Y%I typedef Ret result_type;
-5*;J&. } ;
^ x#RUv 对于单参数函数的版本:
KTREOOu .t S~9kp?kR$ template < typename Ret, typename V1 >
uy%PTi+A struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
-5B([jHgR {
43]&SXprH typedef Ret result_type;
QU;C*}0Zl } ;
K&oO+ G^f 对于双参数函数的版本:
K%@SS8!oy T1TZ+\ template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
.-*nD8b struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
WY UU- {
<qiap2 typedef Ret result_type;
#FM 'S| } ;
E8 )*HOT_T 等等。。。
30-wTcG 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
fxa^SV /1GZN *I template < typename Func >
FA GVpO[ struct func_return
U9OF0=g {
c8W=Is` template < typename T >
;]ew>P) struct result_1
FCAu%lvZT {
AV`7>@
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
_!vbX
mb } ;
T8oASg! Za?&\ template < typename T1, typename T2 >
xef7mx struct result_2
M:M<bz Vu {
0Jif.< typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
zW&W`( } ;
^(B*AE. } ;
"61n?Z#,M[ sZ$ ~abX 8=Ht+Br 最后一个单参数binder就很容易写出来了
\OB3gnR 6g&nnA template < typename Func, typename aPicker >
\Ki#"%S class binder_1
[K QZHIe {
T!E LH! Func fn;
(]dZ+"O{ aPicker pk;
<H#K `|Ag public :
j3F=P *mtv[ template < typename T >
r4zS, J;, struct result_1
GT0'bge {
+?'acn typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
2F]MzeW } ;
ttRH[[E( "+_0idpF template < typename T1, typename T2 >
#d(r^U#I struct result_2
;I'["k% {
/y@iaptC typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
,B!Qv3bn } ;
dy'?@Lj; B&D
z(Bs binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
jz0\F,s &Gl&m@-j template < typename T >
_FgeE`X typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
i{0_}"B {
aKO@_R,: return fn(pk(t));
VVOt%d }
W=:+f)D template < typename T1, typename T2 >
} U.B$4Q typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
L1BpY-= {
c^%k1pae( return fn(pk(t1, t2));
+UtK2<^:o }
egvWPht'_ } ;
9IV WbJ ?i"FdpW pj6Cvq4bD 一目了然不是么?
MIJ~j><L 最后实现bind
=%`" \h4y,sl *qBZi;1 template < typename Func, typename aPicker >
cx)
EFy. picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
hW&UG#PY> {
hd' n" return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
N0f}q1S<-A }
NM ]/OKs'H lB-7. 2个以上参数的bind可以同理实现。
n66_#X 另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。
=G :H)i v;7u"9t 十一. phoenix
WDq3K/7\ Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
-M}iDBJx># e^QOn for_each(v.begin(), v.end(),
25r=Xv (
TPuzL(ws do_
C'#:}]@E [
@UX`9]-P cout << _1 << " , "
QNY{pk ]
)g9qkQ 8q .while_( -- _1),
i^(<E0vS cout << var( " \n " )
oZCO$a )
HYS7=[hv6 );
!RI&FcK 5l#)tX.by 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:
ewY X \ 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
ececN{U/ operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
"fdG5|NJe 那么我们就照着这个思路来实现吧:
{H74`-C)W <jF <_j s#ykD{Z template < typename Cond, typename Actor >
v)06`G class do_while
l3,|r QD {
3 0Z;}<)9 Cond cd;
P%c<0y"O:> Actor act;
9^n
]qg^ public :
rcOmpgew template < typename T >
~p.23G]x struct result_1
R\^tr {
[(XKqiSV typedef int result_type;
X%sc:V
} ;
'4iu0ie>D Jx]`!dP3 do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
U\N`[k.F bZ)Jgz template < typename T >
o9CB
,c7] typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
(DU{o\= {
_
i8}ld- do
9Z=Bs)-y. {
w[iQndu act(t);
WG,{:|!E }
IaB
A 2 while (cd(t));
#X+) return 0 ;
6m9Z5:xG }
/D12N'VaE } ;
SFHa(JOS [M.Vu GZ"O%:d 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
][Kj^7/ 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。
hikun2 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。
ji "*=i 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。
OP@PB| 下面就是产生这个functor的类:
*m2:iChY {r"HR%*u Cpl\}Qn template < typename Actor >
lH[N*9G( class do_while_actor
rfk';ph {
QL3%L8 Actor act;
#/aWGx_ public :
^J327 do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
^U52
*6 S}>rsg! template < typename Cond >
lp6GiF picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
7Y-GbG.' } ;
i<l)To - g$ h!:wW J;qH w[6 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
0F"xU1z, 最后,是那个do_
MDRSI g B=f{`rM)~W yuND0,e class do_while_invoker
3E#acnqn* {
(g 8K?Q public :
_z_uz\#, template < typename Actor >
!cfn%+0 do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
n[<Vj1n {
{d)+a$qj return do_while_actor < Actor > (act);
{2,V3*NF }
LWY`J0/ } do_;
MSA*XDnN M/BBNT 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
O!a5 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
bz@4obRqf 最后来说说怎么处理break和continue
?O.&=im_ 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。
:U~[%] 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 ]