一. 什么是Lambda
6" |+\ 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
sU;aA0kz 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,
qm|T<zsDY# pR7 D3Q:^7 d1n*wVl ]L9$JTGF`w class filler
{KM5pK?,BJ {
q|kkdK|N/Y public :
VB@M=ShKK void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
H(ds } ;
~19&s~ O"f|gc)GLz _2nNCu ( 这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决:
mY!&*nYn| n]snD1?KX ZR@PqS+O/ W3Dtt-)E for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
DeGcS1_? ^:,I #] [h~#5x
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
T|ZJ$E0 .?;"iv+ U$AV"F&!&} Oh/2$72 二. 战前分析
F@jyTIS^ 首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。
Oo8"s+G 开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码
4'U #<8 Wf5ohXm> S '%!KGVe for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
o 9{~F`{p /* --------------------------------------------- */
-%>.Z1uj vector < int *> vp( 10 );
ql%]t~HR0 transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
Xjnv8{X /* --------------------------------------------- */
+<\.z* sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
W,p?}KiO
T /* --------------------------------------------- */
mNnt9F3Eq int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
~{f[X3m^ /* --------------------------------------------- */
h . R bdG for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
!F~*Q2PZ9 /* --------------------------------------------- */
Afo qCF for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
gukKa 4: S- 3NxwQ,~ FOD_m&+ 看了之后,我们可以思考一些问题:
z.] 1._1, _2是什么?
O`Ge|4 显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
zua=E2 2._1 = 1是在做什么?
e$=0.GWT 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。
t+m
ug 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。
%TA@-tK= `=VN\W^& m{C 三. 动工
x/xd 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
9ZXEy }q57 3ew`e"s ;-@v1I; hF7#i_UN< template < typename T >
4/ M~# class assignment
2N[S*#~*e {
<R@w0b> T value;
v{*# public :
@G:aW\Z assignment( const T & v) : value(v) {}
N!W2O>VS template < typename T2 >
0ntf%#2{ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
= ,^eQZR: } ;
T{Y;-m 3( `NHS~h oJbMUEQQq 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
]Z#=w 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
MNZD-[ ~x 0x.-^A 6[l{@*r" ELqpIXq# class holder
R3ru<u>k& {
NY9\a[[^[8 public :
Gtpl5g QH template < typename T >
x cA5 assignment < T > operator = ( const T & t) const
l8Ks{(wh {
jj8h>"d return assignment < T > (t);
@O Rk }
l~i&r?,]^ } ;
% C.I2J`_ Qfd4")zhG [
#1<W`95 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:
'Z=8no`< wJKP=$6n_ static holder _1;
`UDB9Ca Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
D4e!A@LJ <u%&@G$F> for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
5
Yf
T 而不用手动写一个函数对象。
1T@#gE["Ic n#lZRwhq ^-GzWT N#"( 四. 问题分析
2%*mL98WK 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。
YqSkz|o}m 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+7rl 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
X23#y7: 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
F;;\I 下面我们可以对这几个问题进行分析。
RNB ha& C!Oz'~l 五. 问题1:一致性
B+8B<xZ 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?|
SWrP0Qjc 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
mcFJ__3MAV %
A8dO+W struct holder
/3ty*LQT {
}4A $j{\ //
L5-Kw+t template < typename T >
U#=5HzE T & operator ()( const T & r) const
m0zbG1OE {
`rLy7\@; return (T & )r;
-U#e }
TaI72"8 } ;
8)
1+j>OQ xpjv@P 这样的话assignment也必须相应改动:
aHdXlmL 3(n+5~{e template < typename Left, typename Right >
? <"H Io class assignment
s2rwFj8 | {
qkk!1W Left l;
*8?0vkZZ2 Right r;
J;AwC>N public :
Y3RaR
9 assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
W+&<C#1|] template < typename T2 >
F T/STI T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
6)_svtg } ;
ltH?Ew<] qZz?i 同时,holder的operator=也需要改动:
s}5,<|DL e0; KmQjG template < typename T >
SZ'2/#R> assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
U3UDA {
}2nmfm! return assignment < holder, T > ( * this , t);
?f\ ~:Gm/ }
k9Xv@v F&= X/ 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
