一. 什么是Lambda Fd*)1FQKT
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 NJ^`vWi
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, ce{(5IC
m_\w)
SCs@Q
T3,"g=
class filler 8Eyi`~cAiH
{ 1O>wXq7q
public : Xp@8vu
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} A9'
[x7N
} ; Fq>=0 )
R5c
Ya
47.c
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: GoP,_sd\O
~F [}*%iR
_fx0-S*$
zZ&L#
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); r!N)pt<g
&^3KF0\Q
o^hI\9
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
|7XSC,"
h@}KBK
||a
5)D
dqMt6b\}
二. 战前分析 pXf!8X&y
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。 x%ju(B>
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 =QFnab?N
R("g ]
\>0%E{CR
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); wDswK "T
/* --------------------------------------------- */ T+ey>[
vector < int *> vp( 10 ); .}n,
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); WPi^;c8
/* --------------------------------------------- */ YUU|!A8x
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); u;\:#721
/* --------------------------------------------- */ <7N8L
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); qR^KvAEQSo
/* --------------------------------------------- */ DFKFsu8s
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); 4A6D>ChB'E
/* --------------------------------------------- */ Pj9n`LwM
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); 8.FBgZh*
)nmLgsg
$zS0]@Dj
86igP
看了之后,我们可以思考一些问题: hfT HP
1._1, _2是什么? lPF(&pP
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。 S`HshYlE q
2._1 = 1是在做什么? m99j]wr~c
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。 P=PcO>
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。 wQbN5*82
2g5Ft
>Pne@w!*
三. 动工 wv0d"PKTS
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: b*Ny
$0>>Z
u=NpL^6s<
2<HG=iSf
template < typename T > Z0*Lm+d9z
class assignment y57]q#k
{ H }w"4s
T value; EV{kd.=f
public : '{=dEEi
assignment( const T & v) : value(v) {} 1-[~}
template < typename T2 > gM_z`H5[!
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } R\k=
CoJJ
} ; pwo5Ij,~q
F F<xsoZJ
KNT(lA0s
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 "^E/N},%u5
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 9l).L L
v
Yt-Nx
"{>I5<:t
EH))%LY1y
class holder ?w'a^+H
{ fDyFkhc
public : bl@0+NiM
template < typename T > #U45H.Rz
assignment < T > operator = ( const T & t) const @V{s'V
{
Td tn-
return assignment < T > (t); ]"bkB+I
} jO
xH'1I
} ; `L p3snS
XQL"D)fw
#?%akQ+w
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: Sh'>5z2
rmpx8CY"
static holder _1; k8fvg4
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 L4Ep7=
)6mx\t
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); cx%[hM09
而不用手动写一个函数对象。 f1GV6/| m
<L|eY(:
s/ [15
0tbximmDb
四. 问题分析 i*34/
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 :&D>?{b0
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 |Y'xtOMX
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 U 7mA~t2E
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 m NkS!(L6
下面我们可以对这几个问题进行分析。 }G^Bc4@b
0CXh|AU
五. 问题1:一致性 XE8~R5
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| L~e\uP
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 2 mM0\ja
&_X6m0z
struct holder |lH~nU.*
{ 9^l[d<
// &t)dE7u5
template < typename T > 9y=$|"<(
T & operator ()( const T & r) const K07SbL7g!p
{ _nw=^zS
return (T & )r; {SH+lX0]{
} ZUGuV@&-T
} ; mq~rD)T
6GVj13Nr
这样的话assignment也必须相应改动: -$Bom
qc^u%
template < typename Left, typename Right > zrfE'C8O
class assignment ' k~'aZ
{ 0{|ib !
Left l; b|U48j1A
Right r; z9mmZqhK\
public : &sbA:xZBA
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} (lv|-Phc.
