一. 什么是Lambda XxQ2g&USk
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Ds5&5&af
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, ^o<Nz8
+mPB?5
a2)*tbM9\
>'g60 R[
class filler ATewdq[C
{ m{Xf_rQ
w
public : T js{
)r9
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} d-&dA_?
} ; o%Q'<0d
cwU6}*_zn
r 24]2A
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: [o6<aE-
Y{{,62D
`b$I)UUm
YWd(xm"4
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); !aoO,P#j
[vJosbU;
_\]UA?0
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 cl8Mv
~t$VzL1
JsdEA
../(gG9
二. 战前分析 9Ky,oB
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。 $>`8'I
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 XwGJ 8&N
t/c^hTT
#Z5~a9rO
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); "lMWSCas
/* --------------------------------------------- */ #jR?C9&!(
vector < int *> vp( 10 ); 9$t@Gmn
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); \EqO;A%<
/* --------------------------------------------- */ h<jIg$rA
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); <m\TZQBD
/* --------------------------------------------- */ u(qpdG||7
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); Y*Rqgpu
$
/* --------------------------------------------- */ a#@opUn-
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); [#V!XdQ,
/* --------------------------------------------- */ XiUsaoQm3
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); (9h{6rc=I
P|4a}SWU
<7h'MNf&
Z.:A26
看了之后,我们可以思考一些问题: WV5R$IqY
1._1, _2是什么? HKf3eC
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
#wcoLCjs)
2._1 = 1是在做什么? {K}+$jzGVt
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。 Yi,um-%
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。 X13bi}O6#
]z$<6+G
>m46tfoM
三. 动工 06r cW `
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: JaTW/~ TU
0_)\ e
@:8|tJu8b
Y"U&3e,
template < typename T > 3J{'|3x
class assignment Z$gY}Bz
{ P#]jPW
T value; q2Dg~et
public : GH!#"Sl8Z
assignment( const T & v) : value(v) {} F.6SX (x
template < typename T2 > Z7/lFS'~N
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } f+RDvgkKU
} ; bEJZh%j!
}s9J+m
Sx7xb]3XI"
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 NH!!.Z"
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 'L7.a'
\wP$"Z}j
B;$5*3D+
\qPrY.-
class holder \(s";@
{ 0Oq1ay^
public : mNzZ/*n:
template < typename T > # jyAq$I0
assignment < T > operator = ( const T & t) const 6C=.8eP
{ Xb {y*',
return assignment < T > (t); 2oRmro
} ~5zhK:7c
} ; 4H)a7<,
SqLKF<tY]/
[
CY=
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: .FyC4"b=c
U/;Vge8{
static holder _1;
b(F`$N@7C
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 0!T $Ef
tVwN92*J
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); K, Vl.-4?
而不用手动写一个函数对象。 p_D)=Ef|&
6kk(FVX
dcsd//E
A}o1I1+
四. 问题分析 "=)`*"rr
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 "7d_$.Z
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。 MH-,+-Eq
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 {1mD(+pJ{
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 n%}0hVu
下面我们可以对这几个问题进行分析。 e~1??k.;=
Z~
(QV0}
五. 问题1:一致性 ~EymD *
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?| /$KW$NH4z
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 pbNVj~#6
2P*O^-zRp
struct holder TqC"lO>:Q
{ p}\!"&,^m
// !!AutkEg>
template < typename T > uu:BN0
T & operator ()( const T & r) const =:lacK(0
{ o5d)v)Rx=
return (T & )r; pE#0949
} QGa"HG5NF
} ; -3C~}~$>`
. Hw^Nx
这样的话assignment也必须相应改动: H
Zc;.jJ
iD9GAe}x
template < typename Left, typename Right > kE1u-EA
class assignment R[6&{&E:
{ !Wk "a7
Left l; &F)lvtt|
Right r; *@< jJP4
public : jw
H)x
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} -c. a7
template < typename T2 > `%VrT`
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 6mZFsB
} ; NB[b[1 Ch
EJZ2V>\_-0
同时,holder的operator=也需要改动: l)zS}"F,
on~rrSK
template < typename T >
gBN;j
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const UCFef,VW
{ fu/v1~X
return assignment < holder, T > ( * this , t); 2X:n75()
} pq4frq
j`bOJTBE
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。 QAr1U7{(.
