一. 什么是Lambda W)V"QrFK
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 SMgf(N3]
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, >i]r,j8!
!:`QX\Ux
J']1^"_'
&oYX093di
class filler /g'F +{v
{ 0<Px2/
public : @g""*T1:$
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} Gy
'l; 2
} ; 1c,$D5#
,a< !d
8:-[wl/@
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: J}KATpHs
@y9_\mX!s
-sGfpLy<6
R#Id"O
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); a)4.[+wnRf
L]kSj$A
" 9 h]P^
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 vhZpYW8
V?HC\F-
O} QTg
2M=
gpy
二. 战前分析 _7]* 5Pxo
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。 j*g5f
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 2@1A,
sju. `f>-r
{Rjj
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); [1dlV/
/* --------------------------------------------- */ RMmDcvM"k
vector < int *> vp( 10 ); <;+&`R
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
N4}/n
/* --------------------------------------------- */ Z|uUE
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); >I8R[@
/* --------------------------------------------- */ ?^2(|t9KU
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); 5>"$95D
/* --------------------------------------------- */ O|#^ &d
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); )fpZrpLXE
/* --------------------------------------------- */ hPx=3L$
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); : UD<1fh
EG59L~nM
}Hrm/Ni
O@'/B" &
看了之后,我们可以思考一些问题: \NS\>Q+d
1._1, _2是什么? ?H0 #{!s
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。 &I:5<zK{
2._1 = 1是在做什么? 3F[z]B
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。 1N1MD@C?P
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。 4{X5ZS?CkI
C*b!E:
yiSv#wD9
三. 动工 <:2El9l!
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: \$V~kgQ0
z(aei(U=
'F?T4
l^%Ez?-:s
template < typename T > &2Q4{i
class assignment tV9nC
{ I/<aY*R4
T value; UOZ"#cQ
public : N{tNe-5
assignment( const T & v) : value(v) {} My76]\Psh
template < typename T2 > .4Jea#M&x
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } G 2+A`\]
} ; zdzTJiY2[Z
ZTVX5"#Q
a"0Xam
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 S
j)&!
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment e54wAypPOl
BYyR-m
vp1IYW
weU'3nNN
class holder A|I7R-
{ PR|F-/o
public : "b8<C>wY
template < typename T > z^T/kK3I
assignment < T > operator = ( const T & t) const .v9 #|d d+
{ >93vMk~hU
return assignment < T > (t); MVs@~=
} xJa
} ; 0g,;Yzm
Nj5Mc>_
y>3Zh5=
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: 3u^U\xB
Jv %,v?
static holder _1; ZO5_n
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 .EM0R\q
G ?jKm_`L
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); <3m_}
=\
而不用手动写一个函数对象。 M^AwOR7<
%# ?)+8"l
?]]>WP
R7r` (c!
四. 问题分析 WId"2W3M
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。 NBwxN
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。 $d3al%Uo
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 GF*8(2h2
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 X9K@mX
下面我们可以对这几个问题进行分析。 )gYsg
0D+[W5TB
五. 问题1:一致性 ?{NP3
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| zt/b S/
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ?'Y\5n/*$
(/Lo44wT
struct holder W,9. z%
{ $l@nk@
// xeF0^p7Z
template < typename T >
s!X@ l
T & operator ()( const T & r) const 0?8O9i
{ (/UW}$] h
return (T & )r; ijEMS1$=7
}
<u]M):b3
} ; ?`bi8 Ck
`w` f[dU-
这样的话assignment也必须相应改动: C#d.3t
+F.{:
template < typename Left, typename Right > VNBf2Va
class assignment thy)J.<J
{ *pK bMG#
Left l; `U?"
{;j
{
Right r; +!h~T5Ck
public : {+%|nOWV
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Z0uo.
