一. 什么是Lambda
Z9I
?j1K|! 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
.t%`"C 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,
-~=:tn)0 FPuF1@K YjeHNPf EDGAaN*Q class filler
m-|~tve {
cD4H@!=a public :
dO[pm0 void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
[JX=<a)U } ;
.Aa( /{\mV(F( l*4_
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:
-*"Q-GO [yfi:|n1 F,$ypGr 0VlB7oF for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
P'CDV3+ JdA3O{mT) e^Lt{/ 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
`n`aA)|< ef(OhIX -MH~1Tw6Z JNgl 二. 战前分析
rXg#_c5j 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。
b+ v!3| 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
J*'#!
xIa "( P-VX D4CiB"g3* for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
x4bj?=+ /* --------------------------------------------- */
7<3eB)S vector < int *> vp( 10 );
UZRCJ transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
C{Er% /* --------------------------------------------- */
O'<cEv'B* sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
g_t1(g*s /* --------------------------------------------- */
{nlqQ.jO int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
x*z$4)RP
/* --------------------------------------------- */
92K#xM/ for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
El`f>o+EJ /* --------------------------------------------- */
aY@st]p for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
lip1wR7 $P%b?Y/ f^[:w1X$sM VWR6/,N^_ 看了之后,我们可以思考一些问题:
h\qM5Qx+Q 1._1, _2是什么?
T*sB Wn'am 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。
)\r;|DN 2._1 = 1是在做什么?
d|(@#*{T] 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。
-&\?Q_6 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。
a8!/V@a N=P+b%%:Z F`\7&'I 三. 动工
ZI'Mr:z4 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
an9k2F.) ~kAen \a6knd {Deg1V!x> template < typename T >
.V:H~ class assignment
$x%VUms {
XQ]5W(EP T value;
LxC"j1wfl public :
!F&Ss|(} assignment( const T & v) : value(v) {}
Ohmi(s
template < typename T2 >
6~j.S
" T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
27!9LU } ;
#=B~}
_ &7\q1X&Rr >B9|;,a 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
:.
ja~Q 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
w;p!~o & 0au\X$)Q cp7Rpqg GGR hM1II class holder
Nn;p1n
dN {
'cx&:s public :
g5*Zg_G/ template < typename T >
M4 :}`p=
assignment < T > operator = ( const T & t) const
T] tG,W1>i {
{|~22UkF[V return assignment < T > (t);
hVAP
) "5 }
ekj@;6
d] } ;
J0vCi}L ~ST7@-D0 >b.wk3g@> 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:
6mi:%)" c_xo6+:l static holder _1;
1$g]&' Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
K;wd2/jmJ ZzuEw for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
bQ"w%! 而不用手动写一个函数对象。
MQv2C@K9F D<2|&xaR :>K=kZ=k i$A0_ZJKjZ 四. 问题分析
? }2]G'7? 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。
KF"&9nB 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。
K9X0/ 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
V@xlm
h, 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
Nuw_,-h 下面我们可以对这几个问题进行分析。
Y4 Y;xK" :u7y k@ 五. 问题1:一致性
uZ-yu|1 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?|
6-@
X 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
Y!6,ty' 9Xg+$/ struct holder
m};Qng] {
'o#ve72z1 //
D#T1~r4 template < typename T >
d +Vx:`tT T & operator ()( const T & r) const
vbeYe2;( {
_O-ZII~ return (T & )r;
uV:;q>XM'% }
hYS*J908 } ;
oD]riA>jC ]KS|r+ 这样的话assignment也必须相应改动:
i$Q$y
hT{ 2U-F}Z template < typename Left, typename Right >
Qifjv0&;u class assignment
G6N$^HkW? {
,h'q}5 Left l;
etEm#3 Right r;
=?}
t7}# public :
:n:Gr? assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
<MlRy%3Z template < typename T2 >
|d* K'+ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
'=_}& } ;
j7vp@l6`L L+}q !'8S 同时,holder的operator=也需要改动:
ptS1d$ .cTK\ template < typename T >
wj fk > assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
jrMY]Ea2` {
r?s, return assignment < holder, T > ( * this , t);
8\BCC1K }
`3Gjj&c %d5;JEgA:g 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。
LeA=*+zP[ 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
cC.=,n LCrE1Q%VP return l(rhs) = r;
vxxa,KR/y 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。
y;+5cn C 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
=dyApR:' Xj/U~ template < typename Tp >
+`_I! class constant_t
f&w8o5=|I {
w7H.&7rF const Tp t;
ZI
q!ee public :
kMGK8y constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
&95iGL28Q template < typename T >
nwk66o:| const Tp & operator ()( const T & r) const
>9o(84AxIH {
/qW5M4.w return t;
17Q1Xa }
:>U2yI } ;
%z6.}4h '1lr "}"Q+ 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
5} 9}4e 下面就可以修改holder的operator=了
L~yu G:f\wK[ template < typename T >
"#H@d+u assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
J`T1 88 {
"5]Fl8c?