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 SExd-=G
nX~sVG{Q
return l(rhs) = r; Y0DBkg
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。 &( Z8G~h4
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: }Q*8QV
:%{8lanO
template < typename Tp > -Rmz`yOq}
class constant_t MCvjdc3:
{ h
c"n?
const Tp t; 3OTSLF/
public : ey:3F%
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} \;~>AL*
template < typename T > VrHFM(RNe
const Tp & operator ()( const T & r) const Q%6*S!~
{ 6D>o(b2
return t; sXAXHZ{
} m$3&r2vgi
} ; : )&_
FXIQS'
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 E/ Pa0.
下面就可以修改holder的operator=了 L(iWFy1& T
|zSkQ_?54
template < typename T > @?z*:
7a
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const >qOhzbAH{<
{ z7 }@8F
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); /W%{b:
} arnu|paw
n@xU5Q
同时也要修改assignment的operator() 6g)21Mh#
|<OZa;c+
template < typename T2 > 3*ZE``
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } .Sm7na
K
现在代码看起来就很一致了。 i=Y#kL~f
0-7xcF@s
六. 问题2:链式操作 N[Fz6,ZG _
现在让我们来看看如何处理链式操作。 3ILEc:<0J
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 ZT!DTb
B
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 jGId)f!)
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 6B&':N98
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct GSsot%B u"
mN,Od?q[
template < typename T > ~%'M[3Rb
struct result_1 0^4Tem@
{ )g)X~]*
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ~R3@GaL1
} ; YOqBIbp~&)
!-[e$?-
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: rB-&'#3%
~ u jY+{
template < typename T > wPOQy~:
struct ref .(D-vkz'
{ wTG6>l ]H
typedef T & reference; P@)zNik[
} ; lO[[iMHl<
template < typename T > >%t"VpvR
struct ref < T &> R'He(x
{ GC.
typedef T & reference; C/!kMMh>vV
} ; so1%
MV
W2s6!_AN
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: Ft'?43J
D >$9(
template < typename T > jCkYzQUPz
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const aVEg%8
{ 3nMXfh/
return l(t) = r(t); w!7Hl9BW
} ZJ1%
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。 ry0P\wY}
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 !IF#L0z
R!5j1hMN`
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 *bsS%qD]
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: (X;D.s
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 u.43b8!
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 C0J/FFBQ ^
最后的布局是: p{gJVP#l'Z
Add N2WQrTA:S+
/ \ "6o}g.
Divide 5 <;G.(CK@n
/ \ [5yLg
_1 3 w,n&K6<
似乎一切都解决了?不。 edD1 9A
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。 bkTk:-L5:
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。 [7oU =
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: ]hRCB=G
qXcHf6
template < typename Right > Jsde+G,N
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const R1)v;^B|)
Right & rt) const :+06M@
{ A&XI1. j6
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); `ZhDoLpH<
} 7b7@"Zw*
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 e'Njl?>3
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。 5o- WA1
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。 `saDeur#X
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。 D<%/:M
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。 Wb4+U;C^!'
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? Gf*|f"O
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: hj[&.w
u 6A!Sw
template < class Action > Xy0*1$IS]
class picker : public Action SHWD@WLE4
{ g$+ $@~
public : j6}/pe*;;T
picker( const Action & act) : Action(act) {} O!xul$9
// all the operator overloaded |L wn<y
} ; ?>
)(;Ir9
ky R=U`OW
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 Mwm9{1{
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: P3Ocfpf Bp
^26vP7
template < typename Right > VEFUj&t;xW
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const PaIE=Q4gJ
{ O(pa;&"
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); !X5n'1&
} |}$ZOwc
$IUe](a{d
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > l<X8Ooan#{
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 w\SfzJN
c{4Y?SSx
template < typename T > struct picker_maker 0q}k"(9
{ GE?M. '!{{
typedef picker < constant_t < T > > result; ^I! u H1G
} ; 1!/WC.0
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > bMU0h,|]
{ n3x<L:)
typedef picker < T > result; BeFCt;
} ; q}x+#[Ef
n06T6oc
下面总的结构就有了: }*Z *wC
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 uPh/u!
