一. 什么是Lambda d5=xOEv;
:
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 -Q@d
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, :$tW9*\KY
"n
e'iJf_(
G6,8Xwk
MYPcH\K$h
class filler \l2 s^7G_
{ oTfbx+i/G
public :
KC(Ug4
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} U .Od
} ; 5QSmim
1P[Lz!C
3aqmK.`H
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: LC7LO
&wuV}S7
%aKkk)s
.'a |St
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); mr1}e
VM~!
@Y,F&8a$
uqUo4z 5T
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Z:v1?v
,$]q2aL
N 93E;B
_tk5?9Ykn
二. 战前分析 oB\Xl)A<
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 nAg(lNOWN
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 zoJ;5a.3B
K;qZc\q
PWMaB
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); zEB1Br,
/* --------------------------------------------- */ )|{{}w~`
vector < int *> vp( 10 ); .+Ej%|l%
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); duS #&w
/* --------------------------------------------- */ r+\z0_'
w6
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); injmP9ed
/* --------------------------------------------- */ gJ&!w8v.
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); , _$"6
/* --------------------------------------------- */ x/7G0K2\}
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); 6.|~~/
/* --------------------------------------------- */ LU{Z
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); wB)+og-^1f
is(!_Iv
\uk #pL
p4'"Wk8
看了之后,我们可以思考一些问题: $<cZ<g5)
1._1, _2是什么? Fsf22
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。 ;*2e;m~)?
2._1 = 1是在做什么? j0~3[dyqU
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。 kYB
<FwwB
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。 vb- .^l
#%9]Lq
'-IT@}
三. 动工 r?!xL\C\
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: J,O@T)S@
m GhJn
&-fx=gq=
Jg:-TK/
template < typename T > 6^|6V
class assignment :\U3bkv+
{ sAoM=n}!
T value; zy[=OX+
public : GC[{=]}9U
assignment( const T & v) : value(v) {} .$0Ob<.
template < typename T2 > |y%].y)
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } ~TH5>``;gF
} ; LJwM M
M0SH-0T;Z
t^,Qy.L0
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 358/t/4{p
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 9|?Lz
0Qp'} _
,)$KS*f"*z
38rZ`O*D
class holder 5|CiwQg|,p
{ ZZU 8B?)
public :
<%D"eD
template < typename T > X`n0b<
assignment < T > operator = ( const T & t) const b0b9#9x
{ qffSq](D.
return assignment < T > (t);
f_!`~`04
} L~{Vt~H9"
} ; &H&P)Px*_
k|3(dXLG
Mlw9#H6
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: <aaDW
mRH]'dlD7
static holder _1;
9JV
3
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 em[F|
ph?0I:eU
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 5\0.[W{^
而不用手动写一个函数对象。 =Rx?6%
J,G9m4Z7
cXcx_-
(VaN\+I:T
四. 问题分析 *ZR@z80i
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。 AaYrVf 9!
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。 YC&jKx .>
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 8Wx@[!
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Om2X>/V%C
下面我们可以对这几个问题进行分析。 _P<lG[V
KVM@//:{
五. 问题1:一致性 M`P]cX)x
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?| %lJiM`a
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 $xtE+EV.p
yVI;s|jG
struct holder tOg
8L2
{ DRW.NL o
// sV^h#g~Zb
template < typename T > pLQSG}N
T & operator ()( const T & r) const !mxh]x<e
{ o9LD6$
return (T & )r; 1O2h9I$bk
} F|Dz]ar
} ; ]jVSsSv
pOVghllO
这样的话assignment也必须相应改动: zrU$SWU
tOM3Gs~o6z
template < typename Left, typename Right > 4@]xn
class assignment k,R~oSA'n
{ z3Y)-
Left l; @=0r3
Right r; V2s}<uG
public : gQh Ccv
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} reM
template < typename T2 > dA)4(0o8fD
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } rrY{Jf9>
} ; G#n^@kc*,
+%#MrNM'
同时,holder的operator=也需要改动: \8*,&ak%
jqGo-C~
template < typename T > 0"^oTmQN
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const aT1CpY=T|.
