一. 什么是Lambda
3Cmbt_WV 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
t Sran 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,
}m0*w3 =~6A c}$ 6^y*A!xY xCGa3 X class filler
jU.z{(s {
d*$$E public :
/#lhRNX void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
T'B4 3Q } ;
]=!wMn* * #pO=\lJ, `dekaRo 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:
89o&KF] Fv$5Zcf &~)PB
| zrVw l\& for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
,r^zDlS<q KM
li!.(b k%Dpy2uH 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
nb
dm@ +A%|.; -d5b,leC^ p)v|t/7 二. 战前分析
pW$ZcnU 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。
Ey96XJV 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
V,:^@ 7d ~A^E_ Yw @)0%G for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
qg1s]c~0u /* --------------------------------------------- */
9'+Eu)l: vector < int *> vp( 10 );
"g27|e?y transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
zGgPW /* --------------------------------------------- */
M|8vP53=q sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
#$W02L8 /* --------------------------------------------- */
VF[$hs int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
~+DPq|-O /* --------------------------------------------- */
Z
0&=Lw for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
XzLB#0 /* --------------------------------------------- */
'kU5 for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
ov;1=M~RF Nl/^ga =T"R_3[NC TLu+5f 看了之后,我们可以思考一些问题:
Nini8@d 1._1, _2是什么?
N)yCGo 显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
]q^6az(Ud 2._1 = 1是在做什么?
zI-]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。
u7||]|2 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。
m8[XA!, Q$,AQyBlqc yuP1*QJ% 三. 动工
{:=sCY! 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
m&S *S_c -sjyv/%_ [G!#y ^]rPda# template < typename T >
>lPWji'4; class assignment
W*2d!/;7> {
jxc^OsYj T value;
wWkMvs public :
'ug:ic assignment( const T & v) : value(v) {}
I9
(6 template < typename T2 >
_v6x3 Z T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
!d.bCE~ } ;
`\-<tk9 -v %n@8p ^sVr#T 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
216=7O2F 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
i(qZ#oN _DouVv> }INj~d<: 3xIelTf* class holder
9%Eo<+myh {
]9$iUA%Ef public :
'fjouO template < typename T >
=h\unQ1T assignment < T > operator = ( const T & t) const
c_4K {
3\}>nE return assignment < T > (t);
Q}9!aB, }
!8e;3W } ;
EVlj#~mV vf5q8/a 9?iA~r|+ 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:
0%<OwA2d =`ZRPA!aY static holder _1;
lqTc6@:D Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
b4qMTRnv 72CHyl`|l for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
s0O]vDTR,H 而不用手动写一个函数对象。
S]&:R)#@ BCfmnE4% KKq%'y)u^ _\8jnpT: 四. 问题分析
[l/!&6 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。
jF-:e;- 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。
!r8_'K5R( 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
>0z`H|;
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
D;&\) 下面我们可以对这几个问题进行分析。
8@[S,[ jlA6~n 五. 问题1:一致性
aGd
wuD 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?|
?b:Pl{? 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
! 1Hs;K KL6B!B{; struct holder
%JHv2[r^P {
'?jsH+j+ //
L+S)hgUH template < typename T >
NLr a"Z T & operator ()( const T & r) const
HC}vO0X4 {
\%&A? D return (T & )r;
vV xw*\`<6 }
@ta:9wZ } ;
qyxd9Lk1 dk^jv + 这样的话assignment也必须相应改动:
P-a8S*RRa ?em8nZ' template < typename Left, typename Right >
HUMy\u84H class assignment
k33\;9@k {
<S=(`D Left l;
RcO"k3J Right r;
",&QO7_ public :
{_-T! yb assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
v)T#
