一. 什么是Lambda
U:c!9uhp 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
,'m<um 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,
k]`I3>/L L{N9h1] + B%fp* nYY@+%`]z class filler
\gki!!HQ {
Nj*J~&6G public :
(ScL C void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
Xgn^)+V: } ;
5@P2Z]Q "X's>uM >e($T!}Z 这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决:
:g}WN Ui@Q&%b ,E$^i~OO X_Is#&6; for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
&48wa^d x,@cU}D Jj*XnL* 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
[m?eSq6e2b {[61LQ6V9 UMpC2)5 :R{Xd{? 二. 战前分析
Ra&HzK? 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。
`n
Y!nh6! 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
eEb(TG~,Y c>:}~.~T 1,T8@8# for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
Eh#W*Bg /* --------------------------------------------- */
!F/;WjHz vector < int *> vp( 10 );
`]#D dJ_| transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
(WCpaC /* --------------------------------------------- */
1&ZG6#16q sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
qS*qHT(u19 /* --------------------------------------------- */
9(QY~F int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
\'&:6\-fw /* --------------------------------------------- */
HtgVD~[] for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
8TD:~ee /* --------------------------------------------- */
;iy]mPd for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
`8\_ ]w0 /P<RYA~ %L=roqz D\
HmY_ 看了之后,我们可以思考一些问题:
A?ma5h 1._1, _2是什么?
u^s{r`/ 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。
U2$e?1y 2._1 = 1是在做什么?
v2gK(&? 既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。
e!d&
#ofw| Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。
,6~c0]/ _]E"hr6a K8XX O " 三. 动工
;}#tm9S; 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
8OqG{jmG n AQB <@.f# U`ey7
template < typename T >
,oT?-PC$z class assignment
t~)w921> {
wr~# rfH T value;
MIub^ $<C public :
UN'hnqC assignment( const T & v) : value(v) {}
CtTG`)"| template < typename T2 >
?9mFI (r~ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
1t+]r:{ } ;
2/PaXI/Z ~j^HDHY@ T|GRkxd,E3 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
,v4Z[ ( 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
X4!`
V? F6dm_Oq& ~QJD.'z !sfOde)$ class holder
Se9I1~mX {
:aV(i.LW
public :
O _yJR template < typename T >
9IIQon assignment < T > operator = ( const T & t) const
<:-|>R". {
@2v L'6 return assignment < T > (t);
sOa`T k }
J Xo_l } ;
$2A%y14 HTao)`. DM/J,q 由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上:
Qf6]qJa| ,}2M'DSWa static holder _1;
x|<rt966A Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
bU/5ug. ;eI,1
[_ for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
K
4j'e6 而不用手动写一个函数对象。
x/{ 3v
:PBmE k|F<?:C SouPk/-B80 四. 问题分析
(=}U2GD* 虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。
M\ vj&T{k 1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。
X3tpW`alo 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
x$QOOE] 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
J
[J, 下面我们可以对这几个问题进行分析。
@QV|<NeH :/c=."z. 五. 问题1:一致性
(5]<t&M 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?|
F8$.K*tT 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
M&Sjo' ( . |lm struct holder
poGF {
lsU|xOB //
i=OPl template < typename T >
|!euty :: T & operator ()( const T & r) const
6AKH0t|4 {
u3(zixb return (T & )r;
F-k3'eyY }
P6&@fwJ< } ;
51W\ %aB l3R`3@ 这样的话assignment也必须相应改动:
;g?oU"Y M dX-{75o5P template < typename Left, typename Right >
{1li3K&0s class assignment
><}FyK4C {
&?f{. Left l;
;|
##~Y.9 Right r;
S75wtz)e public :
biKom|<nm assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