;:5Ahfo \ 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
_)U[c;^6 U&}v1wdZ3 return l(rhs) = r;
VQ,;~^Td 在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
lk?@ =U~ 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
ta'{S=^j pni*#W*n template < typename Tp >
@W+m;4 HH class constant_t
S7Tc9"oqV {
2Sg^SZFH+o const Tp t;
,/uVq G public :
nhZ^`mP constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
,6iXl ch template < typename T >
Je1'0h9d const Tp & operator ()( const T & r) const
Q?uHdmY*X {
C@#KZ`c) return t;
:3aZ_ }
Q eZg l! } ;
S_ELV#X JsZLBq*lP 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
o$%I{}9x 下面就可以修改holder的operator=了
P/e6b
.M 7)Y0D@wg template < typename T >
gf\F%VmSN assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
Z;qgB7-M {
7i@vj7K return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
Z|
f~
}
'1r<g\l Uxl7O4J@H 同时也要修改assignment的operator()
p}:"@6 {`>;I template < typename T2 >
@7j$$ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
sJ
!<qb5 ! 现在代码看起来就很一致了。
Y:-O/X ^0fe:ac; 六. 问题2:链式操作
Y$\c_#/] 现在让我们来看看如何处理链式操作。
C1ZuDL)e 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。
r]<?,xx[ 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。
5H!6#pqM 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。
LeTOVgjA| 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
)U5Ba^"fI xb22: template < typename T >
8EBy5X}US struct result_1
dtDT^~ {
zHu w[ typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
' ] $mt } ;
5dXDL~/2p OKO+(>AQ 那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为:
7(W"NF{r snm1EPj template < typename T >
7~2c"WE struct ref
E-?@9!2
& {
%~$coZY^ typedef T & reference;
JMVh\($,x } ;
Sz'H{?" template < typename T >
:5,
k64'D struct ref < T &>
1[k.apn {
*MM8\p_PuT typedef T & reference;
OS]FGD3a } ;
W#sCvI@
*Q XUy
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
Y-fDYMm XRx^4]c template < typename T >
Yj'/
p typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
hvo7T@*' {
\>N"{T return l(t) = r(t);
L2}p<?f }
n{8v^x 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。
z\zqmW6 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
agUdPl$e\ .jK,6't^ 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
%SKJ#b _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
57`*5X _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
YU6D; +5 调用divide的对象返回一个add对象。
9J4gDw4< 最后的布局是:
55K(]%t Add
#-{^={p" / \
H5X.CcI&} Divide 5
r
t\eze_5A / \
"IuPg=|# _1 3
8d|#W 似乎一切都解决了?不。
8=Aoj%l# 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。
W%_Cda5, 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。
>V|KS(}s 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:
=OR"Bd:O
?j|i|WUD template < typename Right >
>m'n#=yap assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
jx[g;7~X Right & rt) const
,/Usyb,` {
m!LJK`gA return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
Zv^n }
=Yt)b/0b9 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
k+;XQEH 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。
V \Sl->: 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。
YX{c06BHs 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。
E*G{V j 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。
/pYp,ak 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?
,cCBAOueO 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:
)FSa]1t;x lSK<LytB template < class Action >
r$<4_* class picker : public Action
* G0I2 {
-]!zj#& public :
2Mw^EjR picker( const Action & act) : Action(act) {}
>^TcO // all the operator overloaded
{}DoRpq= } ;
.F^372hH3 JGG (mrvR 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。
q:vc;y 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:
6u[
B}%l 07#e{ template < typename Right >
ds
"N*\. picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
9D,/SZ-v {
@l
%x;`E return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
y\@INA^ }
1T/ 72+R0 X|Rw;FY Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
;q&2$Mb 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。
kH" >(f -&QTy template < typename T > struct picker_maker
#CTeZ/g {
9?.