H@.N
template < typename T2 > }^U7NZn<"
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } %N$,1=0*
} ; D!Pv`wm
@/FE!6 |O
同时,holder的operator=也需要改动: (KtuikJ32^
2fFZ70Yh
template < typename T > ?~X*\
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const vik A
{ ;rXkU9
return assignment < holder, T > ( * this , t); }K':tX?
} Q#w mS&$f
&YC Z
L
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 *(wkgn
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 > Dy<@e
ix4O-o{
return l(rhs) = r; #JMww
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 kDbDG,O
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: m}ZkNWH
E[q:65xl
template < typename Tp > H3\4&q
class constant_t .'foS>W=t
{ tljZE)
const Tp t; XrP'FLY o
public : B_R
J;.oH
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} p}H:t24Cr5
template < typename T > }p,#rOX:A
const Tp & operator ()( const T & r) const =h5&:?X
{ S:2M9nC
return t; _=0%3Sh
} )45~YDS;t
} ; >f+qImH
NZT2ni4
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 WV5z~[
下面就可以修改holder的operator=了 <L'!EcHm%]
4SRjF$Bsz
template < typename T > eb1WTK@
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const _G3L+St
{ dpAj9CX(
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); Qp>'V<%m-
} 1i=lJmr
4`E[WE:Q
同时也要修改assignment的operator() s/Ne,v
>-8r|};+
template < typename T2 > QIl=Ho"c
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } -c%#Hd
现在代码看起来就很一致了。 ,~8&0p
03N|@Tu
六. 问题2:链式操作 C_>
WU
现在让我们来看看如何处理链式操作。 , e^&,5b
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。 ~dc
o
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。 9;2{=,
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。 <&w(%<;
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct zXX=WH
kXW5bR
template < typename T > CE,0@%6F*
struct result_1 78M%[7Cq<i
{ !m]_tB
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 7sypU1V6
} ; ]bcAbCZ@
up _Qv#`Q
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: +"} #4
B`{7-Asc1
template < typename T > O q3aboAt
struct ref D[jPz0
{ ,8.Fd|#L
typedef T & reference; 9}-;OJe
} ; ( JMk0H3u
template < typename T > Gx)U~L$B
struct ref < T &> =;L44.,g
{ ,I|3.4z
typedef T & reference; bi{G
:xt
} ; o|7ztpr
pu-X -j
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: t[e`wj+qz
k2-+3zx
template < typename T > P~}Yj@2
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const xg(*j[ff3
{ My6a.Kl
return l(t) = r(t); .gQYN2#zb
} eP(|]Rk
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 !l9i)6W
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 q"LE6?hs
:,Zs{\oI3
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 R6m6bsZ`
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: }[;{@Zn
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 R1cOUV,y[/
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 )L+>^cJI<
最后的布局是: J;DTh ]z?:
Add bVxbQ$
/ \ to9X2^
Divide 5 aM5Hp>'nI
/ \ Ll$,"}0T
_1 3 Vq&}i~
似乎一切都解决了?不。 *lo0T93B
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。 #i;y[dQ
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。 MSqW {
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: U{,:-R
b?U2g?lN:
template < typename Right > [iXk v\
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const 61SbBJ6[
Right & rt) const 2#81oz&K
{ ~J:qG9|]}
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); zhZ!!b^6<
} @@W-]SR
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 SX)o0v+
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。 =D3K})&
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。 B;64(Vsa8
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。 2}uSrA7n]
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。 2rGg
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? 4k_y;$4WN
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: [gaB}aLn
j&-<e7O=
template < class Action > )NLjv=ql
class picker : public Action 0/5{v6_rG
{ ugV/#v O
public : %#7 ]
picker( const Action & act) : Action(act) {} wbQs>pc
// all the operator overloaded _aP2gH
} ; ~ugyUpY"
aY8QYK ;?^
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。 jdf3XTw
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: 3D-VePM=`
&gdhq~4#
template < typename Right > 7Z<
2`&c7
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const 2n3!pZ8
{ ]KM3G
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); RI2/hrW
} ':d9FzGKa
cGM?r}zJ
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
YZy%]i=1
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。 2TccIv
E#n=aY~u-
template < typename T > struct picker_maker /?%1;s:'
{ =m-nvXD
typedef picker < constant_t < T > > result; {d '>J<Da
} ; &BxZ}JH=k
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > je;|zfe]
{ ^wlo;.8Y
typedef picker < T > result; ,1
^IFBJ
} ; K3^2;j1F Q
LEd@""h
下面总的结构就有了: )|,Zp`2/
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。 T@R2H&L
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。 !j%#7
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 W`F?j-4
至此链式操作完美实现。
pGcijD
888"X3.T
ms6dl-_t
七. 问题3 /_mU%fl
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。 :Aa5,{v_
$O^"OQ_@
template < typename T1, typename T2 > 9Pql\]9"o
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 6KE?@3;Om
{ U>hpYqf_
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); "ph[)/u;
} )v+\1
rqTsKrLe
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: IFbN ]N0
x31Jl{x8\?