9F845M template < typename T2 >
m{9m.~d T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
\< <u } ;
1q0DOf]!T d@#!,P5` 同时,holder的operator=也需要改动:
bccJVwXv \-a^8{.^E template < typename T >
xPWzm
hF assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
!*HH5qh6 {
TUHC[#Vb? return assignment < holder, T > ( * this , t);
!(~eeE}|lM }
N`1:U
4} %W~Kx_ 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
L}UJ`U 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
PVH^yWi
n S;sggeP7, return l(rhs) = r;
B!0o6)u' 在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
>&6pBtC_ 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
N3
.!E| =kH7 template < typename Tp >
DygMavA. class constant_t
Q*&>Ui[& {
e`
Z;}&
, const Tp t;
`% k9@k. public :
6*8"?S' constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
J@PwN^` template < typename T >
~CIA6& const Tp & operator ()( const T & r) const
wvBx]$SC {
fDt#<f 4; return t;
6My=GByC }
xy)Y)yp } ;
u&yAMWl 43-mv1>. 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
PeGA+0bm 下面就可以修改holder的operator=了
92!1I$zi ~XQj0' template < typename T >
{XH!`\ assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
Fka&\9i {
by!1L1[JTt return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
j oDY }
*z
I@Htp KI)jP(( 同时也要修改assignment的operator()
ATl.Qku@ 9Jd{HI= template < typename T2 >
>
2_xRn<P T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
2k;>nlVxX 现在代码看起来就很一致了。
$*w]]b$Dn s ;EwAd( 六. 问题2:链式操作
12qX[39/ 现在让我们来看看如何处理链式操作。
DuX7 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。
{:BAh5e| 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。
Y'7f"W 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。
JAJo^}}{b 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
r LQBaT7t# qn)
VKx= template < typename T >
Afa|6zZ> struct result_1
Gu[G_^> {
u`?MV2jU2 typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
:EJ8^'0Q } ;
-kFEVJbUyc h6J0b_3h4 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:
M"# >?6{ x&}pM}ea template < typename T >
8CCd6)cG struct ref
]."~) {
hM$K?t typedef T & reference;
DP{kin"4I } ;
K8`Jl=}z%& template < typename T >
}dcXuX4{r struct ref < T &>
Wy1#K)LRb {
&Ui*w% typedef T & reference;
IxN0m7 } ;
_2u RY _+Tq&,_:o 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
^ [FK<9 lh^-L+G:Ok template < typename T >
L3}n(KAJj typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
Su.imM! {
N3/G6wn return l(t) = r(t);
vEQw`OC }
qJV2x.! 可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。
'YQ^K`lV 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
;Z>u]uK4+ 1EE4N\ 有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么
3sr>?/>: _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
`;KU^dH _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
CB V(H$d +5 调用divide的对象返回一个add对象。
,liFo.kT8% 最后的布局是:
MI8f(ZJK5 Add
ZqT8G / \
R\DdU-k Divide 5
B=)&43)\ / \
t6-He~ _1 3
fKEZlrw 似乎一切都解决了?不。
EJC{!06L'/ 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。
)}ygzKEa 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。
}U <T>0 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:
uWm,mGd9 G bW1Lq&" template < typename Right >
F3d: W:^_ assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
Y2lBQp8'| Right & rt) const
+,oEcCi {
wxC&KrRF return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
n1
k2<BU4b }
K>%}m, 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
+5:Dy,F= 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#MI@]V~ 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。
U|tUX)9O 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。
aqL#g18 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。
3JhT 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?