template < typename T2 > RFF&-M]
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } Jp)>Wd
} ; n]&/?6}
GRpS^%8i@
同时,holder的operator=也需要改动: F@Bh>Vb
MGn:Gj"d
template < typename T > O+Z[bis`
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const h%e}4U@X
{ U" eP>HHp
return assignment < holder, T > ( * this , t); (QQ /I;
} @l3L_;6a
EoLF7j<W
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。 lhZWL}l
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 1B~H *=t4h
mo%9UL,#W
return l(rhs) = r; Zw(*q?9\
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。 arf`%9M
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: > o{(f
cy=,Dr9O
template < typename Tp > dR2#n
class constant_t dtJaQ`
{ +gb2>fei&
const Tp t; 2YvhzL[um
public : 0Eq.l <
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 9k.LV/Y
template < typename T > @+A`n21,O
const Tp & operator ()( const T & r) const V^Wo%e7#u[
{ yO
Cv-zm
return t; `X?l`H;#
} 2GRh8G&5
} ; EgIFi{q=0
xQs2)
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 .v[8ie
下面就可以修改holder的operator=了 Te?UQX7Z}M
@DK,ka(
template < typename T > [.tqgU
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const @
?y(\>
{ 6L@g]f|Y@
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); =!3G ,qV
} GCul6,w
{UT>>
*C
同时也要修改assignment的operator() $?p^
m`t_
"El$Sat`
template < typename T2 > 1fRYXqx
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } ,ZjbbBZ
现在代码看起来就很一致了。 ]D&$k P(
W&`_cGoP
六. 问题2:链式操作 TL@_m^SM
现在让我们来看看如何处理链式操作。 GIQ/gM?Pv
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 ji{V#
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 ]dk44,EL
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 j6Acd~y\2
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct Eugt~j3
@=x=dL(
template < typename T > s$xctIbm?,
struct result_1 w#_xV
=
{ N3E Qq~lX
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; MO)N0{.b
} ; o?uTL>Zin
R:YX{Tq
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: !]qwRB$5
CD1}.h
template < typename T > z<_{m4I;
struct ref EOhUr=5~
{ A" `62
typedef T & reference; h$|K vS
} ; s9)
@$3\
template < typename T > WQ4:='(
struct ref < T &> 4A0R07"
{ e#L/
typedef T & reference; B&|F9Z6D
} ; y|V/xm+Fp
)ARfI)<1b
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: l i}4d+
{/12.y=)~
template < typename T > <jU[&~p
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const J!%Yy\G
{ zllY$V&<!
return l(t) = r(t); q.i@Lvu#
} Q)yhpwrX
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。 mJ0nyjX^
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 |mV*HdqU
OtJYr1:y_
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 ;hNnF&l
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: k7)H%31;
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 R{)Sv| +`
+5 调用divide的对象返回一个add对象。
HB`u@9le
最后的布局是: c ;`
Add l/;OC
/ \ oH!sJ&"#_
Divide 5 4W}8?&T
/ \ tUv@4<~,/
_1 3 t`03$&Cx7
似乎一切都解决了?不。 rs2~spN;h
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。 %stZ'IX
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。 a?E]-Zf
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: ?sDm~]Z
6N\~0d>5m
template < typename Right > L<]j&
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
D:'|poH
Right & rt) const AS`0.RC-
{ Hk8:7"4Q
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); NZYtA7
} <I'kJ{"
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 MGX %U6
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。 9a2Ga
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。 N8}R<3/
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。 K,%H*1YKK
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。 ^*'|(Cv
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? sLzcTGa2:z
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: ~|@ aV:k
wcP0PfY
template < class Action > ~ C6<75
class picker : public Action 9+h9]T:9
{ ]oP2T:A
public : fDp_W1yH
picker( const Action & act) : Action(act) {} d z&| 3o
// all the operator overloaded VkhZt7]K}B
} ; u*{hXR-"
<M=U @
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。 B`<(qPD
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: -\\}K\*MJ
7J./SBhB
template < typename Right > |f'U_nE#R/
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const neJNMdv@T
{ g}|a-
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); fGb(=l
} 6G7B&"&
z,}1K!
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > `23&vGk}
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。 )y'`C@ijI
r
vVU5zA4H
template < typename T > struct picker_maker b|n%l5
1
{ }b2U o&][
typedef picker < constant_t < T > > result; 9c8zH{T_{
} ; *fW&-ic
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > IyIh0B~i
{ rAIX(2@cR_
typedef picker < T > result; 8^&)A b
} ; nVw]0Yl
REB8_ H"
下面总的结构就有了: inZMq(_@$
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。 <|k!wfHL
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。 D}vgXzD
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 KM< +9`
至此链式操作完美实现。 YTQ|Hg6jO
D; H</5#Q
?cCh?>h
七. 问题3 *ZyIbT
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。 mJ<rzX
RW48>4f/+
template < typename T1, typename T2 > gWqmK/.U.0
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const )Ac8'{Tq/
{ oh%T4$
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); VXZd RsV8T
} ;gy_Q f2U
.}kUD]pW
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: kOETx
a+)Yk8%KY
template < typename T1, typename T2 > f'TjR#w
struct result_2 DUEA"m h
{ U# Y?'3 :
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; wd~e3%JM
} ; ,!F'h:
?+D_*'65D
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? %MU<S9k
这个差事就留给了holder自己。 1sYwFr 5
HB {w:
,f0cy\.?