{ ah/6;,T
return assignment < holder, T > ( * this , t); UI<PNQvo9
} nE,gQHw
6Sb'Otw.
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。 bj7MzlGFy
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ]EM)_ :tRf
UiK+c30FU
return l(rhs) = r; *lerPY3 q
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。 ^[seK)S=
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 2Ph7qEBQ22
a4jnu:e
template < typename Tp > ~6:LUM
class constant_t '!fFI 1s
{ /y](mu "!
const Tp t; 6PJJ?}P^1
public : ?St=7a(D
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 5{
4"JO3
template < typename T > $uUb$8Bu
const Tp & operator ()( const T & r) const {"0TO|%x
{ lNaez3
return t; XJJ[F|k~
} V"7<[u]K|
} ; < R|)5/9
7zg)h
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 iVq#aXN
下面就可以修改holder的operator=了 {wpMg
7/&C;"
template < typename T > nG},v%
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const :n+y/6*
{ B15O,sL&W
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); @7Rt4}g
} AY&9JSu6
=MJ-s;raq
同时也要修改assignment的operator() 8L7Y
A)u
V/(`Ek-
template < typename T2 > AJ>BF.>
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } co<2e#p;
现在代码看起来就很一致了。 4aalhy<j
1=/doo{^
六. 问题2:链式操作 P e$^Mo.q
现在让我们来看看如何处理链式操作。 6`DwEs?Y{
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。 V`g\ja*Y
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。 =M1a 0i|d
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。 zj9bSDVL(
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct QDjW!BsX3
q'%[[<
template < typename T > .Y u<%
struct result_1 -[zdX}x.:
{ c
YM CfP
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; '<?v:pb9
} ; ]^*_F
0NCOz(L/
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: bl"
(<TM
9<t9a
f\.>
template < typename T > 6z9R1&~%
struct ref YW?7*go'Z
{ K2x6R
typedef T & reference; Gg=aK~q6
} ; KFTf~!|
template < typename T > lBlSNDs
struct ref < T &> |t4Gz1"q=8
{ 'w` SBYQ5
typedef T & reference; ~t{D5#LVHa
} ; ;g:
U[cE
l~]hGLviJE
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: [Krm .)
P9
{}&z%:
template < typename T > Vqa5RVnI
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const U{T[*s
{ BKE\SWu
return l(t) = r(t); (
oQ'4,F
} N{1.gS
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。 )myf)"l5
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 l-<3{!
22)0zY%\
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 !Qv5"_
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: yxaT7Oqh%
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 <X:Ud&\
+5 调用divide的对象返回一个add对象。
E
fP>O
最后的布局是: 9GMH*=3[=
Add 1.Haf
/ \ t{/:( Nu
Divide 5 p!HPp Ef+#
/ \ iEiu%T>
_1 3 W<\ kf4Y
似乎一切都解决了?不。 r+t ,J|V
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。 |rr$U
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 snXB`UC
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: 5z1\#" B[
A#v|@sul
template < typename Right > q%OcLZ<,
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const 4t&gW
Right & rt) const FjD,8^SQW
{ 0n4g$JK7
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); x`]Ofr'
} +<pVf%u5
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 nGq]$h
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。 Ef2Yl
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。 y]yine
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。 {V}t'x`4c
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。 y=[gQJ6~r
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? lq:]`l,6@
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: Sp 7u_Pq{
/Jh1rck
template < class Action > $T"h";M)s
class picker : public Action Ap11b|v
{ 7n\ ThfH{
public : \:]DFZ= !