iw[ template < typename T2 >
P6Y+ u T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
Vz$xV! } ;
'#yqw% `Th~r&GvF 同时,holder的operator=也需要改动:
hsQDRx%H} Xy%||\P{) template < typename T >
~&<t++ g assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
}LCm_av {
Lu{/"&) return assignment < holder, T > ( * this , t);
]\KVA)\ }
"9r$*\wOf _?:jZ1wZ 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。
m5iCvOP 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
Ea&NJ]& g aXQS0>G%( return l(rhs) = r;
S't9F 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。
dVYY:1PS 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
zt:
!hM/Vt xhbN=L template < typename Tp >
v@|<. class constant_t
qF4tjza;k {
w$/lq~zU const Tp t;
h$kz3r;b," public :
r&m49N,d constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
I]`RvT template < typename T >
|YsR;=6wT const Tp & operator ()( const T & r) const
:P}3cl_ {
:Rb\Ca return t;
4/|x^Ky>G }
_,!0_\+i } ;
u {_, S3Aa {daX?N|V 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
#%Bt!# 下面就可以修改holder的operator=了
?[d4HKs >({qgzV` template < typename T >
eJTU'aX* assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
A[uE#T^ {
':fp|m)M return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
3 nG.ah }
+Ps.HW#NY WI4<2u; 同时也要修改assignment的operator()
O_8 SlW0e m{Vd3{H40 template < typename T2 >
7H)$NG<U$ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
,eBC]4)B6 现在代码看起来就很一致了。
pe
vXixl {o5|(^l 六. 问题2:链式操作
k7Bh[ ..! 现在让我们来看看如何处理链式操作。
)`rD]0ua; 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。
I4G0!"T+ 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。
LWv<mtuYf 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。
b'\Q/;oz> 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
Tk?uJIS : D#L(ZlD4 template < typename T >
q4[8\Ua struct result_1
{6H[[7i {
}lIc{R@H typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
V*b/N } ;
Cu8mN B{H T4]2R 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:
F*[E28ia& qg& /!\ template < typename T >
@w8}]S struct ref
;.uYWP|9 {
c'i5,\ #X typedef T & reference;
`Y:]&w } ;
e&;e<6l&{ template < typename T >
n"htx|v struct ref < T &>
FL'}~il {
Jz`jN~ typedef T & reference;
BDI@h%tJb: } ;
:oZ<[#p"* 6p4BsWPx 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
2.aCo, Kb; QcL@3QC template < typename T >
U0_)J1Yp typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
D_d>A+ {
xRD+!3 return l(t) = r(t);
;[::&qf }
G`zNCx. 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。
Mpojabsh 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
ZU`9]7"87B Uw("+[ 5O0 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
zbxW
U]<S? _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
_=~u\ $ _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
p[C"K0>:_F +5 调用divide的对象返回一个add对象。
G1 "QX 最后的布局是:
k`m7j[A]l Add
+r3)\L{U / \
oIE
1j? Divide 5
:EV.nD7 / \
9,'m,2%W _1 3
Qb^G1#r@C 似乎一切都解决了?不。
$Aw@xC^! 你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。
f\hMTebma$ 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。
]?4;Lw 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:
~o!-[ Vx $;wU Y template < typename Right >
%Xd*2q4* assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
'Tm1Mh0Fso Right & rt) const
,GH`tK_ {
b]]8Vs)' return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
0 #8 }
zvV&Hks- 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
v8ap"9b XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。
@PvO;]]% 因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。
*DPX4P 最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。
<IZt]P 除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。
7.h{"xOx{ 且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么?