template < typename T1, typename T2 > .23Yqr'zT
struct result_2 ?wVq5^ e
{ gaU(ebsE
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; iE#I^`^V
} ; tHmV4 H$
QV>hQ]L
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? XP(fWRT1
这个差事就留给了holder自己。 \:jJ{bl^A
`zOn(6B;U
-Mzm~@_s]
template < int Order > ,In}be$:
class holder; <O3,b:vw
template <> WesEZ\V
class holder < 1 > AGV+Y6
{ TG6E^3a P
public : Qe;R3D=T;
template < typename T > .R_-$/ZP
struct result_1 ,.i)(Or
{ #{g6'9PMz
typedef T & result; YhO-ecN
} ; 8Z>=sUMQ
template < typename T1, typename T2 > MI,kKi
struct result_2 F.iJz4ya_
{ @DuSii#.S
typedef T1 & result; %I#[k4,N
} ; rnP *}
template < typename T > Gj&`+!\
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const S\0?~l"}
{ :+Tvq,/"
return (T & )r;
Xz!O}M{4
} q|QkJr<
template < typename T1, typename T2 > J3y4D}
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const <_#a%+5d
{ }CQ)W1mO"
return (T1 & )r1; .$zo_~ mR
} &+" )~2
+
} ; H'?dsc
!Q=xIS
template <> ^oDSU7j5,
class holder < 2 > UF;iw
{ zXGi
public : k3UKGP1
template < typename T > zhVkn]z~*
struct result_1 b G/[mZpRT
{ j7qGZ"8ak
typedef T & result; N*'d]P2P`J
} ; DS^`:^hv
template < typename T1, typename T2 > ;oWak`]f
struct result_2 C!^[d
{ l~ZIv
typedef T2 & result; {Z1^/Fv3
} ; /=g$_m@yWI
template < typename T > u5A$VRMN
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const S3sxK:
{ vJsx_i\i
return (T & )r; aH*5(E]
} 1? Im"
template < typename T1, typename T2 > <CN+VXF
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const -aQf(=
{ Lz=GA?lk[\
return (T2 & )r2; j'q Iq;y
} 7i88iT
} ; Q6hWHfS
dReJ;x4
]::g-&%Um
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 `:kI@TPI_C
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: hw0u?++
首先 assignment::operator(int, int)被调用: kB=\a(
p]x9hZ
return l(i, j) = r(i, j); 5^C.}/#>F
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) Yl"l|2
:
cc:,,T/i
return ( int & )i; wg=-&-
return ( int & )j; b|nh4g
最后执行i = j; Mcqym8,q|3
可见,参数被正确的选择了。 :NXM.@jJ="
,_I#+XiXY
1Ts$kdO
\kG;T=H
T*qSk!