f@JMDJ 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:
UqVcN$^b 5:S=gARz template < class Action >
tc-pVw:TV class picker : public Action
t<8vgdD {
Oz8"s4Y7 public :
Z8vMVo picker( const Action & act) : Action(act) {}
Ug :3)q[O // all the operator overloaded
K|n%8hRy } ;
jhRg47A R#"LP7\ Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。
RLy2d'DS 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
0}LBnV y$i^C: N template < typename Right >
0)<\jo1 F picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
`O5 Hzb(} {
hM_0/o- return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
(RXOv"''= }
n8h1SlK08 \!-IY Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
_LVwjZX[ 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。
,=TY:U;? V]E#N template < typename T > struct picker_maker
MH wjJ {
4o/}KUu(* typedef picker < constant_t < T > > result;
@*Y"[\ "$ } ;
Rs$fNW@P template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
V_'!# {
J \06j%d, typedef picker < T > result;
ShP&ss } ;
X283 . ? &^q!,7.J 下面总的结构就有了:
c:*[HO\ 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。
f$7Xh~ picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。
#|92+ picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
k4n4BL 至此链式操作完美实现。
2SjH7
' p :v'"A} dM-qd` 七. 问题3
egXHp<bqw 如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。
`EBI$;! %-nYK3 template < typename T1, typename T2 >
_cRCG1CJ ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
st_.~m!/ {
\*a7o GyH> return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
Uzi.CYVs% }
ol[sX=5 * UO1WtQyu,H 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:
E{wnhsl{ sn!E$ls3O template < typename T1, typename T2 >
Q1 t-Z;X struct result_2
@p$Nw.{' {
61aU~w11a typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
l1 M
% } ;
AfAlDM' )7aUDsu>4 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?
:eH*biXy}2 这个差事就留给了holder自己。
CI#6r8u JJQS7,vG QLPb5{>KDS template < int Order >
iH`Q4 class holder;
~vb yX template <>
9 HiH6f^5 class holder < 1 >
{+3
`{34e {
h]+UK14m public :
*jf%Wj)0M template < typename T >
'9ki~jtf= struct result_1
gTM*td(~^ {
+!~"ooQZh typedef T & result;
7^oO
N+=d } ;
|#b]e|aP template < typename T1, typename T2 >
#NyfE|MKBC struct result_2
< NRnE8: {
iJ&jg`"=F typedef T1 & result;
P
Nf_{4 } ;
OGR2Y template < typename T >
SzTa[tJ+ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
UR|Au'iu {
Vr^UEu.w? return (T & )r;
Vsj1!}X: }
XsEotW template < typename T1, typename T2 >
3LkcK1x. typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
;],Js1m {
ke)}JU^" return (T1 & )r1;
@zCp/fo3 }
u\AL`'v } ;
94}y,\S~ Pf:;iXH? template <>
5Ic'6AIz class holder < 2 >
@ *<`*W {
'PqKb%B| public :
~Fe$/*v template < typename T >
1RgERj struct result_1
jhJ'fI {
FX
%(<M typedef T & result;
v;sWI"Fv! } ;
|muZv!,E template < typename T1, typename T2 >
vf@toYc[E struct result_2
iAr]Ed"9| {
Be~'@ typedef T2 & result;
aN;c.1TY } ;
-`A+Qp) template < typename T >
8yC/:_ML typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
hDf!l$e. {
*}'3|e4w} return (T & )r;
nZX`y
-AZ }
96d&vm~m1 template < typename T1, typename T2 >
1wg#4h43l typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
u- }@^Y$M {
_u9bZ' return (T2 & )r2;
0F%/R^mw }
m7|S'{+! } ;
ELZ@0, bcYGkvGbO v:gdG|n" 新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
(XNd]G 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
Kw =RqF 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
EEP&Y? w&>*4=^a return l(i, j) = r(i, j);
8xt8kf*k 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
+62}//_? (,R\6 return ( int & )i;
A\})H return ( int & )j;
8K9RA< 最后执行i = j;
7po;*?Ox 可见,参数被正确的选择了。
)