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 3FetyWl'
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 pd%h5|*n;
至此链式操作完美实现。 'fo.1
#ATV#/hW
{zha jY7
七. 问题3 d x52[W
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 +t[i68,%
<gfkbDP2
template < typename T1, typename T2 > [cfKvROG
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const i?^lEqy[
{ ?OD43y1rzd
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); J2Y
S+%K
} 4rDaJd>,
ku*H*o~
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: Le,e,#hiY
k
z{_H`5.
template < typename T1, typename T2 > ^p7g[E&
struct result_2 U]Pl` =SL
{ pXPLTGY<R+
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; SobOUly5{
} ; ;;f&aujSHD
n.L/Xp@gc
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? @T 5dPmn
这个差事就留给了holder自己。 HdR%n
/U@T#S
yUY* l@v]
template < int Order > w%' 8bH!
class holder; K (px-jY
template <> 4arqlzlo
class holder < 1 > 5oOF|IYi
{ "Qci+Qq
public : iCXKi7
template < typename T > x%]5Q/|Ur
struct result_1 vHmsS\\~9
{ BK*Bw,KQ<
typedef T & result; .G/>X%X
} ; VV'*3/I
template < typename T1, typename T2 > vr2cDk{
struct result_2 og$%`o:{
{ jXH?os%
typedef T1 & result; hAi`2GP.
} ; CO5>Q o
template < typename T > -5X*y4#
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const a]]>(Txc
{ F'Lav?^
return (T & )r; =CqZ $
} LFwRTY,G
template < typename T1, typename T2 > $_5a1Lq1
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const D^-6=@<3KD
{ 09_5niaz[
return (T1 & )r1; SW; %2
} L!qXt(`
} ; q{RH/. l
$C.;GU EQ
template <> @hV F}ybp
class holder < 2 > GeydVT-
{ MGbl-,]
public : +!6dsnr8
template < typename T > ]Oh8LcE#BF
struct result_1 %G43g#pD
{ RX\l4H5;
typedef T & result; 8n'"RaLQ8
} ; d&G#3}kOb%
template < typename T1, typename T2 > \g;o9}@3~
struct result_2 2N/4.
{ 5,~Ju>y*
typedef T2 & result; 5&Vp(A[m[
} ; \+3P<?hD#
template < typename T > =k0qj_
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 'n$TJp|s
{ QA"mWw-Ds
return (T & )r; $-#|g
} $C^tZFq
template < typename T1, typename T2 > oU[>.Igi
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const F?y4 L9|e
{ aMq|xHZ
return (T2 & )r2; ]IQ`.:g=9
} vj#Y /B
} ; ]f}#&]<(T
iD"9,1@~n
.$~zxd#zo
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> >。 jM07&o]D
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: dd>
qy
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Li2-G
Bsc
return l(i, j) = r(i, j); 3@*orm>em
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) +$SJ@IH[<
*p !F+"
return ( int & )i; 4n5r<?rY
return ( int & )j; G[4$@{
最后执行i = j; #[LnDU8>9
可见,参数被正确的选择了。 E9]\ I>v
`{v!|.d<
,e93I6
'Z{_ws
}#D+}Mo!,
八. 中期总结 QKVFH:"3
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: (fUpj^E)p
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 T=~D>2C
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 _Yqog/sG
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor SSH 1Ge5|
@4FG&
>kQ
Ro:DAxi@L
]Te,m}E
xa&5o`>1G
PN"s^]4
九. 简化 1RM@~I$0
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 ?BA~$|lfxu
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 @)<
3Z
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: qW"
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 JIH6!
