一. 什么是Lambda
&1:_+ 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
>%o\Ue 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,
et$VR: 9ne13qVm+ /I>o6 CI v[O }~E7' class filler
k{ru<cf {
+oT/ v3, public :
`qnNEJL, void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
4%(\y"T } ;
[A.ix}3mm scsN2#D7U/ I!L`W
_ 这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决:
_+vE(:T >5aZ?#TS1 VW[!%< 2qF
?% for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
R2 I
7d'|v _7#9nJ3| 1JFCYJy 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
/2n-q_ S?M'JoYy C " W, b,8\i|*!f 二. 战前分析
`=zlS"dQ
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。
qkEre 开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码
M!9gOAQP !FqJP
OGm /g_cz&luR for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
M'n2 j /* --------------------------------------------- */
122%KS vector < int *> vp( 10 );
8-2e4^
g( transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
yyj?hR@rZ /* --------------------------------------------- */
w4m)lQM sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
<h*r /* --------------------------------------------- */
xDU{I0M int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
4NY}=e5 /* --------------------------------------------- */
8)wxc1 for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
m!qbQMXn /* --------------------------------------------- */
IsC`r7 for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
+p%!G1Yz ;_HG
5}i J*n Q(*e ;!ICLkc$ 看了之后,我们可以思考一些问题:
DaN=NURDV 1._1, _2是什么?
4DYa~ =w 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。
KXQ &u{[< 2._1 = 1是在做什么?
7j
]d{lD 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。
+4N7 _Y 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。
mip2=7M|C $ e<1 08)] &7i o/d\/ 三. 动工
s?:&# 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
c,K)*HB Zt;dPYq> PLkwtDi+& [%);N\o2Y template < typename T >
bK\Mn95] class assignment
v/fo`]zP {
TQ{rg2_T T value;
Vw^2TRU public :
%|tDb assignment( const T & v) : value(v) {}
_{]\} =@ template < typename T2 >
!>,\KxnM T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
/f5*KRM } ;
4Pbuv6`RK LkUYh3 "}ms| 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
Q1A_hW2 x 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
Z4^O`yS9+ m ll-cp uX!5G:x] 5Hli@:B2s class holder
J@Qt(rRxi {
SWX[|sjdB public :
?=bqya"Y template < typename T >
va>u1S<lO assignment < T > operator = ( const T & t) const
6/%dD DU {
kK0.j)( return assignment < T > (t);
?F^$4: }
EDl*UG83G } ;
+ Z7 L&BI ,[}
XK9 %M=Ob k 由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上:
P?#I9y7iP !iys\ AV static holder _1;
r@O5{V Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
m#i5}uHHg 8NE+G.:G for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
m=qEQy6#2u 而不用手动写一个函数对象。
ho'Ihep,L Q1b<=, .+@;gVZx1 XtJIaD|:3 四. 问题分析
FyF./ 虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。
yobcAV` 1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。
Ug VLHwkvk 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
@26gP:Um 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
TZl^M h[a 下面我们可以对这几个问题进行分析。
V1P]mUs{1 Sj[iKCEKtv 五. 问题1:一致性
=T?:b8yV 首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?|
3.t
j%+ 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
k%|Sl>{Ir a_GnN\kX^Z struct holder
-/ltnx)j {
KF%tF4^+| //
,cesQ
ou template < typename T >
<-]qU}- T & operator ()( const T & r) const
JNJ96wnX1 {
N<$dbqoT| return (T & )r;
V,*<E &+ }
RZ6[+Ygn } ;
b-`=^ny)K sa7F-XM 这样的话assignment也必须相应改动:
'[Ue0r<jn c SV`?[a template < typename Left, typename Right >
7 K5D,"D;1 class assignment
9GV1@'<Y] {
Qf>$'C(7!a Left l;
(2SmB`g Right r;
\~r`2p-K public :
Cwh*AKq( assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