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
_`>F>aP }
D}SYv})Ti EK^B=)q6:W 同时也要修改assignment的operator()
;- D1n
bwjjwu& template < typename T2 >
3@ a T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
JJHr<|K 现在代码看起来就很一致了。
6~KtT{MYQ c?qg
i"kS 六. 问题2:链式操作
M
<oy 现在让我们来看看如何处理链式操作。
)P:r;a' 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。
B!|<<;Da6 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。
~+1t3M e 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。
m>C}T 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
8SvPDGu`] _zG9.?'b3 template < typename T >
$M F
U9<O struct result_1
)$#]h]ac {
HH>"J/;c, typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
cTO\Vhg } ;
8Wn;U!qT wN [mU 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:
;2||g8' -c-#1_X5 template < typename T >
C WJGr:}& struct ref
{Mc^[}9 {
Vy;f 4;I{ typedef T & reference;
j?&Rf,,% } ;
NZ(c>r6 template < typename T >
MS~c
$ struct ref < T &>
C9-IJj
{
\{F{yq( typedef T & reference;
nezdk=8J/ } ;
cd8~y
Tu Q@b 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
N=J$+ xjHOrr
OQ template < typename T >
~7$E\w6 typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
SST1vzm! {
/5^"n4/M return l(t) = r(t);
k}-@N;zq }
<eU28M?\ 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。
c+PT"/3 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
>#}MDwKZD 6fvzTd}, 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
>hcA:\UPk _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
ITj0u&H: _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
c[:OK9TH +5 调用divide的对象返回一个add对象。
SG1o<#> 最后的布局是:
$dAQ'\f7 Add
t.sbfLu / \
O$}p}%%y7 Divide 5
v\Zni4 / \
tGGv 2TCEy _1 3
T+z]ztO 似乎一切都解决了?不。
pK=$)<I"6 你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。
90)0\i+P 如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。
w
^ v*1KA& OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码:
2Yd0:$a t+'|&b][Qi template < typename Right >
c@RMy$RTF assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
$x,?+N Right & rt) const
i>!7/o {
acuch return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
(pBOv:6 }
i"=6n>\ 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
mQmn &:R XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。
cE}R7,y 因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。
H"|xG;cf 最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。
YQ}xr^VA 除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。
p[BF4h{E 且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么?