S-Fuq4i4 :0kKw=p1R jG%J.u^k ()ww9L2 T}jW,Ost 八. 中期总结
MP
p 目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事:
|)OC1=As 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
+fN2%aC 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
?!u9=?? 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
G6bvV*TRi .\+c{ JYnyo$m/ wAo6:) qGi\*sc>x d~KTUgH'< 九. 简化
GA"vJFQ 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。
eB9F35[ 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
v.53fx 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:
? CU; 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
R(s[JH(& +-*/&|^等
W/.n
R[! 2. 返回引用。
XCT3:db =,各种复合赋值等
%3yrX>Js 3. 返回固定类型。
~xJ^YkyH 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
|fY#2\)Yx 4. 原样返回。
epI~w operator,
\Rw^&;\1 5. 返回解引用的类型。
g,B@*2Uj operator*(单目)
} x
KvN 6. 返回地址。
em2Tet operator&(单目)
JyePI:B&)j 7. 下表访问返回类型。
M hjIE<OI= operator[]
X([@}ren 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
75iudki operator<<和operator>>
{<zE}7/2- {KSy I# 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。
1ZXRH;J40 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
PHMp,z8 L+Gi template < typename Left >
uT
Y G/O struct value_return
A:\_ \B%< {
e 8^%}\F template < typename T >
.*?)L3n+t struct result_1
f[q_eY {
gX(8V*os^ typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
x[R?hS,0t } ;
r;O?`~2'4 M"foP@ template < typename T1, typename T2 >
Mo]iVj8~ struct result_2
}Qh%Z) {
knzQ)iv&& typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
oJZ0{^ } ;
0ke1KKy/d } ;
O]l-4X#8F uN0'n}c;1. ~Fo`Pr_ 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
@"iNjqxh z'zC 下面我们来剥离functor中的operator()
r#d]"3tH 首先operator里面的代码全是下面的形式:
3*R(&O6} ;1k_J~Qei return l(t) op r(t)
Q;@w\_OR return l(t1, t2) op r(t1, t2)
~]BR(n return op l(t)
)+.AgqxI return op l(t1, t2)
"WqM<kLa return l(t) op
NJKk\RM@7 return l(t1, t2) op
R(2MI}T return l(t)[r(t)]
T{
lm
z<g return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
^.M_1$- w_YY~Af 很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式:
nZ`=Up p) 单目: return f(l(t), r(t));
E8o9ufj3 return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
Y3xEFqMU 双目: return f(l(t));
8g/r8u~ return f(l(t1, t2));
XX*f 下面就是f的实现,以operator/为例
t5QGXj FYK}AR<= struct meta_divide
ve4QS P {
*T{KpiuP template < typename T1, typename T2 >
Ds\f?\Em static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
aX~'
gq> {
]xhH:kW4 return t1 / t2;
2Mu(GUe; }
eoPoGC } ;
mW)"~sA C|rl",& 这个工作可以让宏来做:
w$Mb+b$ $'lJ_jL #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
5a* Awv} template < typename T1, typename T2 > \
.\)p3pC) static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
FFH{#|_1 以后可以直接用
hflDVGBW DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
+7K]5p;!~ 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
l_x>.' a (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。。。)
h#8{fr)6 s'@@q ]j(Ld\:L 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
dRTpGz <pUc(
tPoz template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
6:\z8fYD class unary_op : public Rettype
[92bGR{ {
FRTvo Left l;
vaZ?>94 public :
BimM)4g unary_op( const Left & l) : l(l) {}
a[gN+DX%L |nO}YU\E template < typename T >
Iq47^ typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
D7$xY\0r {
fVBRP[, return FuncType::execute(l(t));
N?Ss/by8Sg }
sQT,@'" Jaf=qwZ/` template < typename T1, typename T2 >
j0jam:.p typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
PvdR)ZEm {
Fw;Y)y=O return FuncType::execute(l(t1, t2));
..^,* }
J15$P8J } ;
{c$%3iQq o6
[i0S #/pZ#ny 同样还可以申明一个binary_op
II_MY#0X jdVdz,Y template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
j!