or8`.hEHI template < typename T2 >
^%qe&Pe2 T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
:pp@x*uNP } ;
PXx:JZsju &(Yv&jX 同时,holder的operator=也需要改动:
SyB2A\A Fad.!%[ template < typename T >
mRNA ,* assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
mr6 ~8I {
EZY <k# return assignment < holder, T > ( * this , t);
P,eP>55'K }
4eRV?tE9 2m*g,J?ql 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
kA"|PtrW 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
j@Ta\a-,x Vq IzDs return l(rhs) = r;
r'bPSu, 在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
UqA<rW 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
}MiEbLduN 7eR%zNDa template < typename Tp >
Z)7|m class constant_t
<Wwcd8d {
N,4. %|1 const Tp t;
dPm_jX public :
G2[?b2)8 constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
)@Vz,f\} template < typename T >
WXj
iKW( const Tp & operator ()( const T & r) const
\{@n>Mh {
Gkr]8J return t;
V?zCON }
T[L7-5U0 } ;
I&Z4?K )&") J}@ 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
-Gyj]v5y`c 下面就可以修改holder的operator=了
Cd7imj n|M~C\* template < typename T >
{tDH !sX assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
\Qgc7ev {
M}S1Zz%Ii1 return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
om1@;u8u }
%FhUjHm WSKubn?7B 同时也要修改assignment的operator()
@CUYl*.PD e|e"lP template < typename T2 >
kR
!O-@GJ] T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
Wp
|qv 现在代码看起来就很一致了。
J6C/`)+w LFskNF0X 六. 问题2:链式操作
TSEv^u)3 现在让我们来看看如何处理链式操作。
j`o_Stbg 其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。
<Crbc$!OeX 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。
ZYexW=@ 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。
GL^84[f-T
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
#1z/rUh`Cr T1\@4x template < typename T >
yW)&jZb"( struct result_1
99YgQ Y]HO {
{2v,J]v_[ typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
Ds<~JfVl } ;
+I>V9%%vW_ }HKt{k&$ 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:
Mjj5~by: Pl\r|gS; template < typename T >
5@-[[ $dk struct ref
>3qfo2K0 {
!K %8tr4 typedef T & reference;
S11ME } ;
v[+ ] template < typename T >
6>Z)w}x^ struct ref < T &>
np6R\Q!& {
;ipT0*Y typedef T & reference;
#WlTE& } ;
nSr_sD6" 6g-Q 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
>At* jg48 Jmml2?V-c template < typename T >
qGXY typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
8 t5o&8v {
-FGM>~x return l(t) = r(t);
$l=& }
C)?tf[!_6 可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。
g@ 2f&m 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
M->BV9 L']"I^(N 有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么
ak"W/"2: _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
U0ZPY )7k _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
sJ{J@/5 +5 调用divide的对象返回一个add对象。
Wi+}qO 最后的布局是:
F^Y%Q(Dd7w Add
@QO^3%b8 / \
VxAG=E Divide 5
kQw%Wpuq[/ / \
UGD B4S _1 3
Ow50M;E 似乎一切都解决了?不。
rX}FhBl5 你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。
vs%d}]v 如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。
_O3X;U7rc OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码:
0$B X8?Z 5rH?FQE template < typename Right >
^r@,(r6w assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
Pq(7lua7 Right & rt) const
.2{*>Dzi {
+:kMYL3 return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
Jq*Q;}n }
jY k5]2#A 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
WYm<_1 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。
{l9g YA 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。
r7jh)Q;BbR 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。
P}=U
#AV4 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。
'>k1h.i 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?