typedef picker < constant_t < T > > result;
=niT]xf } ;
mT&?DZ9< template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
u)9YRMl {
=kDh: &u% typedef picker < T > result;
+Vw]DLWR } ;
Y |'}VU 6O|
rI>D 下面总的结构就有了:
CA]u3bf~ 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。
2kW*Z7@D 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。
GB8>R picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
Y@2v/O,\ 至此链式操作完美实现。
;Yu|LaI\<m 2P2/]-6s#r "fOxS\er 七. 问题3
m
^'! 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。
B*&HQW *u ihBIE template < typename T1, typename T2 >
RZbiiMC> ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
*RJiHcII {
zY2o;-d|4 return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
cg).b?g }
?AYb@&% B'8T+qvA 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:
{N'<_%cu ~fY\; template < typename T1, typename T2 >
SI9PgC struct result_2
]CGH )4Pe {
49-wFF typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
mJ JF } ;
Vl`!6.F3 \kEC|O)8 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?
a_U[!`/w 这个差事就留给了holder自己。
q:<vl^<j ~=k?ea/> q"$C)o template < int Order >
J L!:`#\ class holder;
(g3@3.Kk) template <>
`L7Cf&W\l8 class holder < 1 >
|{9&!=/qf {
-s&7zqW public :
^k5# {?I template < typename T >
tf4clzSTa struct result_1
C8AR^FW {
!P@4d G typedef T & result;
P0ZY;/e5h } ;
W-<`Vo' template < typename T1, typename T2 >
Rgb&EnVW struct result_2
nUScDb2| {
-7(,*1Tk typedef T1 & result;
6!Uk c'r } ;
7g-{<d template < typename T >
Ls/*&u typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
C"R}_C|r)* {
>9,:i)m_ return (T & )r;
c!]Q0ib6 }
_3zJ.% template < typename T1, typename T2 >
Iwe typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
i0'g$ {
Svt%*j return (T1 & )r1;
W<T
Ui51Y }
(kL(:P/ } ;
rAh|r}R ,*Wp$ template <>
%hi]oz class holder < 2 >
tu6<> {
P1dFoQz public :
hr`,s!0Y template < typename T >
y/;DA= struct result_1
dZuPR {
~WKWx.ul typedef T & result;
hp$1c } ;
p
Cgm!t?/ template < typename T1, typename T2 >
0y3C
/>a struct result_2
DqA$%b
yyE {
FYIz_GTk typedef T2 & result;
GC7W7B } ;
yi*EE% template < typename T >
hCob^o typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
g"v6UZ\ {
_*-b0 }T return (T & )r;
+zZ]Txb( }
fE1VTGfd: template < typename T1, typename T2 >
(o4':/es typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
t@!A1Vr@ {
WXd#`f % return (T2 & )r2;
IAMtMO^L }
H^<?h6T } ;
DWupLJpk;c +do*C=z RmJ|g< 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~)JsAXAI 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
uvJmEBL: 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
V\=%u<f #6mr'e1 return l(i, j) = r(i, j);
xtK}XEhG! 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
6\USeZh @?5pY^>DK return ( int & )i;
@./@"mR< return ( int & )j;
L'O=;C"f 最后执行i = j;
)!=fy'] 可见,参数被正确的选择了。
??z&w`Yy, ]0=THq\H sNZOm $ J|CCTXT 3{M0iNc1 八. 中期总结
.p%V]Ka 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:
O)c3Lm-w 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
o.wXaS8 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
z`sW5K(A 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
I].ddR% 7>f)pfLM ~^>g<YR[ (dP9`Na] 2XyC;RWJ% DI[ 九. 简化
!eP0b~$/^J 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。
0s6eF+bs 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
Awe'MG p% 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:
x\pygzQ/ 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
e#@u&+K/f +-*/&|^等
irMBd8WG 2. 返回引用。
Ct]? / =,各种复合赋值等
/w2NO9Q 3. 返回固定类型。
F41g Mg 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
4%7Oaf>9 4. 原样返回。
rEoOv operator,
0yxwsBLy 5. 返回解引用的类型。
@B9#Hrc operator*(单目)
w:2yFC 6. 返回地址。
]W7&ZpF operator&(单目)
O@>{%u 7. 下表访问返回类型。
at(gem operator[]
(I;lE*> 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
A_+*b
[P operator<<和operator>>
R)Dh; XA [ZD`t,x( 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。