v?zA86d_ 正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明:
^06f\7A IYm~pXg^0 template < class Action >
lWS@<j class picker : public Action
BIf E+L( {
s`*
'JM< public :
[%(}e1T( picker( const Action & act) : Action(act) {}
uU v yZ // all the operator overloaded
5t]}(.0+ } ;
*"V5j#F_ wD|,G!8E2 Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。
Ad)Po 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
y:Xs/RS _{CMWo"l template < typename Right >
(vm&&a@ picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
cjzhuH/y {
Xg:w;#r, return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
/C(lQs*l }
F&US-ce:M f}q4~NPn- Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
y+f@8] 使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。
&6fNPD(| m(QGP\Ya template < typename T > struct picker_maker
[(v?Z`cX\ {
;cQhs7m(9 typedef picker < constant_t < T > > result;
Le3H!9lbc } ;
s(*LV2fa template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
}ge~Nu>w {
Wz)O,X^ typedef picker < T > result;
)i8Hdtn } ;
cW B> K#bd b 下面总的结构就有了:
}gL:"C"~ functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。
n<
UuVu picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。
4Q2=\-KFj picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
PI{;3X}9$, 至此链式操作完美实现。
3nb&Z_/e yl|?+ y,{=*2Yt 七. 问题3
Jy&O4g/'5 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。
?E1<>4S8 OiI[w8 template < typename T1, typename T2 >
MB]8iy8 ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
#+)AIf {
V~j:!=b%v return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
}SL&Y `Y] }
H#pl&/+ #CKPNk
c 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:
NQQ+l0txI [ kI|Thx template < typename T1, typename T2 >
Tb~|p_;o struct result_2
gO>XNXN{ {
W\mj?R typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
RL Beti> } ;
NfG<! 8<BYAHY^ 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?
p;;4b@ 这个差事就留给了holder自己。
>eX&HS oy GM&< ?K1 \G}02h template < int Order >
j\W"P_ dpd class holder;
ZL!,s# template <>
#2*l"3.$.R class holder < 1 >
ZAe'lgS {
X.~z:W+ public :
ze* =7 template < typename T >
b1rW0}A struct result_1
tC;LA 4 {
O~3<P3W typedef T & result;
<sU?q<MC } ;
BE,XiH; template < typename T1, typename T2 >
?`9XFE~a! struct result_2
Y"Y%JJ.J {
yV{&x typedef T1 & result;
G]Rb{v,r } ;
'i-6JG% template < typename T >
Hzm<KQ
g typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
@Z0?1+k {
Q7<%_a return (T & )r;
;E,^bt<U }
G$#Q:]N template < typename T1, typename T2 >
2xPkQOj3 typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
w'Y(doY, {
K1`Z}k_p. return (T1 & )r1;
Ynn:, }
--S1p0 } ;
z1dSZ0NoA e}@VR<h template <>
pe}mA}9U class holder < 2 >
YUGE>"{ {
fU/&e^,
's public :
n $Nw/Vm template < typename T >
r"E%U:y3P struct result_1
VT>TmfN(I {
]~a;tF>Fw
typedef T & result;
&%@e6..Ex } ;
rV{:'"=y- template < typename T1, typename T2 >
l=|>9,La struct result_2
}%8 :8_Ke {
@=
E~` typedef T2 & result;
E[$"~|7|$ } ;
@`Fv}RY{ template < typename T >
'=s{9lxn^ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
^)J2tpr;]= {
d_v]mfUF return (T & )r;
ko-3`hX` }
[j3-a4Wu template < typename T1, typename T2 >
$,Eb(j typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
e0s* {
!
qVuhad. return (T2 & )r2;
_ MsO2A }
<x!q!; } ;
(-}:'5|Yj GG0H3MSc 'iY~F 0U 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> >。
Zr(4Q9fDo 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
(M0"I1g|w 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
i2+r#Hw#5R ;C^!T return l(i, j) = r(i, j);
.j
et0w 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
$ol]G`+ _+sb~ return ( int & )i;
%wFz4: return ( int & )j;
}nEa9h 最后执行i = j;