picker( const Action & act) : Action(act) {} 6yE'/VB<
// all the operator overloaded ;$vLq&(}
} ; tRLE,(S,-
xU@1!%l@
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。 _,DO~L
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: gzVtxDh
S4L-/<s[*
template < typename Right > DW1@<X
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const <(fdHQD!7>
{ ki\B!<uv
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); TG1P=g5h
} Ba/RO36&c
,%A)"doaG
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > bRWIDPh
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。 8V6=i'GK
A[RHw<
template < typename T > struct picker_maker GHv{
{ Vd,' s
typedef picker < constant_t < T > > result; 7e1dEgn
} ; @'*eC}\E
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > 'z)hG#{I
{ LyGUvi
typedef picker < T > result; :%N*{uy
} ; wz|DT3"Xs
z(+&wa
下面总的结构就有了: 8s<^]sFP
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。 Ks#A<! ;=
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。 zm3-C%:Bw
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 \,2gTi,=
至此链式操作完美实现。 w "{bp
&B}Lo
E_~x==cb
七. 问题3 Yg/}ghF\
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。 q7|:^#{av
J5;5-:N
template < typename T1, typename T2 > xZX`%f-
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const W$r^
{ VKy5=2&
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ba8 6 N
} ;> DHD*3X
}<=3W5+
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: W]_g4,T>
)Nbc/nB$
template < typename T1, typename T2 > _m Xs4
struct result_2 %4,xx'`
{ lK*jhW?3:
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; fmFzW*,E
} ; <|a=hHPi:
\^9pW 2v
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? Dzr e'
这个差事就留给了holder自己。 !n eo\
UgR:qjI
_5b0wdB
template < int Order > 6a*83G,k
class holder; RwW$O@0
template <> ?mMW*ico
class holder < 1 > :s"2Da3B
{ W"Z#Fs{n8
public : r?pZ72q
template < typename T > 1SUzzlRx
struct result_1 HMV)U{
{ :N2E}hxk
typedef T & result; W .U+.hR
} ; je,c7ZFO
template < typename T1, typename T2 > l x e`u}[
struct result_2 TiyUr [
{ m2(E>raV6
typedef T1 & result; DVh)w}v
} ; <4c%Q)
template < typename T > pA.._8(t
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const oSY7IIf%L
{ -(9O6)Rs$
return (T & )r; X'x3esw w
} v5T`K=qC
template < typename T1, typename T2 > \,R!S /R#
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const %G[/H.7s-
{ F;P5D<
return (T1 & )r1; hU"F;4p
} o\4CoeG
} ; BxdX WO
zJY']8ah
template <> w>[T&0-N
class holder < 2 > >
H BJk:
{ s]Gd-j
public : .*Vkua
template < typename T > j0x5@1`6G
struct result_1 ZVL
gK}s
{ @}DFp`~5|
typedef T & result; WL
U }
} ; PO o%^'(
template < typename T1, typename T2 > E]1##6Ae
struct result_2 99u/fk L
{
WK==j1
typedef T2 & result; &yU>2=/T
} ; IP ,.+:i
template < typename T > <7'&1=%r
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const X?/Lz;,&
{ xQU"A2{}>
return (T & )r; jXp. qK\"
} c<4F4k7
template < typename T1, typename T2 > ?Vc0)
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const VI_+v[Hk/
{ j (ygQ4T
return (T2 & )r2; b7Oj<!Wo`
} "|t!7hC
} ; Od{jt7 <j#
SkHYXe"]
{x{H$ f
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> >。 *5D3vB*S
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: xE1'&!4O
首先 assignment::operator(int, int)被调用:
ZzcPiTSO
n@
[
return l(i, j) = r(i, j); AnMV <
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) dZ]Rqr
_!