2%pED
xui 正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明:
'0D$C},^|8 xG/Q%A template < class Action >
N]+6< class picker : public Action
5?-HQoT)G {
"io O_ public :
wmr?ANk picker( const Action & act) : Action(act) {}
N_c44[z1 // all the operator overloaded
zTg\\z; } ;
{]Zan'{PCO 5.6tVr 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。
(!nkv^] 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:
cj[b ^Wv: Ks%0!X?3q template < typename Right >
`*8}q!. picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
?Zb+xN KJ( {
3NpB1lgh&: return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
q}P@}TE }
%l7[eZ{Y J9mK9{#q Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
<T_3s\ 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。
bTD?uX!^@ cT'Bp)a template < typename T > struct picker_maker
XGSFG~d {
072C!F typedef picker < constant_t < T > > result;
IA` voO$ } ;
8TP$ ?8l template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
)=~&l={T {
1q7&WG typedef picker < T > result;
<VxA&bb7c } ;
P-\f-FS -+WAaJ(b 下面总的结构就有了:
{zb'Z Yz 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。
cZh0\DyU 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。
.C^P6S2oJ picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
huC{SzXM 至此链式操作完美实现。
+Ryj82;59z G WIsT\J ;b {#$#`= 七. 问题3
zq};{~u( 如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。
rwq eS8(HI6{^ template < typename T1, typename T2 >
59Pc:Gg; ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
R0-0 {
bB_LL return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
J p=qPG| }
?J:w,,4m H+[?{+"#@l 很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2:
1 (<n^\J( eI1zRoIl- template < typename T1, typename T2 >
A%8
Q}s$<s struct result_2
+_]Ui| l {
G8M~}I/) typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
6(8F4[D } ;
DsHF9Mn _EMI%P&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?
layxtECP( 这个差事就留给了holder自己。
d {!P
c< 2)=whnFS T)zk2\u template < int Order >
`yfZ{< class holder;
MLdwf}[ template <>
F8w7N$/V", class holder < 1 >
FS"Ja`>j~ {
n{QyqI public :
%B@NW2ZQ[ template < typename T >
|<{SSA struct result_1
J`5VE$2M {
:j]6vp6 typedef T & result;
}%XB*pzQ } ;
?62zv[# template < typename T1, typename T2 >
["nWIs[h struct result_2
Pim {
^y>V-R/N typedef T1 & result;
`he# !" } ;
R,T 0!f template < typename T >
Qy:yz typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
g+o$&'\ {
0eO!,/ return (T & )r;
>"/TiQt }
#.Dl1L/ template < typename T1, typename T2 >
^6Aa^| typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
6@|!m ' {
6O/ L~Z*t return (T1 & )r1;
=)bOteWM }
GIlaJ!/ } ;
Xf;!w:u \B')2phE template <>
S[y'{; class holder < 2 >
g;Fdm5Q {
|e8A)xM]wC public :
0faf4LzU! template < typename T >
jpi,BVTI-X struct result_1
+Vg(2Xt {
@IL@|Srs8 typedef T & result;
4"PA7
e } ;
)-+tN>Bb template < typename T1, typename T2 >
f.ua,,P. struct result_2
>0kL9_9{ {
mTH[*Y, typedef T2 & result;
Fz8& Jn! } ;
a/E(GQ,, template < typename T >
|%4nU#GoB typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
';eAaDM {
Tx?s?DwC return (T & )r;
fCa
lR7! }
V,ZRX}O template < typename T1, typename T2 >
xD7Y"%Pbx typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
hpOY&7QUTD {
Y+S<?8pA return (T2 & )r2;
d>M 0: }
rDaiAx& } ;
%.[AZ> gd3MP^O1 t":^:i'M 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> >。
7OZ0;fK 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
D{]w+ 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
l7ES*==&@0
fNr*\=$ return l(i, j) = r(i, j);
ADP[KZO$4 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
)$Fw<;4 #SLiv return ( int & )i;
9MRe? return ( int & )j;
R{4[. 最后执行i = j;
"gpfD-BX 可见,参数被正确的选择了。
Ejf>QIB n-9X<t|*?a b4^a
zY VjSbx'i o,1Fzdh6( 八. 中期总结
YcaLc_pUx 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:
A|L-;P NP 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
M>Ws}Y 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
D>#Jh>4 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
mnMY)-6C MM+nE_9lV 53^1; !]f:dWSLB ~o;*{ Q G_p13{"IM 九. 简化
`4]-B@
7_ 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。
Xo4K!U>TzZ 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