MQc<AfW3/ 可见,参数被正确的选择了。
XC(:O(jdA2 64LX[8Ax# %IA1Y>` }4uHT.) v9,<2 八. 中期总结
[Xa,| 目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事:
%fT%,(
w}t 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
-R]Iu\ 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
vU,V[1^a 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
&6feR#~A bUzo> fm_ ,59G6o `w6*(t:T 58S qB qix$ }(P 九. 简化
bmOK8 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。
_2-fH 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
OXxgnn>W' 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:
@Ojbu@A 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
t !8(I R +-*/&|^等
+TZVx(Z&A 2. 返回引用。
Af"p:;^z =,各种复合赋值等
v~*Co}0OB 3. 返回固定类型。
~xa yGk 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
1^ijKn@6 4. 原样返回。
a
Xn:hn~O operator,
AqA.,;G 5. 返回解引用的类型。
>]L\B w operator*(单目)
~GLWhe-
6. 返回地址。
LULRi#n operator&(单目)
(+CNs 7. 下表访问返回类型。
+F?}<P_v operator[]
UVd
^tg 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
-k?K|w*X operator<<和operator>>
n2(`O^yd7C KqL+R$??"( OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。
ynZp|'b?< 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
bhl9:`s "X(9.6$_ template < typename Left >
34
'[O struct value_return
LE|DMz|J {
oO3X>y{gN template < typename T >
aBd>.]l? struct result_1
Z,~PW#8<& {
b}3t8?wG& typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
e#AmtheZR } ;
dHkI9; 0;L.h|R T( template < typename T1, typename T2 >
vn+~P9SHQ struct result_2
Kr'Yz! {
7Y%Si5 typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
&R))c|>OT& } ;
-l~+cI \2 } ;
NI:3hfs V}MRdt7 T8BewO=} 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
/,yRn31[ U+Vb#U7; 下面我们来剥离functor中的operator()
M1q_gHA 首先operator里面的代码全是下面的形式:
=3Ohy,5L `< 82"cAT{ return l(t) op r(t)
#=T^XHjQ return l(t1, t2) op r(t1, t2)
;LC?3. return op l(t)
YmwXA e: return op l(t1, t2)
'-BD.^!! return l(t) op
gle<{
` return l(t1, t2) op
k#n%at.g return l(t)[r(t)]
YCq:] return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
Yw6uh4 h-]c 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:
HPXJRQBE 单目: return f(l(t), r(t));
A!v:W6yiz return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
e!ql8wbp 双目: return f(l(t));
<
w;490g return f(l(t1, t2));
o;u~Yg 下面就是f的实现,以operator/为例
$>zqCi2tB< PDS?>Jg( struct meta_divide
KJv[z {
B2Kh~Xd template < typename T1, typename T2 >
Cw l: static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
\cdns; {
_`.Q7 return t1 / t2;
h!7Lvh`o }
A: O"N } ;
eVzZfB-=4} _h I81Lzq 这个工作可以让宏来做:
G1Vn[[%k =z4J[8bb #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
,hWuAu6.L template < typename T1, typename T2 > \
!xU[BCbfYV static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
VHG}'r9KC% 以后可以直接用
}1 j' DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
*6G@8TIh 来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数
RWFvf (ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。)
}tQ^ch; Q QabLMq@n` Z^J7r&\V 下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体
BZ(DP_}&D pq:[` template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
Q\}Ck+d`a class unary_op : public Rettype
R+El/ya:6 {
ByacSN Left l;
qCB{dp/ public :
lx7]rkWo|a unary_op( const Left & l) : l(l) {}
R\-]$\1D *-S?bv,T' template < typename T >
03.\!rZZ typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
$}fY
B/ {
mNsd&Rk' return FuncType::execute(l(t));
j9X|c7| }
{B4.G8%Z i0Rj;E=:] template < typename T1, typename T2 >
&UNQ4-s typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
,b:~Vpb1I {
bq9/d4 return FuncType::execute(l(t1, t2));
4(,M&NC
}
lqmr`\@) } ;
'hFL`F* ?<T=g =2YXh,i 同样还可以申明一个binary_op
:?