W`M6J}oG
return ( int & )i; ,mKObMu
return ( int & )j; "3}<8c
最后执行i = j; B!;+_%P76
可见,参数被正确的选择了。 -V5w]F'
68e[:wf
]Blf9h7
F*` t"7Lm
&|
!B!eOY
八. 中期总结 ? ?[g}>
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: 1nI^-aQ3
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 3^wC<ZXcD
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 BzN@gQo
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor {C")#m-0
rN5tI.iC
C:i|-te
@i LIU}+
+,5-qm)Gh>
%
frfSGf.#
九. 简化 HBiBv-=,
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。 ho.(v;
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 a#[-*ou`
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: 3FNT|QF
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 |=K_F3aJ
+-*/&|^等 "2{%JFE
2. 返回引用。 I ~$1Lu`~
=,各种复合赋值等 4W;S=#1
3. 返回固定类型。 (Rd$VYuf
各种逻辑/比较操作符(返回bool) gzdG6"
4. 原样返回。 obo&1Uv,/
operator, wCCV2tk
5. 返回解引用的类型。
u0
y 1
operator*(单目) 2@khSWV
6. 返回地址。 4kl Ao$
operator&(单目) i9 A ~<
7. 下表访问返回类型。 [4Q"#[V&9
operator[] :O-1rD
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 +L%IG
operator<<和operator>> }]6f+
f p[,C1U
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。 z|N3G E(.@
例如针对第一条,我们实现一个policy类: rHz||jjU
M 2q"dz
template < typename Left > %,UPJn
struct value_return Vf $Dnu@}z
{ T
.n4TmF
template < typename T > 1^G{tlA-
struct result_1 ,[!LCXp
{ DjLL|jF
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; L,LNv
} ; ig!7BxM)<h
)r tomp:X
template < typename T1, typename T2 > o:p
*_>&
struct result_2 szmmu*F,U:
{ GJA`l8`SQ
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; cg{AMeW
} ; Log|%P\
} ; S\#1 7.=
bC6oqF'#
l"+Jc1\ X
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait SA"8!soY3
J'T=q/
下面我们来剥离functor中的operator() ;zH
HIdQ>-
首先operator里面的代码全是下面的形式: _NZ@4+aW
(k?7:h
return l(t) op r(t) oBQm05x"
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ZH 6\><My
return op l(t) l.+yn91%>
return op l(t1, t2) 3V<&|
return l(t) op >I"V],d!6
return l(t1, t2) op )>a B
return l(t)[r(t)] 5&!c7$K0
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] {XCf-{a]~
9KuD(EJS
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: quxdG>8
单目: return f(l(t), r(t)); t18$x"\4k
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); `3_lI~=eH
双目: return f(l(t)); CH#k(sy
return f(l(t1, t2)); f 2YLk
下面就是f的实现,以operator/为例 b Bc- ^
c1XX~8
struct meta_divide f!_
ctp
{ SU.ythU2,c
template < typename T1, typename T2 > 7^6uG6
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) K9Hqq7"%
{ /j2H A^GT
return t1 / t2; #q\x$
} na+d;h*~y
} ; 9i q""
#]Y>KX2HG
这个工作可以让宏来做: r' Z3
/RnTQ4
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ #FxPj-3(ix
template < typename T1, typename T2 > \ jM)C4ii.-$
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; yV_wDeAz
以后可以直接用 A!i q->+
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) LW)H"6v
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 9ooY?J
(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。。。) IH*s8tPc
@R|'X
KzUlTl0
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 muON>^MbC
GEUg]nw
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > %/%UX{8R
class unary_op : public Rettype 0E`1HP"b
{ V9NTs8LKc
Left l; ),}AI/j;zY
public :
t+uE
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ne}+E
oXsL9,
template < typename T > E0n6$5Uc?
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const b\7iY&.C|
{ $FTO
return FuncType::execute(l(t)); 0#o/ ^Ah
} k(VB+k"3
,5
j"ruZ
template < typename T1, typename T2 > Q,T"Zd Q
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const O`1!
{ w4,Ag{t>
return FuncType::execute(l(t1, t2)); o`S?
} 7r#ymQ
} ; k44Q):ncY7
5*%#o
"UFs~S|e
同样还可以申明一个binary_op ]y{WD=T
OPJ: XbG
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Y$K!7Kq
class binary_op : public Rettype -_OS%ARa
{ &
WOiik
Left l; Elj_,z
Right r; {y= W6uP
public : >4` dy
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} K6JVg$
] ]U<UJ
template < typename T > Z4K+ /<I
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const CBYX]
{ PQmq5N6
return FuncType::execute(l(t), r(t)); $lA
V 6I.