yw?UA 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:
BYDOTy/%nJ 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
&_6B{Q +-*/&|^等
hzk]kM/OC 2. 返回引用。
7^8<[8 =,各种复合赋值等
!Ys.KDL 3. 返回固定类型。
PsMCs|* 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
.7zdA IKW 4. 原样返回。
tO QY./I operator,
R75np^ 5. 返回解引用的类型。
b!|c:mE9| operator*(单目)
^$O,Gy) V 6. 返回地址。
z+@Jx~<i operator&(单目)
?Da!QH
>,] 7. 下表访问返回类型。
n|iO)L\9aB operator[]
{Uu|NA87Cd 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
A0Hs d operator<<和operator>>
Z4Qq#iHZR Ih0kdi OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。
V5LzUg] 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
g)k::k)<e V`"A|Y template < typename Left >
X}3o struct value_return
1vBXO bk {
6jtnH'E/ template < typename T >
viY &D struct result_1
MkG*6A {
Cc,,e` typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
`=3:*.T* } ;
',p`B-dw 1e#}+i!a template < typename T1, typename T2 >
t1YVE%`w struct result_2
WY%'ps_]< {
=sW(2Im typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
p9)'nU'\t } ;
+K%4jIm } ;
e[7n`ka
' Xj<B!Wn*Xb LN?W~^gsR 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
!7-dqw%l x-/ `c 下面我们来剥离functor中的operator()
/_P5UE( 首先operator里面的代码全是下面的形式:
>{^&;$G+* RscU=oaKi return l(t) op r(t)
X)|b_ 3Z return l(t1, t2) op r(t1, t2)
+mN]VO*y return op l(t)
=q(;g]e return op l(t1, t2)
Hinz6k6! return l(t) op
xCMcS~
3/ return l(t1, t2) op
-q BrJ1* return l(t)[r(t)]
{(#>%f+|C return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
:YU_ \EV )FkJ=P0 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:
Bp`?inKBOd 单目: return f(l(t), r(t));
XOzd{ return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
>?q()>l 双目: return f(l(t));
mh"&KX86W return f(l(t1, t2));
lmZSsx 下面就是f的实现,以operator/为例
dw8Ce8W uFIr.U$V struct meta_divide
^E8XPK]-~ {
@O/-~,E68 template < typename T1, typename T2 >
%W=S*"e- static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
<8>gb!D G {
V&E)4KBOs return t1 / t2;
EC2KK)=n} }
sHSZIkB-r } ;
5uuZ t0V\ ~1Q$FgLk 这个工作可以让宏来做:
Lc!%
3,#. |>(;gr/5( #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
Lmx95[#@a template < typename T1, typename T2 > \
O<Rm9tZ8 static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
W|o LS 以后可以直接用
iXt >!f* DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
gf^"sfNk 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
@54D<Lj (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。。。)
hTZaI * pDO&I]S`q0 (5] |Kcp| 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
jemg#GB8 q"@Y2lhD! template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
E-_FxBw class unary_op : public Rettype
EM+#h'%- {
L<encPJt Left l;
cTpAU9|( public :
=l
TV2C< unary_op( const Left & l) : l(l) {}
"MD hmv"|1Sa!~ template < typename T >
Iq`:h&'!L typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
f\FubL {
,c#=qb8"" return FuncType::execute(l(t));
8*;88vW"2 }
sG`:mc~0 JW ;DA E< template < typename T1, typename T2 >
,lLkAd?q typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
4i>sOP3
B {
x'OE},>i return FuncType::execute(l(t1, t2));
s_A<bW566F }
1-4iy_d } ;
,rT62w*e RfVVAaI )54;YK 同样还可以申明一个binary_op
y| *X S+G!o]&2 template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
C~F do0D class binary_op : public Rettype
p}%T`e=Z9 {
mrR~[533j Left l;
p.kJNPO\@ Right r;
#E%0 o public :
LwQq0<v binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
r]p
0O( (a0q*iC% template < typename T >
m0+X 109 typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
:|3n`, {
SnsOuC5Ah return FuncType::execute(l(t), r(t));
kYBy\ }
t(YrF, j^
VAA\ template < typename T1, typename T2 >
_zq"<Q c typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
zrWkz3FN {
T >XnVK return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
Zi5d"V[}T }
IKx]?0sS } ;
/ E~)xgPM< =c
3;@CO Ww&~ZZZ { 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
8.4 1EKr2 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
J0@<6~V6o DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
Sq"O<FmI 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。
*5'U3py 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
cs[_5r&: 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。。。