八. 中期总结 BL H~`N3U
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: wD5fm5r=
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 h5}:>yc
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 =v7%IRP5
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor L]{1@~E:q
M`tNYs]V
NH;.!xq:
:7)lg iM2
V2IurDE
p>= b|Qy|
九. 简化 X*e<g=
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。 ;0-Y),
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 e<r}{=1w
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: T[eb<
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 !EB[Lutm
+-*/&|^等 #9(L/)^
2. 返回引用。 3pjK`"Nmz\
=,各种复合赋值等 %SJFuw"
3. 返回固定类型。 1Y{pf]5Wx
各种逻辑/比较操作符(返回bool) abkt&981K+
4. 原样返回。 }S6"$R
operator, &z?:s
5. 返回解引用的类型。 rixt_}aE
operator*(单目) @h!nVf%fe
6. 返回地址。 /7hC
/!@
operator&(单目) 5?XIp6%x
7. 下表访问返回类型。 o>Q=V0?
operator[] OtZc;c
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ;ji["b
operator<<和operator>> PiF &0;
agj_l}=gO
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。 I:edLg1T
例如针对第一条,我们实现一个policy类: eKW^\
"RLv{D<)J,
template < typename Left > $n* wS,
struct value_return cCO2w2A[*
{ ;Miag'7
template < typename T > !M;><b}=5
struct result_1 >wf.C%
{ k@>y<A{;D
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; @w73U;9\
} ; G1G*TSf
`
*q>E
template < typename T1, typename T2 > GDY=^r
struct result_2
$M|
{ /<Yz;\:Jy
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; NM4b]>
} ; +AYB0`X)
} ; bz|-x"qk
dT'd C
?XB[awTD~
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait R_2T"
H&!?c5
下面我们来剥离functor中的operator() =pd#U
首先operator里面的代码全是下面的形式: giORc
-^$`5Rk
return l(t) op r(t) Cnv?0to2l
return l(t1, t2) op r(t1, t2) !U4<4<+
return op l(t) #}S<O_
return op l(t1, t2) R?iC"s!
return l(t) op T.pc3+B8N
return l(t1, t2) op THY=8&x)
return l(t)[r(t)] s5J?,xu
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 2k M;7:
4x|\xg(
l
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: 4KB>O)YNg'
单目: return f(l(t), r(t)); W[t0hbVw
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 1h#e-Oyff
双目: return f(l(t)); L)X[$:
return f(l(t1, t2)); 7~!F3WT{
下面就是f的实现,以operator/为例 nd,2EX<bE
`&URd&ouJD
struct meta_divide .>
5[;
{ GBYwS{4
template < typename T1, typename T2 > DC(u,iW%6
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
B6.9hf
{ \k.W
F|~
return t1 / t2; KZGy&u
>`
} r mJ`^6V
} ; NM+(ss'
>>%E?'9A
这个工作可以让宏来做: 3gs!ojG
#83pitcc
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ q!AcMd\
template < typename T1, typename T2 > \ (D2N_l(`<
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; .O6(QI*
以后可以直接用 %/w%A:y#&
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) Ni>!b6Z`[
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 w@x||K= Z
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) v,d'SR.
/wU4^8Hz
M`p[ Zq
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 w\y)
"P a y2
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > b=XXp`h~a
class unary_op : public Rettype qaG8:
{ dy3fZ(=q^
Left l; T\w{&3ONm
public : }6!m Q
unary_op( const Left & l) : l(l) {} _~bG[lX !