yXT.]%) 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:
M3VTzwuf^S `>Ms7G9S~e template < class Action >
-xVZm8y class picker : public Action
tNG[|Bi# {
hYbaVE public :
nt_FqUJ picker( const Action & act) : Action(act) {}
W+I""I*mV // all the operator overloaded
7DPxz'7): } ;
^O
QeOTF pCC3r t( 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。
adWH';Q: 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:
A=+1PgL66 #+ Y%Bxf template < typename Right >
Jbn^G7vH<6 picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
&Lbh?C {
#H]c/ return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
8/<+p? 3p> }
`Jj q5:\& ,*.qa0E#W Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
&,tj.?NCn 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。
DEW;0ic 3Dx@rW\ template < typename T > struct picker_maker
-
VdCj%r> {
AfpC >>=@ typedef picker < constant_t < T > > result;
g=$nNQ
\6= } ;
(tCBbPW6T? template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
|pZ:5ta# {
ny}_^3 typedef picker < T > result;
:7?n)=Tx } ;
H5(:1 ](^FGz 下面总的结构就有了:
zm mkmTp 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。
fRjp(m 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。
a$3 ]` picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
quS]26wQz 至此链式操作完美实现。
i1 c[Gk.o y9U~4 T m2+/qO, 七. 问题3
~U4Cf > 如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。
Pa'N)s< SmUiH9qNd, template < typename T1, typename T2 >
i3cMRcS; ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
K!8l!FFl {
pf&U$oR4 return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
N%S|Ey@f }
bPIo9clq 9
^=kt 2[ 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:
8Oa+,?<0x @<yY Mo7 template < typename T1, typename T2 >
.I]EP- struct result_2
q2U?EP{8~ {
32Wa{LG;2 typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
`{NbMc\
] } ;
B r6tgoA iD<}r?Z 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?
%@8#+#@J0 这个差事就留给了holder自己。
C@g/{?\ 1'H!S%fS QT=i>X template < int Order >
qIxe)+. class holder;
.O SQ8W} template <>
o$ #q/L class holder < 1 >
5cb8=W- {
b3ys"Vyn public :
nG$+9}\UlP template < typename T >
,/"0tP&_; struct result_1
p!EG:B4 {
Z&n#*rQ7[ typedef T & result;
|Yv,zEY) } ;
r::0\{{r"p template < typename T1, typename T2 >
iI3,q-LA struct result_2
})j N
8px {
tYG6Gl typedef T1 & result;
2t?Vl%< } ;
=7EkN% V:{ template < typename T >
)6%a9&~H typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
`Ue5;<K-/ {
j
Y(|z*| return (T & )r;
]MC5 uKn }
89{`GKWX template < typename T1, typename T2 >
zYM0?O8pJ~ typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
e-nwR {
$RYOj{1 return (T1 & )r1;
R[rOzoNp0 }
FH{p1_kZ= } ;
g9Ty%|Q7( q3`~uTzk template <>
q.j$]?PQ class holder < 2 >
yyGn< {
Gz4LjMQ
& public :
7eW6$$ju,N template < typename T >
Sbeq%Iwm. struct result_1
CdMV( {
x`I"%pG typedef T & result;
FD[4?\W]# } ;
30<_` template < typename T1, typename T2 >
>DN^',FEm struct result_2
3S1{r
)[j {
t#%J=zF{ typedef T2 & result;
`~\8fN } ;
ZG?e% template < typename T >
5RP5%U typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
E,fbIyX {
qTN30(x2 return (T & )r;
E= .clA }
+:W? :\ template < typename T1, typename T2 >
t>x!CNb'C typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
)-h{0o {
7I*rtc&Kb return (T2 & )r2;
o6:@j#b }
wr~Qy4 ny } ;
[Fv_~F491 deJ/3\t I:0dz:T7* 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> >。
a-AA$U9hj 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
*$3p3- 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
$M~`)UeV_ F"QJ)F return l(i, j) = r(i, j);
c=^69>w 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
BU7QK_zT: h)aLq return ( int & )i;
k=G c#SD5_ return ( int & )j;
nU 0## 最后执行i = j;
f0YBy<a 可见,参数被正确的选择了。
7K+eI!m.s m>?|*a, N`qGwNT%G 16Jjf|]j FC 八. 中期总结
gZ-:4G|J 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:
0.c96& 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
Sy<io@df 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
rbs&A{i 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
uo*lW2&U Q.\vN-(
?A~=.u@[d kWs:7jiiu iRqLLMrn cVYu(ssC4 九. 简化
$"k1^&&E 很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。
%NfH`%` 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
02)Ybp6y 首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种:
/iJsa&W} 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
2sVDv@2 +-*/&|^等
?}S!8;d 2. 返回引用。
c8HETs1 =,各种复合赋值等
wUfPnAD.' 3. 返回固定类型。
E^m)&.+'M 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
/<dl"PWkJv 4. 原样返回。
C;#gy- operator,
P7REE_<1 5. 返回解引用的类型。
}=.C~f]A operator*(单目)
Xn5LrLM& 6. 返回地址。
c{39,oF operator&(单目)
]7RK/Zu i 7. 下表访问返回类型。
nA%8
bZ+ operator[]
xK4E+^ b 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
|CK/-UG} operator<<和operator>>
k^K%."INn :c`djM^ll OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。
F5M{`:/ 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
yVJ)JhV /Ao.b|mm template < typename Left >
sDu&9+ struct value_return
?,C'\8' {
f9hH{(A template < typename T >
Ri}JM3\J struct result_1
;!OME*?m< {
V#c=O} typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
5bsv05=e } ;
PWyFys +eop4 |Z template < typename T1, typename T2 >
y+izC+ struct result_2
A2Iqn5 {
g91xUG typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
ZS@R ? } ;
I;9DG8C&v* } ;
JD AX^] `_"?$ v2F C\|HN=2eh 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
2d<`dQY{l3 Xob(4 下面我们来剥离functor中的operator()
.