,;LxFS5\ 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
.:?X<=!S&t 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)
V3j1M?> 下面是修改过的unary_op
ns|)VX )&R^J;W$M1 template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
;fLYO6 class unary_op
x_&=IyU0j {
:td#zM Left l;
LWQ.!;HY p kk_$j_0 public :
k*)O]M<, %$K2$dq5 unary_op( const Left & l) : l(l) {}
cNX,% GORu*[U8 template < typename T >
<T?H
H$es) struct result_1
>*#clf;@p {
C{mL]ds< typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
HAa2q= } ;
kigq(a $2u^z=`b!% template < typename T1, typename T2 >
X2>qx^jT struct result_2
thWQU"z4 {
bvZTB<rA typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
~Q7)6% } ;
hs'J'~a
X$:r template < typename T1, typename T2 >
5fpBzn$ typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
.I%p0ds1r {
6")co9 return OpClass::execute(lt(t1, t2));
FwU*]wx|{ }
'_)NI Hd)z[6u8eT template < typename T >
3m1]Ia-9 typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
{oIv%U9 {
0@;kD]Z return OpClass::execute(lt(t));
QIl![% }
*Jd,8B/hC xi5/Wc6 } ;
O&=40"Dr TUeW-'/1 hVQ
TW[ 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
=*f>vrme 好啦,现在才真正完美了。
>?b<)Q*< 现在在picker里面就可以这么添加了:
4
I}xygV ppcuMcR{ template < typename Right >
0:K4, picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
b?&=gm%oU {
cZ$!_30N+ return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
"52nT }
_H#l&bL@C 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。
JI1O( \VW&z:/*pZ ]V9z)uz ,,+ ~./) H]:z:AAvX 十. bind
{bF95Hs- 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。
#L\t)W 先来分析一下一段例子
i*16kdI. !6:q#B* Pw4j?pv2 int foo( int x, int y) { return x - y;}
!ra CpL9; bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
#A|~s;s>N bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
1c=Roiq 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。
5H_%inWM 我们来写个简单的。
,6[}qw)* 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
X8T7(w<0%f 对于函数对象类的版本:
<,~
=o
Uk5O9D0
He template < typename Func >
9g"
1WZ! struct functor_trait
[,_M@g3 {
amI$0 typedef typename Func::result_type result_type;
V'h
O } ;
[0GM!3YJ7 对于无参数函数的版本:
WWF#&)ti \6B,\l]$t@ template < typename Ret >
g;(r@>U.r struct functor_trait < Ret ( * )() >
X-di^%< {
0y4z`rzTn typedef Ret result_type;
8uME6]m
i } ;
dG{`Jk 对于单参数函数的版本:
2aUz.k8o \\jB@O template < typename Ret, typename V1 >
t"1'B!4 struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
hoASrj{s {
qx5X2@-;: typedef Ret result_type;
~B%EvG7:n } ;
R<mLG $ 对于双参数函数的版本:
:V2j'R, V"VWHAu*.w template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
9frx 60 struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
96F:%|yG {
\S;%
"0! typedef Ret result_type;
8xmw-s) } ;
>p!d(J? 等等。。。
I=hgfo 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
uAyj##H U-TwrX template < typename Func >
uqZLlP# struct func_return
bWv6gOPR3 {
/#$bb4 template < typename T >
<C6/R]x# struct result_1
) iy>sa{ {
( ~pcPGUG typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
{mL/)\ } ;
ZP?k |sEH nvD"_.K rJ template < typename T1, typename T2 >
@Risabn struct result_2
c
i7;v9 {
"<6pp4*I typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
!5`}s9hsF_ } ;
<-Q0WP_^ } ;
zx(j6 /db?ltb [CPZj*|b 最后一个单参数binder就很容易写出来了
=[{Pw8[' p{Pa(Z]G template < typename Func, typename aPicker >
6WfyP@f class binder_1
w^|,[G^}H {
wt2S[:!p Func fn;
o9wg<LP aPicker pk;
yN3Tk}{V public :
JIb<>X, pw>AQ template < typename T >
8<n8joO0 struct result_1
gn%#2:=pVu {
#EHBS~^ typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
qsvUJU } ;
#-'}r}1ZT 7v,>sX template < typename T1, typename T2 >
EE}NA{b struct result_2
!a~x|pjJ {
$+Pv
fQ typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
2 )j\Lg_M } ;
iLmU|jdE ys#M*
{? binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
v9inBBC q ;g*X.d template < typename T >
>t D-kzN typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
o B6"D {
!'{j"tv return fn(pk(t));
rB4#}+Uq }
fykN\b template < typename T1, typename T2 >
xZ@Y`2A': typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
22BJOh
{
^7"%eWT` return fn(pk(t1, t2));
raqLXO!j }
3$Is==>7 } ;
E<\\ 'VF *<Ddn&_ oVq@M 一目了然不是么?