} rf:XRJ<4
VXBY8;+Yp
template < typename T1, typename T2 > 38ES($
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const eDI=nSo
{ 8LkP)]4^sO
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); IA zZ1#/3
} +gd2|`#
} ; ^ >x|z.
qVqRf.-\
u|#>32kV
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 4LcX<BU9
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 RprKm'b8x`
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) /'2O.d0}.
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。 ) /vhclkb
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 8F(h*e_?
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。。。 C;+(Zp
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 uP3_FX:
e
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) ^)!F9h+
下面是修改过的unary_op \`<cH#
.{KjEg 6
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > eK_*2=;XRW
class unary_op #t8{R~y"gv
{ n%^ LPD
Left l; Gc]~wD$
U6ZR->:
public : mbRqJT>@
gF=jf2{YX
unary_op( const Left & l) : l(l) {} D%mXA70
W1Lr_z6
template < typename T > tY${M^^<J
struct result_1 vr^~yEr
{ q LL,F
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; [H\:pP8t
} ; AmPMY:1i"
0kQPJWF
template < typename T1, typename T2 > jxaD&4Fs8
struct result_2 >KLtY|o)
{ =h6
sPJ
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; b !@Sn/
} ; qW:)!z3\
G|w=ez
template < typename T1, typename T2 > keW~ NM
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const PP~rn fE
{ 0_P}z3(M
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); anw}w!@U
} c3*t_!@oC
SKuIF*"!S
template < typename T > r"2V
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const \I-#1M
{ iI@jZVk
return OpClass::execute(lt(t)); G&xo1K]
} L9Z;:``p
Rgo rkZlVM
} ; l\AMl
\
/&& 2u7*
1aVa0q<
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 R3)57OyV
好啦,现在才真正完美了。 \l"&A
现在在picker里面就可以这么添加了: %<?0apO
s](aNe2j
template < typename Right > _zt19%Wg
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const - K%,^6
{ k%wn0Erd
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); )VCzn~uf
} P1b'%
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。 pL1Q7&&c0
6iEhsL&K
hmx=
35
9][(Iu]h7
qm Tb-~
十. bind YSJy`
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。 F/m^?{==~*
先来分析一下一段例子 -LDCBc"
*#%9Rp2|
PkE5|d*,
int foo( int x, int y) { return x - y;} I)q,kP@yY
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 _LAS~x7,
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 HkV1sT
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。 IX: 25CEI2
我们来写个简单的。 2)#K+O3c
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ms($9 Lv/
对于函数对象类的版本: ~^u16z,
Wk:hFHs3
template < typename Func > ^JI o?R
struct functor_trait i,V;xB2
{ nJRS.xs
typedef typename Func::result_type result_type; mS#zraJn5
} ; ,*4p?|A
对于无参数函数的版本: kyAXRwzI
O3N0YGhJ
template < typename Ret > I$Qs;- (
struct functor_trait < Ret ( * )() > 5qg2Zc~
{ 4`Q3v4fOF
typedef Ret result_type; ;fw1
} ; ky
8e p
对于单参数函数的版本: BR'I+lQ
,BF E=:ZIK
template < typename Ret, typename V1 > "fg](Cp[z
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > cJM:
{ $M_x!f'{>
typedef Ret result_type; RH}A
} ; =X?\MVWB
对于双参数函数的版本: mcz+P |
f:g,_|JD$
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > d=,%=@
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 1h*)@
{ 9ukg }_Hx
typedef Ret result_type; D+~_TA
} ; 1)}=bhT
等等。。。 ^8 ' sib
然后我们就可以仿照value_return写一个policy J--m[X
Ggh.dZI4
template < typename Func > MYBx&]!\
struct func_return yCJ Fo
{ r ]W
template < typename T > Oz|K8p
struct result_1 zkTp`>9R
{ |IunpZV
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Ngb(F84H?