ywVGBvJ 首先operator里面的代码全是下面的形式:
1KJ[&jS ] G {a;s-OA3 return l(t) op r(t)
Yi19VU|/ return l(t1, t2) op r(t1, t2)
1 -R4A7+3 return op l(t)
Bm a.Uln return op l(t1, t2)
"IWL& cH3 return l(t) op
w"A>mEex< return l(t1, t2) op
"c![s% return l(t)[r(t)]
9Z3Vf[n5\ return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
W=2]!%3# ;)sC{ "Jb 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:
5 L-6@@/ 单目: return f(l(t), r(t));
zCu+Oi6 return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
eEeK ]8@ 双目: return f(l(t));
gV'=uz v return f(l(t1, t2));
<u 下面就是f的实现,以operator/为例
AZ-JaE
yzX S{#\ struct meta_divide
4X0ku] {
b'RBel;W template < typename T1, typename T2 >
0iz\<'
p static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
!T}R=;)eh {
*4l6+#W return t1 / t2;
e C&!yY2g }
0 Gq<APtr } ;
&*~_ "WyU ^n\g, 这个工作可以让宏来做:
#Q|ACNpYM 1NK,:m #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
3:b5#c?R- template < typename T1, typename T2 > \
4c.!^EiV static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
0X%#9s~ 以后可以直接用
U{HBmSR DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
`<%
w4E 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
mrlhj8W?! (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。。。)
tpP68)<ns F5\{` >E>'9@Uh 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
qi8~bQ{rH f^[m~ template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
5J3K3 class unary_op : public Rettype
t\\<+^[% {
Qr~yHFc1y Left l;
^K^rl9 public :
A.<M*[{q unary_op( const Left & l) : l(l) {}
>a: 6umY "}uV=y template < typename T >
Ul|htB<1: typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
K!gocNOf {
t5S!j2E return FuncType::execute(l(t));
KU_""T }
tCu9
D ,6wGd aMR template < typename T1, typename T2 >
vGp`P typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
PxJvE*6^H {
.y#>mXm>
return FuncType::execute(l(t1, t2));
SFRYX,0m }
Lx3`.F\mG } ;
L$ [1+* _No<fz8 0Rh*SoYrC 同样还可以申明一个binary_op
z@xkE ,j> u"kB`||( template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
s18A class binary_op : public Rettype
Ia>~ph#]{` {
[Y6ZcO/-i Left l;
gy/bA Right r;
IZZ
$p{ public :
kyUG+M binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
7nbaR~ZV
e:6mz\J template < typename T >
szy2"~hm typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
Kp/l2?J"
{
{JW_ZJx return FuncType::execute(l(t), r(t));
9NqZ&S }
4aG}ex-s| w-``kID template < typename T1, typename T2 >
RIF*9= ,S typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
L>,xG.oG {
M =GF@C;b return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
(}CA?/ }
"D
ivsq^ } ;
05;J7T<
QH6_nZY ,uS}wJAX 很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
:Y&h'FGZm 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
F=$U.K~1? DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
.c _qMTm" 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。
]DI%7kw' 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
C0j`H( 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。。。
]#J-itO 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
|f+fG=a67V 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)
=M34
HPG 下面是修改过的unary_op
Qh4Z{c@ YHo*IX')C? template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
=|q@Q`DB class unary_op
P".rm0@R {
IPlkv{^ Left l;
Rhh.fV3 =OooTZb:x- public :
:"Kr-Hm` 2;YL+v2 unary_op( const Left & l) : l(l) {}
E)(Rhvij N`5
mPE template < typename T >
_(:bGI'.m struct result_1
x]|-2t {
Ba;tEF{X typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