cB class binary_op : public Rettype
wmPpE_{ {
JGk,u6K7 Left l;
)^'wcBod, Right r;
ZZ6F0FLXJ public :
/t?(IcP5 binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
@i:_JOl VAR/" template < typename T >
6UJBE<ntj typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
4HDQj]z/ {
dzMI5fA<_ return FuncType::execute(l(t), r(t));
4^B:Q9B) }
8|,-P=%t G,i%:my7 template < typename T1, typename T2 >
gM3gc; typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
LvS3c9|Aj {
=;xlmndT, return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
;
bDFrG }
? 5
V-D8k } ;
`24:Eg6r N,_ej@L8 yc 5n 很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
-.WVuc` 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
`+/[0B=. DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
O^gq\X4} 那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
PZl(S}VY 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
Dy^4^ J5+ 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
rQ$A|GJ L 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
!ZV#~t:) 这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan)
`0Q:d' 下面是修改过的unary_op
7+u%]D! OiY2l;68 template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
Vd^`Hv&i class unary_op
73(T+6` {
"$8<\k$LGT Left l;
M !OI :v vR~*r6hX8 public :
49Ue2=PP# "WYcw\@U unary_op( const Left & l) : l(l) {}
5tl}rmI` Fk(0q/b template < typename T >
x{*!"a> struct result_1
S8vmXlD {
C 127he typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
l7J_s?!j } ;
aLXA9? e@,,;YO#4 template < typename T1, typename T2 >
cmN0ya struct result_2
L{fP_DIa {
UmgLH Cz typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
nZ7v9o9 } ;
M7Hk54U+t W\<#`0tUt template < typename T1, typename T2 >
O x$|ZEh typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
d8RpL{9\7 {
p
go\(K0 return OpClass::execute(lt(t1, t2));
8rp-XiW }
= xX^ BK d( template < typename T >
j*:pW;)^ typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
?s"v0cg+ {
EShakV return OpClass::execute(lt(t));
S s`0;D1 }
e<^4F%jSK kyo ,yD } ;
V!U[N.&$ >;3c;nf hy )RV=X 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
ycAQPz}=I 好啦,现在才真正完美了。
VYAe!{[ 现在在picker里面就可以这么添加了:
S8)awTA9 49zp@a template < typename Right >
M7>\Qk picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
=W|Q0|U {
: }IS=A return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
sTqB%$K} }
"DN `@ 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。
3CHte*NL= e #OU {2X [1UqMkXtf 6kuSkd$. $WPN.,7 十. bind
YWZF*,4 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。
_INUJc 先来分析一下一段例子
7=AKQ7BB>b vZDQ@\HrC ,`7GI*Vq int foo( int x, int y) { return x - y;}
Cp* n2 bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
8Z!ea3kAT bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
,/ : )FV 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。
t3XMQ'] 我们来写个简单的。
zLn#p] 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
nz',Zm}, 对于函数对象类的版本:
:ZIcWIV- -?'CUm*Od template < typename Func >
"}EbA3 struct functor_trait
*Sf^()5C, {
VV4_ typedef typename Func::result_type result_type;
>lW*%{|b$^ } ;
J@TM>R 对于无参数函数的版本:
3*TS
4xX (~GFd7 template < typename Ret >
-ur]k]R struct functor_trait < Ret ( * )() >
e](=)h| {
,{50zx2 typedef Ret result_type;
<XagkD } ;
m&%b;%,J 对于单参数函数的版本:
\nyFN bcs!4 template < typename Ret, typename V1 >
Y"jDZG? struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
wm8x1+P {
"J1ar.li typedef Ret result_type;
8dhY"& } ;
>8tuLd*T 对于双参数函数的版本:
yi?&^nX@9, 7a<qP=J template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
N
[u
Xo struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
-CrZ'k;4 {
p o`$^TB^+ typedef Ret result_type;
lBdF9F< } ;
.'1j5Y-l`N 等等。。。
z Y|g#V- 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
"p{'984r< jb2:O,+! template < typename Func >
{\&"I|dpe struct func_return
f)x}_dw% {
zOOX>3^ template < typename T >
iFA"m;$ struct result_1
-!cAr
< {
b9N4Gr typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
o%%fO } ;
^!qmlx* 0)]1)z(P template < typename T1, typename T2 >
/<$"c"UQ struct result_2
d"UW38K{ {
,no:6 typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
WLLv a<{ } ;
J":9 } ;
5uer
[1A 1znV>PO! 2>k)=hl: 最后一个单参数binder就很容易写出来了
R6XMBYK^ !y`e,(E template < typename Func, typename aPicker >
C#&6p0U class binder_1
u&x K>7 {
([-=NT}Aq Func fn;
o
z{j2% aPicker pk;
syf"{bBe public :
61/zrMPn H@ms43v\ template < typename T >
QP%Fz#u` struct result_1
ek)(pJ(+# {
WtfOE@h typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
jPNfLwVkl: } ;
i_Z5SMZ t`,IW{ template < typename T1, typename T2 >
ZD%_PgiT struct result_2
YnWl'{[ C {
<WJ0St typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
NCFV } ;
>}{-! Td1ba ^J binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
*v ^"4 Sp,Q,Q4 template < typename T >
FT>~ES]cQd typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
WnzPPh3PJ {
_D9@<+MS* return fn(pk(t));
f<:U"E. }
KB R0p&MN template < typename T1, typename T2 >
s@LNQ|'kO typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
"q^'5p] {
&vX!7Y return fn(pk(t1, t2));
[=6~"!P} }
q)ql]iH } ;
~hslLUE m8j-lNu H#6^-6;/ 一目了然不是么?