X/H2c"!t 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
)2J#pz?. A:*$r Hbzl template < typename Left >
{'cdi` struct value_return
%:y"o_X_ {
d.k'\1o template < typename T >
j6Au<P struct result_1
PMe 3Or@ {
qot{#tk
d typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
w[J.?v&^ } ;
(Kj>Ao #-/_J? template < typename T1, typename T2 >
4Y d$RP struct result_2
|UN#utw{^Y {
A/.z. K typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
|`Be( } ;
qG0gc\C} } ;
$}P>_bq x5,|kJ9S _#w5hXcu 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
P7!gUxcv9Y \>+BvF 下面我们来剥离functor中的operator()
JB HnJm 首先operator里面的代码全是下面的形式:
[yVcH3GcjI 'h 7n} return l(t) op r(t)
cyWDtq return l(t1, t2) op r(t1, t2)
kS_37-; return op l(t)
3Z74&a$ return op l(t1, t2)
]o`FF="at return l(t) op
ar@ysBy return l(t1, t2) op
M+lI,j+ return l(t)[r(t)]
\p\rPfY{> return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
dq3"L!0u aWb5w 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:
/_r{7Gq. 单目: return f(l(t), r(t));
a2H_8iQ! return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
y|YhDO 双目: return f(l(t));
=GLMdhD] return f(l(t1, t2));
s_76)7 下面就是f的实现,以operator/为例
I2C1mV 5S4`.' struct meta_divide
r`C t/]c {
XNkQ0o0 template < typename T1, typename T2 >
7` t, static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
? \NT'CG {
0!`!I0 return t1 / t2;
eb<'>a }
g=s2t"& } ;
X($@E!| !}HT&N8[r 这个工作可以让宏来做:
(ce"ED`1 v9Ez0 :) #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
bM
$WU?Z template < typename T1, typename T2 > \
#4!6pMW(&7 static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
0WAOA6
_x 以后可以直接用
BF]+fs` DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
UFUm-~x` 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
rE\.[mFI (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。。。)
'deqF|Iox zuvP\Y=V` PSa"u5 O 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
U66oe3W 9R4q^tGR\ template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
ooT~R2u class unary_op : public Rettype
]yA_N>k2K {
^Xslj Left l;
@fSqGsSk public :
,YmTx unary_op( const Left & l) : l(l) {}
)X-TJ+d mOx>p"n template < typename T >
XwdehyPhT2 typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
ys|};* {
}ABHGr5[ return FuncType::execute(l(t));
xiQ;lE
}
tNCKL.yU ;,:w%. template < typename T1, typename T2 >
LzkwgcR typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
[T#9#3 {
NGb\e5? return FuncType::execute(l(t1, t2));
_xU2C<)1& }
_1P8rc"Dx } ;
z>W'Ra6 *5;#+%A WK 6|e[iP 同样还可以申明一个binary_op
JKs&!! '>r"+X^W template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
M \3Zj(E/ class binary_op : public Rettype
1(WNrVm; {
%R1$M318 Left l;
-j"2rIl4# Right r;
l&v&a!EU public :
ZNG{:5u, binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
Hsz).u X.!|#FWb+ template < typename T >
!Ql&Ls typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
z c,Q {
lDhuL;9e return FuncType::execute(l(t), r(t));
}K\m.+%=d }
< 5#}EiT5 { Sn
J template < typename T1, typename T2 >
SiSxym typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
-pm^k-%v {
FBJ Lkg0 return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
Po82nKAh }
5R7DD 5c[ } ;
_ ?Z :m !RwOUCk
o9uir"= 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
_D?`'zN 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
dzZ75 DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
%1VfTr5 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。
W02swhS 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
4PAuEM/z 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。。。
<',bqsg[ 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
Lj03Mx.2S 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)
VtD:'L- 下面是修改过的unary_op
\ )n'Ywr >0qe*4n|M template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
iu6NIy7D class unary_op
. 'rC'FT {
SV96eYT< Left l;