2r#W#z%vS } ;
<VmEXJIk `qj24ehc template < typename T1, typename T2 >
_U%2J4T2 struct result_2
nnMRp7LQ- {
((]Sy,rdk typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
&+8cI^kp } ;
'V:ah38 /??nOVvt template < typename T1, typename T2 >
e}W|wJ):j@ typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
MrpT5|t {
76EMS?e return OpClass::execute(lt(t1, t2));
^9oJuT!tu }
}<G#bh6;Q b$eZ>X template < typename T >
rFYw6&;vOi typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
R"[U<^ {
Z`kI6 return OpClass::execute(lt(t));
}e&Z"H | }
.T^e8 T3^(I~03 } ;
Y
f;Slps l\~F0Z/O EB[B0e7} 该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug
:<`po4/ 好啦,现在才真正完美了。
O `a4
")R 现在在picker里面就可以这么添加了:
5U%a$.yr 9Zpd=m8dU template < typename Right >
F]^ZdJ2 picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
#
,27,# {
(T2\ return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
@#&y }
mdukl!_x 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。
f#zm}+,` DbvKpM H ^EmI;ks ]"4\]_?r l*<RKY8 十. bind
5j-?Uf 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。
MbjMO"} 先来分析一下一段例子
i?CXDuL }`$Sr&n 1 RJT=K{2x int foo( int x, int y) { return x - y;}
|fg{Fpc bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
uY Y{M` bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
Kv-4VWh 可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。
eh}{\P 我们来写个简单的。
e khx?rz 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
e2$k
%c~ 对于函数对象类的版本:
o-%DL*^5 @If ^5s;z template < typename Func >
rP7f~"L struct functor_trait
UBvea(z-# {
C.oC@P typedef typename Func::result_type result_type;
zQ~8(E]Rf } ;
uPveAK}h 对于无参数函数的版本:
q3-V_~5^/z O%?d0K template < typename Ret >
W4o$J4IX{ struct functor_trait < Ret ( * )() >
0*}%v:uN9 {
k874t D typedef Ret result_type;
x6={)tj } ;
tgB\;nbB 对于单参数函数的版本:
[agp06 $D? Q7@.WG5 template < typename Ret, typename V1 >
o$+"{3svw? struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
x*2' I {
!/Wp0E'A typedef Ret result_type;
or{X{_X7 } ;
%>Y86>mVz 对于双参数函数的版本:
]S#m
o h#!u"'JW template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
E;Sb
e9] struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
vTY+J$N__ {
ffqz
:6 typedef Ret result_type;
.,5N/p"aV } ;
QvN=<V 等等。。。
W_ hckq. 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
#^~[\8v> N++jI( template < typename Func >
P(#by{s struct func_return
7Ta",S@m {
8rx"D`{| template < typename T >
3>t^Xu~ struct result_1
ME%W,B.|"s {
jk'.Gz typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
:;(zA_- } ;
251^>x.R DYKJ Vn7w template < typename T1, typename T2 >
'Bv)UfZ struct result_2
\E3evU
{
!9knFt43 typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
O>j_x W]V } ;
kLw07&H } ;
WfDpeXdO J` J^C kt*""&R 最后一个单参数binder就很容易写出来了
LCMCpEtY*K 3A(sT} template < typename Func, typename aPicker >
aOH$}QnS class binder_1
Eu^?e {
{Bb:S"7NX Func fn;
vhQ IkB8 aPicker pk;
SsE8;IGH public :
39(]UO6^; "\9!9U#! template < typename T >
d!i#@XZ^ struct result_1
vS{zLXg {
[j]3='2}G typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
v8>?,N# } ;
~\^h;A'3 r-];@ template < typename T1, typename T2 >
VaIFE~>E& struct result_2
6cV -iDOH {
DcQ[zdEz+ typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
6eNo}Tos9 } ;
"=S< xT+ =
UT^5cl( binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
(ugB3o 4G4[IAu_ template < typename T >
lnk`D(>W typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
30fsVwE2 {
N BUSr}8| return fn(pk(t));
g5
J[ut }
3.