\B}W(^\wg; 最后实现bind
c<DYk f Ra{B8)Q COHJJONR template < typename Func, typename aPicker >
mr('zpkRq picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
pRU6jV 6e) {
8W$="s2 return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
Q ,;x;QR4 }
N\uQ-XOi Ec\x;li! * 2个以上参数的bind可以同理实现。
.oK7E(Q J 另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。
&\"fH+S QIV<!SO 十一. phoenix
6U&Uyd) Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
z!3Z^d` rmabm\QY for_each(v.begin(), v.end(),
%'=oMbi>i4 (
Qy70/on9 do_
VuPET [
dt \O7Rjw8 cout << _1 << " , "
<oXsn.'\ ]
i3%~Gc63 .while_( -- _1),
~qqtFjlG^ cout << var( " \n " )
q~w;C([k_ )
l?R_wu,Q );
L3GJq{t \
yOZ&qU 是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:
bv+e'$U3 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
}cPV_^{ operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
7q^/.:wlf 那么我们就照着这个思路来实现吧:
qXhrK
/ {30<Vc= CYn}wkz template < typename Cond, typename Actor >
c|.:J] class do_while
PaDT)RrEM {
0iL8i#y* Cond cd;
FRg6-G/S Actor act;
)F$Stg3e public :
41zeN++ template < typename T >
ZbrE m struct result_1
j |i6/Pk9J {
!6%G%ZG@3- typedef int result_type;
GawO>7w8 } ;
AO]lXa qnS7z%H8 do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
IY19G U9 Kulg84<AwM template < typename T >
B.G!7>= typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
f2u2Ns0Ym {
\\lC"Z#J` do
R:xmcUq}
( {
u#,]>; act(t);
M/DTD98'N }
6~8
RFf" while (cd(t));
*]eZ Y return 0 ;
q
kKABow }
"pPNlV]UA^ } ;
E\zhxiI ^~aSrREo |pgkl` 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
:L[6a>"neE 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
vjb?N 其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。
CHU'FSq! 因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。
**q/'K 下面就是产生这个functor的类:
%PS-nF7v A;!FtD/
)2$_:Ek template < typename Actor >
GVM#Xl}w9 class do_while_actor
5ZcnZlOOQ {
0/6&2 Actor act;
]]Z,Qu#<- public :
8bGq"!w- do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
8<kme"%s qLP+@wbJ template < typename Cond >
=c,gK8C picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
K7.<,E"M. } ;
2T5xSpC +i^s\c!3; f3N:MH-c 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
8Vn6* Xn 最后,是那个do_
}$)<k *o[%?$8T duS #&w class do_while_invoker
r+\z0_'
w6 {
%p9bl ,x public :
c6HU'%v template < typename Actor >
zK 2wLX do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
UW*aSZ/? {
?lK!OyCkc return do_while_actor < Actor > (act);
h9I)<_}R }
X*"Kg } do_;
nIjQLx RF J ;hh 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
FZ9<Q 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
hwzUCh 5! 最后来说说怎么处理break和continue
g#4gGhI 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。
+V@=G &Ou0 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 ]