chmJ| 最后实现bind
j&
iL5J; Q@wq
}vc! P`dHR;Y0 template < typename Func, typename aPicker >
@) ZO$h picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
`F\:XuY {
mv*T=N8fC return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
S<!_
u q }
|zq!CLjD@ G+ v, Hi1 2个以上参数的bind可以同理实现。
Rgfhs[Z 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。
}K80G~O2< ^Lmc%y 十一. phoenix
KzX
,n_`an Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
E(!6n= qR Z#6~N/b for_each(v.begin(), v.end(),
C%_ (
(}1v^~FXj do_
NTXL>Q*e [
g~c|~u(W cout << _1 << " , "
Tj21YK.mk ]
~]W[ {3 ; .while_( -- _1),
O| J`~Lk cout << var( " \n " )
E<CxKY9 )
mzE$aFu8 );
Mq:'-` pl x/}ah8 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:
~8xh0TSi 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
)d(0Y<e@ operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
).}k6v[4) 那么我们就照着这个思路来实现吧:
20l_ay CLY6 YB' R afF+*\xXN template < typename Cond, typename Actor >
bV$8
>[` class do_while
3$N %iE6 {
^jha:d Cond cd;
9c^skNbS Actor act;
.z$Sm public :
3P#+)
F~ template < typename T >
5`"*y iv struct result_1
$FQcDo|[ {
7<1fKrN?GF typedef int result_type;
|3,yq^2 } ;
5+bFy.UW w,![;wG do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
df>kEvU5.^ |Sr\jUIWn template < typename T >
3 "l
F typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
K)Zkj"y {
jemxky do
6I&j
cHH {
aXIB ) $1 act(t);
o'^;tLs15 }
WHgV_o 8 while (cd(t));
n4WSV return 0 ;
YO(:32S }
p584)"[*t } ;
nR o=J5tY X"k^89y$ 'Gl;Ir^ 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
?UZ$bz 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。
:_^0'ULP 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。
cK|rrwa0 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。
wrQydI 下面就是产生这个functor的类:
]M~8@K (L
y%{ Y i<#h]o
C} template < typename Actor >
nOoKGT class do_while_actor
i $[,-4v {
a:yB%:2 Actor act;
XhE$&Ff public :
np-T&Pz2 do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
K}PvrcO1 rT f lk template < typename Cond >
(F,(]71Z+ picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
(|<h^]
y3 } ;
Bw3F7W~l p;qRm}
0} Z[#I"-Q~: 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
'f-
最后,是那个do_
N
b3I%r ~>#LOT ` O1?B{F/ e class do_while_invoker
1 [fo'M {
ka2F! public :
"u(S2'DW'( template < typename Actor >
wTTTrk do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
iN<(O7B; {
G-\<5]k] return do_while_actor < Actor > (act);
[i(Cl} }
DC|xilP1O } do_;
9 m\)\/V S}.\v< 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
0
&*P}U}Uc 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
m x3}m?WQ 最后来说说怎么处理break和continue
[as-3&5S 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。
oMh~5
W 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 ]