kP, template < typename T1, typename T2 >
gfPht 5 typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
-!k$ Z {
g{}{gBplnl return fn(pk(t1, t2));
DKG%z~R* }
?{OB+f}Mo } ;
A@kp`- u::2c "XEKoeG{ 一目了然不是么?
1UHStR 最后实现bind
61W
ms@D% ?x|8"*N EN =oA P template < typename Func, typename aPicker >
mrzrQ@sN picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
8Q%rBl. {
g0P^O@8 return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
;;9W/m~] }
Ie[8Iot?bn tCJ+OU5/ 2个以上参数的bind可以同理实现。
4\.1phe$a 另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。
4nfpPNt 9bL`0L 十一. phoenix
/"Bm1 Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
j}2,|9ne ~ "^]\3# for_each(v.begin(), v.end(),
5f:Mb|.? (
}CiB+ do_
me+F0:L [
y3]7^+k cout << _1 << " , "
43"`gF] ]
@o[C
Xrz .while_( -- _1),
/a?*Ap5" cout << var( " \n " )
l 4zl|6% )
c3X'Sv );
yj6o533o 0<8pG:BQ 是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:
+$hqwNh@Z@ 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
y7;i4::A\ operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
bF#* cH 那么我们就照着这个思路来实现吧:
$rAHtr XQW+6LEQ XF`,mV4 template < typename Cond, typename Actor >
7g}lg8M class do_while
'8Q:}{ {
1kG{z;9 Cond cd;
jb!R Actor act;
6[dLj9 G% public :
Q]Ymv:M, template < typename T >
0wxlsny? struct result_1
k}5Sz {
]"jJgO^ typedef int result_type;
r+}5;fQJ } ;
n(|~z 8| 6: do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
yA8e"$ /.'tfy$ template < typename T >
s<i& q {r typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
BM(8+Wj {
]}3AP!: do
zHI_U\"8D {
%6\e_y% act(t);
BI'} }
`uO(#au,U while (cd(t));
G8w<^z>pTg return 0 ;
O>Vb7`z0< }
\"]vSx> } ;
S1iF1X(+?X pZS0;T]W, ZeUA e 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
03WLVP@ 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。
ewNzRH,b 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。
]wH,534 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。
2VrO8q( 下面就是产生这个functor的类:
Op&i6V}<s h&$7^P td:GZ % template < typename Actor >
kEH(\3,l class do_while_actor
h|=<I)}z {
j4ARGkK5B Actor act;
qUH02"z@9 public :
YEL,TU do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
PdUlwT?8C :x36^{7 template < typename Cond >
p)5j~Nl picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
Ow0-}Im~ } ;
Zc_%hQf2A i8F^ N= ^x Wu7q 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
aZ[
aZU 最后,是那个do_
1:7 uS. +d7sy0 n+C]&6-b class do_while_invoker
qSB]Zm< {
HLL[r0P`F public :
'y(;:Kc template < typename Actor >
ea"!:cL(g do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
o"^+ i#H! {
b51{sL return do_while_actor < Actor > (act);
V Ae@P }
q
.[hwm } do_;
%^e~;i=2 -dCM
eC 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
3 34UMH__ 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
y\=(;]S' 最后来说说怎么处理break和continue
' }G!D 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。
W'3&\} 具体实现手法这里就不罗嗦了。
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