s{@7 Y ` Z,52 template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
8T[<&<^- class binary_op : public Rettype
q7I!wD9Cff {
7GCxd#DJ Left l;
yb>R(y Right r;
]<K"`q2 public :
~[f`oC binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
Er
-rm 7*
[ template < typename T >
N( f0, typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
//RD$e?h~ {
t*)!BZ return FuncType::execute(l(t), r(t));
y.-Kqa~ }
c|K:oi,z 2%*\XPt) template < typename T1, typename T2 >
2XEE/]^ typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
E^0a; |B[ {
=\mJ5v"hA return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
TM|PwY }
?<S fhjU } ;
QMy1!:Z&! [7 NO !^ $<"I*l@ 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
$/ $Hi U`. 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
6J">@+ DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
F%.UpV, 那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
64vj6 &L 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
Ktu~%)k% 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
nPDoK!r' 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
@2On`~C` 这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan)
VGc.yM)&
j 下面是修改过的unary_op
+(W7hK4ip ;rNX template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
c|Z6p{)V class unary_op
GB;_!69I {
p=^6V"' Left l;
t,Q"Pt? g1:%986jv public :
H7k@Br 3w"_Onwk unary_op( const Left & l) : l(l) {}
L$rr:^J RS@[ +! :t template < typename T >
g)!q4
-q struct result_1
2dK:VC4U {
Cs\jPh;" typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
dpX Fx"4A } ;
ru~!;xT bAy\Sr
#/ template < typename T1, typename T2 >
H/Rzs$pnv struct result_2
z: {
OmK4
\_. typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
D6"d\Fm< } ;
;]bW '&2-{Y [! template < typename T1, typename T2 >
27}7
n typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
Z~}9^ (qc {
~N7;.
3 7 return OpClass::execute(lt(t1, t2));
$~VIx% h }
TuaP z`NJelcuz\ template < typename T >
Z3=N= xY] typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
V-E 77u6{0 {
S<-5<Pg return OpClass::execute(lt(t));
NjPQT9&3h }
AX
Q.E$1g I*$-[3/ } ;
d+6q%U PHUeN]s# Mz86bb^J 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
WF_QhKW|k 好啦,现在才真正完美了。
a5/Dz&>j6 现在在picker里面就可以这么添加了:
=-&h@mB;G l|iOdKr h template < typename Right >
>_ G'o picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
2E`mbT,v& {
mNEh\4ai return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
/k(wb4Hv }
nLC5FA7< 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。
c=QN!n:
-@Urq>^v T Qpj[]c5 ReL+V B6KG\,'| 十. bind
YW&`PJ9o 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。
p L^3*B.Nr 先来分析一下一段例子
SoHaGQox k*!iUz{] +@H{H2J 4 int foo( int x, int y) { return x - y;}
M{jq6c bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
`%EcQ}Nr bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
*-uzsq.W 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。
5uOz #hN 我们来写个简单的。
mdo$d-d& 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
4sW~7:vU 对于函数对象类的版本:
cMoJHC,! -t>"s'kv template < typename Func >
m(^N8k1K; struct functor_trait
Plhakngj {
@K}h4Yok typedef typename Func::result_type result_type;
^zS;/% } ;
Bu+?N%CBi 对于无参数函数的版本:
;*ULrX4[ )CmHC3 template < typename Ret >
MZB}O"
r struct functor_trait < Ret ( * )() >
{`T^&bk {
,nGQVb typedef Ret result_type;
TtKKU4 yp } ;
ez)Ks` 对于单参数函数的版本:
RCxwiZaf33 E H%hL5( template < typename Ret, typename V1 >
td23Z1Elk# struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
KmM:V2@A$ {
%tZrP$DQ typedef Ret result_type;
X#K;(.},h } ;
45$aq~%as 对于双参数函数的版本:
q)KOI`A {MTtj4$ template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
(d
(>0YMv struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
eT ]*c?" {
r y@p typedef Ret result_type;
^tI&5S]nE } ;
jUgx
;= 等等。。。
A wk1d 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
;sq xFF@ zK{} template < typename Func >
?r5a* struct func_return
r.6?| {
,?Zy4- template < typename T >
53pT{2]zAi struct result_1
0IA'5) {
Q<ia typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
E*fa&G~s ) } ;
Kp1 F"! q^n
LC6q template < typename T1, typename T2 >
;Ru[^p.{ struct result_2
Q&_#R(3j; {
>l/pwb@ typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
a/3'!} &e } ;
t~nW&]E } ;
%+;l|Z{Uf 5,V*aP "r3h+(5 最后一个单参数binder就很容易写出来了
3bjCa\ " EAKW^'D template < typename Func, typename aPicker >
C3~~h|: class binder_1
"a33m:]J {
YI > xxWA Func fn;
LU`) aPicker pk;
LP'q$iB! public :
^N
4Y*NtV7 g)D@4RM template < typename T >
[z+YXs!N struct result_1
^tWSu?9 {
Wg,@S*x( typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
d6-q" } ;
Q2* 8c$ pSIXv%1J template < typename T1, typename T2 >
Wa.!eAe} struct result_2
E|SmvIV- {
%g3QE:(2@q typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
]KXyi;n2 } ;
~Fl\c- \u(Gj]B#" binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
NWQ7%~#k* T4gfQ6# template < typename T >
8}4.x3uw typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
jVN=_Y}\ {
d(R8^v/L return fn(pk(t));
-vk/z+-^! }
,# .12Q! template < typename T1, typename T2 >
JP
{`^c typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
jUR*
| {
$ndBT+i return fn(pk(t1, t2));
]Y76~!N }
z7)$m0',? } ;
:?m"kh
~ ~i'!;'-_} b&1hj[`) 一目了然不是么?