+-*/&|^等 O*dtVX
2. 返回引用。 fFiFS\''V
=,各种复合赋值等 ='z4bU
3. 返回固定类型。 Yb?L:,a(I
各种逻辑/比较操作符(返回bool) zho$g9*
4. 原样返回。 ,)beK*Iw
operator, +>*! 3x+sE
5. 返回解引用的类型。 J&w'0
operator*(单目) 1Vi3/JM@
6. 返回地址。 D\CjR6DE
operator&(单目) u+_6V
7. 下表访问返回类型。 6aq=h`Y
operator[] H7Y :l0b
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 0~( f<:
operator<<和operator>> Z6\H4,k&
>"?jW@|g
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 >\s8S}p
例如针对第一条,我们实现一个policy类: U9/6F8D1Y1
q:a-tdv2
template < typename Left > @en*JxIM
struct value_return !QXPn}q^0
{ {I^@BW-
template < typename T > ,B8u?{O
struct result_1 s+a} _a:
{ }Y`D^z~
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ?j^:jV
} ; [==x4Nb
FA7q
pc
template < typename T1, typename T2 > U,7O{YM
struct result_2 4Uzx2
{ 2, R5mL$
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; UVz}"TRq.
} ; =+
vl+h
} ; FofeQ
H:5- S
d,+a}eTP'
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait Q xm:5P
)0UXTyw^
下面我们来剥离functor中的operator() ~M Mv+d88
首先operator里面的代码全是下面的形式: AR?1_]"=
L<H zPg
return l(t) op r(t) LAjreC<W
return l(t1, t2) op r(t1, t2) RIV
+ _}R
return op l(t) n5s2\(
return op l(t1, t2) bg/a5$t
return l(t) op |SSe n#PYp
return l(t1, t2) op !E.CpfaC
return l(t)[r(t)] t;/s^-}
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] b-Xc6f
H9+[T3b
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: /]>8V'e\
单目: return f(l(t), r(t)); }_|qDMk+
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); I;GbS`
双目: return f(l(t)); E=$li
return f(l(t1, t2)); 0hv}*NYd
下面就是f的实现,以operator/为例 45aFH}w:
ApSzkPv*
struct meta_divide ^jB17z[
{ +.pri
template < typename T1, typename T2 > j[Z<|Da
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) [$e\?c
{ <;P40jDL
return t1 / t2; PHU$<>
} \\9I:-j:p
} ; /^rJ`M[;
#Mm1yXNu
这个工作可以让宏来做: /#-zI#iK
pz0Q@ n/X
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ UB2Ft=
template < typename T1, typename T2 > \ a%XF"*^v
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 6z2W N|78
以后可以直接用 /L^pU-}Z0
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) <1eD*sC?g
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 _2~+%{/m,
(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。。。) 5lrjM^E|
H63?Erh>a
F1GFn|OA
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 p:?h)'bA<
\PL0-.t,
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 'aqlNBG*
class unary_op : public Rettype w0&|8y
{ Y{D?&x%yq
Left l; _h^er+d!_
public : ';zS0Yk
unary_op( const Left & l) : l(l) {} PFI^+';
%@MO5#)NI
template < typename T > PTP0 _|K
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 3{H&{@Q
{ e#!,/pE
return FuncType::execute(l(t)); dj2w_:&W
} (;cKv
c0f8*O4i
template < typename T1, typename T2 > rk8Cea
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Dj9ecV`
{ EV[ BB;eb
return FuncType::execute(l(t1, t2)); %v)+]Ds{
} mTBSntZx
} ; #7Jvk_r9Y
DDBf89$\
%G/(7l[W
同样还可以申明一个binary_op pF<KhE*V
`dJ?j[P,p
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > }ki6(_
class binary_op : public Rettype p|n!R $_g\
{ q_86nvB<
Left l; oCSJ<+[(C
Right r; &6&$vF65c
public : N~vK8j@
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} OICH:(t_
MmH(dp+
template < typename T > Y$0K}`{
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const [oG
Sy5bB
{ "?S>}G\
return FuncType::execute(l(t), r(t)); %0q)PT\
} }m93AL_y
w~ O)DhC
template < typename T1, typename T2 > *hlinQKs