O<?z\yBtS^ -|~tZuf public :
,BG
L|5?3z 9N]V F' unary_op( const Left & l) : l(l) {}
o2M4?}TpIV Y:}!W template < typename T >
\@HsMV2+zN struct result_1
)$e_CJ}9e {
7cJh^M typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
w(Hio-l= } ;
42mZ.,< uKocEWB=/F template < typename T1, typename T2 >
gT~Yn~~b struct result_2
;nB.f.e` {
1Qz1 Ehz> typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
$q~:%pQv } ;
s>^$: wzu !q_fcd^c template < typename T1, typename T2 >
3fWL}]{<a typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
h\i>4^]X. {
jh&WL return OpClass::execute(lt(t1, t2));
4w5mn6 MxR }
u$?t |Ll R3=]Av46 template < typename T >
Fxr$j\bm typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
D27MT/=7 {
J#^oUq return OpClass::execute(lt(t));
i+HHOT }
_YgvLz
% J_PbRb } ;
b)Px oCftI':@ o|BEY3| 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
To"J>:l 好啦,现在才真正完美了。
ir ^XZVR 现在在picker里面就可以这么添加了:
wNgS0{}&` *N#{~ template < typename Right >
k)l^;x- picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
VU[4 W8f {
.;xt{kK return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
AH#eoKu }
`vFYeN; 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。
;<=B I! ~'9>jpnw 1ZF>e`t8 \.%GgTF Ce0YO~I 十. bind
*U=%W4?W 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。
mt(2HBNoz 先来分析一下一段例子
qOk=:1`3 ^1^muc[ r g$2)z1 int foo( int x, int y) { return x - y;}
M@/Hd0$ bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
KLn.vA. bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
;{k`nv_6 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。
G*;6cV19 我们来写个简单的。
eJ23$VM+9 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
Cg!]x
o 对于函数对象类的版本:
TE.O@:7Z ZOK,P template < typename Func >
Dqw?3 KB struct functor_trait
Z/S7ei@56 {
VTt{0 ~ typedef typename Func::result_type result_type;
QP{V } ;
+$F_7Hx 对于无参数函数的版本:
ny]R,D0 n(MVm-H template < typename Ret >
/.u0rxoRP} struct functor_trait < Ret ( * )() >
Rn-RMD{dh {
wA#w]8SM typedef Ret result_type;
c=}#8d. } ;
:sY pZX1 对于单参数函数的版本:
XJ`!d\WL/! >
v~?Vd( template < typename Ret, typename V1 >
rIt#ps struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
9"H]zfW {
VHlN;6Qlff typedef Ret result_type;
-W:te7 } ;
n!B*n(;!u 对于双参数函数的版本:
H^c8r^# i.e1?Zk1 template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
;=FSpZ@ struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
d/k70Ybk {
azxGUS_i< typedef Ret result_type;
#Wz7ju; } ;
w)hH8jx{ 等等。。。
8"zFTP*;u 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
d,_Ky#K5b n!r<\4I template < typename Func >
{Di()]/ struct func_return
: ;nvqb d {
J( template < typename T >
M%evk4_27 struct result_1
]R$
u3F {
5)rMoYn25 typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
s5DEuu>g } ;
V4PV@{G _^ 2rRz template < typename T1, typename T2 >
hw@ `Q@ struct result_2
e7(iMe {
OUd&fUmH typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
?4kM5NtP } ;
t@`w}o[# } ;
_i=431Z40 7$l! f ._uXK[c7P 最后一个单参数binder就很容易写出来了
"lFS{7 ^11y8[[ template < typename Func, typename aPicker >
6i6m*=h class binder_1
<QUjhWxDb {
+ti_?gfx Func fn;
5u<F0$qHc aPicker pk;
I,*zZNvRi public :
atW=xn ^Lx(if
WJ template < typename T >
,co~@a@9 struct result_1
\lJCBb+k {
w&vZ$n-| typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
mM> L0 } ;
5@Y rtZI h& t/
L template < typename T1, typename T2 >
@2LpI*]C struct result_2
s\)0f_I {
zPonG
d1 typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
LRJY63A } ;
g H+s)6 <}G*/ z?/ binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
0%Y8M` ~s7 ;
S(KJV template < typename T >
)(?,1>k`Z typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
3tO= {
_M;n.?H
return fn(pk(t));
4@iMGYR9!s }
=N62 ){{ template < typename T1, typename T2 >
9vQI
~rz? typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
Y]xFe > {
Z%Kkh2-uh return fn(pk(t1, t2));
%j.B/U$ }
#%~PNki } ;
(R.l{(A o =oXL2} S,ENbP%0r 一目了然不是么?