} ; nR4y`oP+
:{NC-%4o0
template < typename T1, typename T2 > f84:hXo6
struct result_2 ,uzN4_7u
{ *. 3N=EO
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; \#68;)+=
} ; Ku&!?m@C
} ; %/>xO3"T
X2tk[Kr
|uW:r17
最后一个单参数binder就很容易写出来了 L< zD<M
+A~\tK{
template < typename Func, typename aPicker > 5Z4-Z
class binder_1 "Jjs"7
{ zEZLKWm9-
Func fn; 0!z@2[Pe66
aPicker pk; 0O k,oW{
public : {0! ~C=P
bYz&P`o}
template < typename T > =AVgIv
struct result_1 :V2bS
{ 6t/`:OZC:
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; SI:U0gUc
} ; .^$YfTabq
JQ:Ri
template < typename T1, typename T2 > E;21?`x5
struct result_2 #,{+3Y&5-+
{ >NB?&|
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; %4\OPw&
} ; 9WJz~SP+vR
E~<`/s
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} IrMl:+t\
RE.r4uOJg
template < typename T > z} '! eCl
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const @"T"7c?Cv
{ i(?,6)9
return fn(pk(t)); {cpEaOyOM
} aA-
template < typename T1, typename T2 > #_mi `7!B#
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const )otb>w5
{ DO7W}WU
return fn(pk(t1, t2)); ~Oe Ppa\
} u *
} ; azjEq$<M
y2O4I'/5<
(Qgde6
一目了然不是么? l{w#H|]
最后实现bind smG>sEp2
_2b tfY1U
LQnkcV
template < typename Func, typename aPicker > 10#oG{9
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) VL'
fP2
{ R:p62c;Tv0
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); '03->7V
} %p&k5:4<"#
Av0y?oGH
2个以上参数的bind可以同理实现。 ~j#~\Ir
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。 V|)>{Xdn
VL9-NfeqR
十一. phoenix Y^%T}yTtq
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: bVmAtm[
~.%K/=wK @
for_each(v.begin(), v.end(), `V[!@b:
( D@EO=08<b
do_ ,Ma.V\T[
[ Y32O-I!9u
cout << _1 << " , " 4/X/>Y1
] ^$%Z!uz
.while_( -- _1), )Qm[[p nj
cout << var( " \n " ) "uLjIIl
) +!f=jg06
); ]a2W e`
C@N1ljXJT
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: Q4t(@0e}
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor 8 i&_Jgmr
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 Y-ux7F{=z
那么我们就照着这个思路来实现吧: +.RKi!
]4+s$rG
PL{Q!QJK'
template < typename Cond, typename Actor > BQ^H? jo
class do_while JO14KY*%
{ b]E|*
Cond cd; ?)'~~@NkH
Actor act; 39{{7(hh
public : B7\k< Nit0
template < typename T > OdMO=Hy6d
struct result_1 ?Z\Yu'
{ (><zsLs&
typedef int result_type; gBu1QviU
} ; z9W`FBg
(BX83)
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} ~f|Z%&l|
!h&g7do]Z
template < typename T > 1e xl0]-
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const M>jtFP<S
{ 3Q/#T1@
do B*!WrB:s
{ 4YZS"K'E
act(t); zb6ju]2
} O7']
while (cd(t)); @{h?+
d
return 0 ; %7Kooq(i
} xr0haN\p"
} ; $o@R^sJ
+Taa!hfys
,?
E&V_5
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 9>/wUQs!]
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。 iE0ab,OF
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。 \3Oij^l0
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。 @|yeqy_:
下面就是产生这个functor的类:
2?Ye*-
ry};m_BY
g%[n4
template < typename Actor > /8@m<CW2Y
class do_while_actor J H.K.C(
{ zr76_~B1u
Actor act; SFH-^ly&D
public : DaNW~rd{
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} wo5ZxM
]IJRnVp%
template < typename Cond > 4
;Qlu
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; A5#y?Aq
} ; v"+k~:t*
XwM611
}~Q"s2
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 h72UwJ2rw
最后,是那个do_ 4VN aq<8
l? #xAZx&_
a)*6gf<