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const [13NhF3.P
{ D:0?u_[W
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); zb. ^p
X
} 1
&-%<o
} ; %@^9(xTE
Pf#DBW*
>A>_UT_"
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 DbrK,'b%
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 I/_,24[
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) F0KNkL>&g
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
(V<pz2\
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! R47tg&k6[
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 y\XWg`X
y
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 48LzI@H&
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) u85?f
下面是修改过的unary_op f"Kl?IN8
6yK"g7
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ~F13}is
class unary_op jygKw+C
{ !~`aEF3
Left l; paZcTC
`P jS
public : T854}RX[{
IeAUVRS)
unary_op( const Left & l) : l(l) {} Xu& v3Y~k
\me-#: Gu
template < typename T > =~q Xzq
struct result_1 UQnv#a>
{ ^~W s4[Guo
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; d(F4-kBd
} ; tUhr gc
G5*_
template < typename T1, typename T2 > xM13OoU
struct result_2 8X)1bNGqhe
{ ,lQfsntk'
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; cB_3~=fV
} ; 9
=D13s(C
9d8U@=
template < typename T1, typename T2 > %B(E;t63W
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const K}8wCS F
{ J<-2dvq
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); T1M>N
} B&?xq)%*#
9&Ny;oy#6
template < typename T > AME<V-5
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const T;#:Y
{ X!K:V~WG
return OpClass::execute(lt(t)); #Ti5G"C
} eb7~\|9l1i
Hr/Q?7g
} ; e!P]$em|1E
\4n9m
lFD/hz7lc
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 [cT7Iqip
好啦,现在才真正完美了。 {}tv(8]^
现在在picker里面就可以这么添加了: m_b_)/
[Y8ot-6
template < typename Right > )w0K2&)A
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const |3=tF"h
{ jN{+$ @cI
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); _F3=
H]P
} ,S-zY\XB
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。 Y 016Xg5
>/7[HhBT
/,3:<I
m-'+)lB
02q*z>:^
十. bind 3`{[T17
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。 cLm{gd4 W
先来分析一下一段例子 0b+End#mp
J>^KQ
e@L?jBj8m
int foo( int x, int y) { return x - y;} 8[d6 s
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 q@}tv=}
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 GtkZ%<KF9
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。 ;xjw'%n,
我们来写个简单的。 =EUi|T4:
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ?Bsc;:KF
对于函数对象类的版本: !N\i9w}
^\FOMGai
template < typename Func > B^BbA-I
struct functor_trait AUPTtc`#Y
{ Bu#\W
typedef typename Func::result_type result_type; g/OL^A
} ; *
NdL4c~
对于无参数函数的版本: yYvv!w+@Q
PZhpp"
template < typename Ret > bf$4Z: Y
struct functor_trait < Ret ( * )() > <26Jif:
{ q[TW
typedef Ret result_type; 9FmX^t$T
} ; qrY]tb^K
对于单参数函数的版本: X;3gKiD
?o_D#gG*
template < typename Ret, typename V1 > ,{sCI/
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > *+>QKR7
{ ePe/@g1K*
typedef Ret result_type; "U
iv[8B
} ; hlBqcOpkKg
对于双参数函数的版本: )}4xmf@gl
cfUG)-]P~
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > FWuk@t[<O
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > i`EG80\[Z
{ qh/}/Sl;
typedef Ret result_type; H6i;MQ
} ; T<~?7-O"
等等。。。 )U:W
9%
然后我们就可以仿照value_return写一个policy <9aa@c57
CYN")J8V
template < typename Func > _rfGn,@BH
struct func_return j(];b+>
{ lvIdYf$?