|XDbf3^6 最后实现bind
E%[2NsOM] X]Aobtz N)kZ2|oD template < typename Func, typename aPicker >
u<VR;p:y picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
0tL#-47 {
ftr8~*]O return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
x1@`\r#0 }
.T2P%Jn. cYC@@? 2个以上参数的bind可以同理实现。
'n>v}__&| 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。
YB`;<+sY _d[4EY 十一. phoenix
0^0Q0A Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
\>DMN # Jq5](F!z for_each(v.begin(), v.end(),
c %jW' (
!08\w@ do_
7f$ hg8 [
|7pi9 cout << _1 << " , "
TtWE:xE ]
fn~Jc~[G| .while_( -- _1),
LX!MDZz cout << var( " \n " )
_^k9!Vjo )
@@1Sxv_ );
`|rr<Tsy\ [U^@Bk h 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:
6T qs6* 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
7)i6L'r operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
-p-<mC@<&S 那么我们就照着这个思路来实现吧:
z#( `H6n: |z+K]R8_ sTb@nrRxH template < typename Cond, typename Actor >
38gHM9T
xh class do_while
* NB:"1x {
G-DvM6T
Cond cd;
!W4X4@ Actor act;
dsUt[z1w5 public :
k"L?("~ template < typename T >
,&q
Q[i struct result_1
z'!sc"]W6 {
)LdS1% typedef int result_type;
o6v'`p' } ;
# cAX9LV evLZ<| do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
0dKv%X#\ 7`G
FtX} template < typename T >
t0"2Si typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
W]-c`32~S {
vJ a?5Jr do
*#| lhf' {
VGVb3@ act(t);
ImG7E
w }
jgyXb5GY while (cd(t));
skeXsls return 0 ;
H!81Pq~ }
V49[XX } ;
UWPzRk#s" 3c|u2Pl P'Gf7sQt7 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
DOa%|H'P 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。
ukAE7O(W& 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。
:W6R]y 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。
KB\A<(o, 下面就是产生这个functor的类:
,QZNH?Cp/ xV+cX*4h qQ/<\6Sl template < typename Actor >
*@-a{T} class do_while_actor
AnD#k] {
|{j\7G*5 Actor act;
{I9<W'k{ public :
i\yp(tE%^ do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
_KSlIgQ
}0 g4U`Qf3 template < typename Cond >
bPL.8hX
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
U~l.%mui } ;
b&_u+g -nL!#R{e X[;-SXq 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
d+iV19 #i 最后,是那个do_
6z3`*B }[O/u <Z c)q'" r class do_while_invoker
'#ow9w+^ {
-n#fj;.2_ public :
1<n'F
H3 template < typename Actor >
j3$\+<m] do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
Ae3=o8p {
tsys</E& return do_while_actor < Actor > (act);
G{!adBna }
#BOLq`9f } do_;
6EY W:o 11Y4oS 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
s<b(@L 1 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
9_&N0>OF 最后来说说怎么处理break和continue
U3rpmml 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。
R GC DC*\ 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 ]