U2vb&Qu/ 最后实现bind
fb^R3wd$ff nA.U'=` 4e;
le& template < typename Func, typename aPicker >
_%B,^0;C picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
3DB= Xh {
)hoVB return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
W_Y56@7e }
$vYy19z a>,_o(]cW 2个以上参数的bind可以同理实现。
>uQjygjj 另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。
*ezft&{)` {)!ua7GF0H 十一. phoenix
9L4;#cy Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
{.o4U0+ A=e1uBGA for_each(v.begin(), v.end(),
0]]OE+9<c (
vk( I7 do_
xy$aFPH!- [
T?.l_"%%d cout << _1 << " , "
D+ jvF ]
:P+7ti@ .while_( -- _1),
f4NN?"W) cout << var( " \n " )
vS3Y9|-: )
V$Oj@vI );
U7f
o4y1} _+7P"B|\ 是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:
mL'A$BR` 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
Dvl\o; operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
Nt?=0X|M 那么我们就照着这个思路来实现吧:
r;H#cMj `022gHYv _,UYbD\[J} template < typename Cond, typename Actor >
6U%d3"T class do_while
1 <lfo^B {
CD^@*jH9" Cond cd;
'@\[U0?@K Actor act;
$M4_"!
public :
2_?VR~mA# template < typename T >
}XpZgd$ struct result_1
Xqew~R^MP {
jO*H8XO typedef int result_type;
Qx!Bf_,J } ;
Y( EF ):: F J?]|S.?, do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
<veypLi"R HTMo.hr template < typename T >
\Ov~ t typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
c5O8,sT {
'X/:TOk{W do
bmKvvq {
k][{4~z
act(t);
0D `9 }
4Sdj#w while (cd(t));
pjSM7PhQ return 0 ;
?G]yU }
#,})N*7 } ;
gQY`qz _ |HA\! $`0,N_C<} 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
M;KeY[u 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。
u3UN 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。
=_Z.x&fi 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。
j"zW0g!S 下面就是产生这个functor的类:
$~
d6KFT wXBd"]G)C CR#-!_=4 template < typename Actor >
Z7e"4wA class do_while_actor
AAB_Ytf {
,MHF Actor act;
o`'4EVw* public :
I\j- do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
UalwK "EWq{l_I5$ template < typename Cond >
;9J6)zg !n picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
61HJ% } ;
5,|{|/ H,j_2JOY= ]f wW
dtz1 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
n}4q2x" 最后,是那个do_
^hT2ed + g0;6}n j^f54Ky. class do_while_invoker
Gs04)KJm< {
$h=v;1" public :
vJx( lU`Y template < typename Actor >
(gcy3BX; do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
nI+.De~ {
@|'9nPern return do_while_actor < Actor > (act);
L`rrT }
EgzdRB\Cf } do_;
{sq:vu@NC V;~\+@ 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
Lo}/k}3Sx 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
_Ii=3Qsf 最后来说说怎么处理break和continue
lC
d\nE8G 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。
a^O>i#i 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 ]