template < typename T > @1+({u#B
struct result_1 OM#eJ,MH<)
{ 'v_VyK*w
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; rPF2IS(5
} ; XV:icY
U-lN-/=l6
template < typename T1, typename T2 > gshgl3
struct result_2 b[ .pD3
{ 8B|B[,`
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; [:bYd}J
} ; K)
{\wV="
} ; F@jyTIS^
p|VgtQ/)%
4'U #<8
最后一个单参数binder就很容易写出来了 Wf5ohXm>
m7NrS?7
template < typename Func, typename aPicker > p^?]xD(
class binder_1 VT5o#NR{R
{ uI+^8-HZ;
Func fn; IjnO2X
aPicker pk; Qj(|uGqm3
public : FAF+ }
QOKE9R#Y
template < typename T > _.K<#S
struct result_1 i2m+s;
{ xGo,x+U*
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; <ly.l]g
} ; [E4#|w
qn#f:xltu
template < typename T1, typename T2 > Nt
P=m
@
struct result_2 FOD_m&+
{ ?;?$\b=
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; [Z{0|NR
} ; qo5WZ
be
J G3#(DVc;
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} \EOPlyf8x
_Sn7z?
template < typename T > oO~LiK>
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const $C~OV@I
{ x/xd
return fn(pk(t)); 9ZXEy }q57
} 3ew`e"s
template < typename T1, typename T2 > ;-@v1I;
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const q8P$Md-=b1
{ =#sr4T
return fn(pk(t1, t2)); 2N[S*#~*e
} I,wgu:}P#
} ; <-K'9ut,
DW.vu%j^[
N!W2O>VS
一目了然不是么? 6A*k
最后实现bind vILq5iR
3v7*@(y
@>SirYh
template < typename Func, typename aPicker > o@blvW<v7
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) CJ#1j>
{ ^E`SR6_cmj
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); |XoW
Z,K
} fC^POLn[f
PcQqdU^!
2个以上参数的bind可以同理实现。 nK;c@!~pS
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。 E G3?C
Zh,{e/j
十一. phoenix |*-&x:p7O
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: =}7[ypQM`]
@h";gN
for_each(v.begin(), v.end(), Zm~oV?6
( ?5MOp
do_ mq*Efb)!
[ K`#bLCXEV0
cout << _1 << " , " :{ Q[kYj
] ";$rcg"%X
.while_( -- _1), f*&4d
cout << var( " \n " ) @ob4y
) MH=;[ | N
); ^i!6q9<{e
"~^#{q
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: -=CZhp
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 U5x&?n<
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 cop \o4ia
那么我们就照着这个思路来实现吧: Uel^rfE`
T\Ld)'fNv
qKL
mL2O
template < typename Cond, typename Actor > N56/\1R
class do_while qL?`l;+
{ |H7f@b]Sk
Cond cd; fNTe_akp
Actor act; eJ
O+MurO
public : TDo!yQ
template < typename T > 7U_OUUg
struct result_1 `X ;2lgL
{ 9et%Hn.K'
typedef int result_type; N5\]VCX
} ; _6k ej#o8
7C"&f *lEi
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} !H[K"7w
`$N()P
template < typename T > ,U^V]jC
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 2J5RZg9jL
{ B8sc;Z.
do `rLy7\@;
{ -U#e
act(t); TaI72"8
} #2\
0#HN
while (cd(t)); xpjv@P
return 0 ; Q5~Y;0'
} D?:AHj%gW
} ; lZ![?t}2`
c. ;}e:)s
zEYT,l
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). mxQPOu
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 fce~a\y0
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 r[}5<S Q
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 AV%t<fDG#
下面就是产生这个functor的类: /$NZj"#
u^Sa{Jk=
qe{:9
template < typename Actor > x%d\}%]
class do_while_actor XFv) ]_G
{ !9ytZR*
Actor act; ub,GF?9
public : )ir*\<6Y=
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} WQ>y;fi5/{
c&AJFED]<
template < typename Cond > ?1kXV n$
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; +J<igb!S
} ; ^<