mr>dZ)
template < typename T > #+L:V&QE
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const nrKir
{ `J%35
return FuncType::execute(l(t)); rIeOli:<
} c7A]\1 ~
a/xnf<(H
template < typename T1, typename T2 > i-,_:z=J
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const =0mn6b9-=
{ DLO2$d
return FuncType::execute(l(t1, t2)); Ie(M9QMp
} cC]lO
} ; Q!{,^Qb
?*&5`Xh
a+<{!+3v
同样还可以申明一个binary_op sp6A*mwl
EbnV"]1
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > <=]:ED $V@
class binary_op : public Rettype )yUSuK(Vu
{ 95sK ;`rE+
Left l; `JcWH_[
Right r; xM?tdQ~VHY
public : 6 -BC/
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ^#]eCXv
MH/bJtNq
template < typename T > ~uu{
v')
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ^/)%s 3
{ L:7 kp<E
return FuncType::execute(l(t), r(t)); TGGbO:s3
} 3&zcdwPj
|?t}7V#[
template < typename T1, typename T2 > {_ {zs!r
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const vngn^2
{ Y%^qt]u.8
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); \m#{{SGm
} 28>/#I9/]
} ; IQQ>0^Q~
]v#T9QQN
Bo0f`EC I
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 Z@0IvI
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ZhFlR*EQ
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) X'p%K/-m
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 NUh+ &M
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! yM*_"z!L
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 Rbcu5.6
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 H@'u$qr$:
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) ~:99
)AOM
下面是修改过的unary_op Bh;N:{&^Eu
{bNVNG^
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > }(!3)k7*
class unary_op G%>M@nYUE
{ |xrnLdng0R
Left l; \lF-]vz*
Bw>)gSB5$k
public : ?8YbTn1f)
as"@E>a
unary_op( const Left & l) : l(l) {} @b{$s
wZt2%+$6m
template < typename T > \hP.Q;"MtO
struct result_1 2FQTu*p&B
{ >aT~G!y
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 7GRPPh<4
} ; a}[rk*QmZ
M/kBAxNIC|
template < typename T1, typename T2 > iUlSRfrC$#
struct result_2 q^6l`JJ
{ 8|tnhA]~
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; uP.dCs9-
} ; T=':$(t
gw<udhk
template < typename T1, typename T2 > P>'29$1'
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const lQpl8>
{ D&1(qi=x&
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ]xPy-j6C
} ^GNL:D%6d
36}&{A
template < typename T > V0xO:7G^
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ,,;vG6^a
{ NG?g(
return OpClass::execute(lt(t)); T>w;M?`9K
} 8Yf=)
cC9haxW
} ; EPU3Jban
[0lO0ik>G
.:=5|0m
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 rN'}IS@5
好啦,现在才真正完美了。 \{={{O
现在在picker里面就可以这么添加了: w{ Pl
sLf~o"yb
template < typename Right > '?T<o
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const 0B"_St}3D
{ >XW-W
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); oo|Nu+
} S7b7zJ8A
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。 OV`li#H
f&
Vx`oj
goc; .~?
<4TF ]5
b1yS1i
D
十. bind Kf`/ Gc!
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。 2yVQqwQm
先来分析一下一段例子 t:n$9WB)
9&{HD
?=b#H6vs
int foo( int x, int y) { return x - y;} R| XD#bG
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 AI-ZZ6lzR
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 4GS:kfti
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 x^McUfdr|
我们来写个简单的。 TWdhl9Ot
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: Bnw^W_
对于函数对象类的版本: Lm+E? Ca
NT{'BJ
template < typename Func > 8F/zrPG
struct functor_trait o)8VJ\ &
{ HahA} Q
typedef typename Func::result_type result_type; le6eorK8
} ; |}@teN^J*U
对于无参数函数的版本: ~J
>Jd
(^m~UN2@~m
template < typename Ret > t-Ble
struct functor_trait < Ret ( * )() > G<Urj+3/Xo
{ -c#vWuLl
typedef Ret result_type; n>,? V3ly
} ; k=X)axt1
对于单参数函数的版本: yO@@-)$[y
QV
-ZP'e^
template < typename Ret, typename V1 > SPnW8
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > qAt#0
{ xPJ@!ks9
typedef Ret result_type; Mtn{63cK
} ; >AWWwq -
对于双参数函数的版本: K14v6d
|#Q0UM|'Q
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > e@PY(#ru
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > rj/nn)vv;
{ J\Tu=f)
typedef Ret result_type; pxCQ=0k
} ; Gsy'':u
等等。。。 ()<?^lr33
然后我们就可以仿照value_return写一个policy \
*A!@T
$5DlCN
template < typename Func > azG"Mt|7Z
struct func_return J^zB5W,)
{ )GOio+{H
template < typename T > o+}G/*O8
struct result_1 j%gle%_
{ xEufbFAN?
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; gO/\Yi
} ; [@@EE>
y
'Jd*r(2d
template < typename T1, typename T2 > wWM[Hus
struct result_2 Kp19dp}'b
{ Dn`
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; "i&9RA!1
} ; znAo]F9=J"
} ; PoLk{{l3
:mt<]Oy3
pDcGf7
最后一个单参数binder就很容易写出来了 B/Ltb^a
V?~!D p
template < typename Func, typename aPicker > {
PS0.UZ
class binder_1 p[}~Z|(
{ 24\^{3nOK
Func fn; :Xu9`5
aPicker pk; .etG>tH
public : tD,I7%|@
6_K7!?YG7
template < typename T > \5j#ad
struct result_1 #X0Xc2}{f
{ *77Y$X##k
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; }|wC7*^)
} ; )"_&CYnd
o
^ 08<
template < typename T1, typename T2 > lUw=YM
struct result_2 6NQ`IC
{ QQD7NN>
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 5uJ!)Q
} ; Bq,MTzxD
O^_CqT%
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ULO_?4}B
h-U]?De5\
template < typename T > PJ,G_+b!
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const _|#P~Ft
{ {7`1m!R
return fn(pk(t)); V;gC[7H
} { T<[-"h
template < typename T1, typename T2 > ]$Q@4=fb
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 'r1X6?dJ
{ yoz-BS
return fn(pk(t1, t2)); n6 wx/:
} QHd|cg
} ; 5UX- Qqr
7^1K4%IPl
=%|f-x
一目了然不是么? 5acC4v!T
最后实现bind N|8^S
]hRs -x
{MUO25s02
template < typename Func, typename aPicker > z? GtC{L9
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) <SdOb#2
{ j"+6aD/lv
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); #%{
} #A:^XAU1Z@
"2 D{X
2个以上参数的bind可以同理实现。 q(BRJ(
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 Iz&d
S?p_
Z1p%6f`
十一. phoenix Q+'fTmT[,
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: G]dHYxG
F*Ul#yX
for_each(v.begin(), v.end(), q?8#D
( 2o7o~r
do_ IvI;Q0E-3
[ {;o54zuKf
cout << _1 << " , " sosIu
] '1zC|:,
.while_( -- _1), S+?*l4QK
cout << var( " \n " ) wQM( |@zE}
) ssmJ?sl
); MfA%Xep
~se
;L
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: mA#^Pv*
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor jU }
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 (1'sBm7F
那么我们就照着这个思路来实现吧: @JOsG-VW~
)}k"7"
@[1,i~H
template < typename Cond, typename Actor > 9QkssI
class do_while *48LQzc
{ TLg 9`UA
Cond cd; GT3}'`f B
Actor act; m-qOyt
public : CljEC1S#
template < typename T > ^plP1c:
struct result_1 RG/P]
{ Z7Nhb{
typedef int result_type; <!X]$kvG
} ; V3axwg_
@Q:?,
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} #Zn+-Ih
.SBN^fq
template < typename T > dhuIVBp!!e
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const uuy0fQQ8ti
{ Iapzh y2l
do >_X(rar0
{ wHQYBYKcd
act(t); 7K!n'dAi6
} HBw0N?
while (cd(t)); /#}%c'
return 0 ; 7/\SN04l
} / $'M
} ; ])WIw'L!
RC!T1o~L
W#^p%?8pR
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ?MiMwVR
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。 u7-0?
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。 5jTA6s9z A
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。 [U7r>&