template < int Order > \K`AO{ D@
class holder; p*_g0_^
template <> HGfYL')Z
class holder < 1 > MG[?C2KA/
{ z
4Qz9#*"^
public : 99G/(Z}
template < typename T > Df||#u=n
struct result_1 m/=,O_
{ [{6]i J
typedef T & result; /],:sS7
} ; P9:7_Vc
template < typename T1, typename T2 > !w]!\H
struct result_2 *y5d&4G2
{ ml.l( 6A
typedef T1 & result; iBwl(,)?m2
} ; l6Ze6X I
template < typename T > ?JzLn,&
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const x%k4Lm
{ Ig"Krz
return (T & )r; RR{]^g51
} 63UAN0K%
template < typename T1, typename T2 > @]6)j&
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const zOLt)2-<
{ 3Fo,F
return (T1 & )r1; 50rCW)[#
} =bded(3Z
} ; W>K2d
zv <,
template <> Zla5$GM
class holder < 2 > $n(?oyf
{ g % q7
public : !9356) cV
template < typename T > 6aK'%K
struct result_1 }EE
{ LDBxw
typedef T & result; [
8N1tZ{`
} ; "}*P9-%
template < typename T1, typename T2 > ,@R~y
struct result_2 m0paGG
{
Jh{(xGA
typedef T2 & result; ^TVica
} ; #E5Sc\,
template < typename T > x@m"[u
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ;Y?7|G97*S
{ {(o\G"\<XY
return (T & )r; R)WvU4+U
} Dgj`_yd
template < typename T1, typename T2 > YgQ_P4B;
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const yb*SD!
{ 7 '2E-#^
return (T2 & )r2; 0h^upB#p
} w?Nvm?_]
} ; W>wIcUP<<
%LXk9K^]e
t&mw@bj
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 Z7JI4"
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: +NxEx/{
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ?%{bMqYJD{
igOjlg_Q
return l(i, j) = r(i, j); 6NZ3(
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) W|G(x8
28d:
return ( int & )i; .oO_x>
return ( int & )j; =9i:R!,W
最后执行i = j; R5X<8(4p
可见,参数被正确的选择了。 ]Q-ON&/
#PVgx9T=_
IJD'0/R'c
Nj %!N
w)&] k#r
八. 中期总结 |D$U{5}Mv
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: Sl:Qq!
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ~ I]kY%
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ]8htJ]<|Q
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor C;oP"K]4=
)U>q><
+VdYT6{p
isj<lnQ
NlU:e}zGR
16ke CG\
九. 简化 J}i$ny_3OB
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 rxI?|}4
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ;pU9ov4)
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: j08G-_Gjn
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 FnP/NoZa>
+-*/&|^等
1mJBxg}(
2. 返回引用。 `;(/Wh
=,各种复合赋值等 s_.q/D@vu
3. 返回固定类型。 M98dQ%4I
各种逻辑/比较操作符(返回bool) !
D'U:)
4. 原样返回。 pb{'t2kk
operator, uCNQ.Nbf C
5. 返回解引用的类型。 !z{bqPlFGG
operator*(单目) KB&t31aq
6. 返回地址。 @>qzRo
operator&(单目) Pgr>qcbql
7. 下表访问返回类型。 \hc}xy
0
operator[] y
8];MTl
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 'hVOK(o0
operator<<和operator>> :?RooJ~#
3.Ni%FF`
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 qX0IHe
例如针对第一条,我们实现一个policy类: I:]s/r7
XsQ<yeun
template < typename Left > cI?dvfU?
struct value_return Q6MDhv,
{ gD _tBv
template < typename T > lk}R#n$
struct result_1 'iXjt
MX
{ Mn7 y@/1
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; wI
#_r_
} ; z/F(z*'v
QD+dP nZu
template < typename T1, typename T2 > w<J$12
"p+
struct result_2 2(5wFc
{ `2J6Dz"W
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; `;hsOfo
} ; 3i?{E^
} ; mf,mKgfG
S%Pk@n`z]
w{F8]N>0<
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ^-4mZXAy1|
17$JBQ,[
下面我们来剥离functor中的operator() \r324Bw>2
首先operator里面的代码全是下面的形式: mmwwz
=(Mv@eA"
return l(t) op r(t) 6DaH+
return l(t1, t2) op r(t1, t2) q0`Vw%
return op l(t) @K4} cP
return op l(t1, t2) H^K(1
return l(t) op 89`AF1
return l(t1, t2) op #ZCgpg$wM
return l(t)[r(t)] }UXj|SY
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ,{%/$7)
KT{<iz_
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: H<}<f:
单目: return f(l(t), r(t)); /B|#GJ\\3
return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
/A_</GYs
双目: return f(l(t));
*ErTDy(
return f(l(t1, t2)); :&6QKTX
下面就是f的实现,以operator/为例 +'uF3-+WY
X[j4V<4O
struct meta_divide L(`^T`
{ D<L]'
template < typename T1, typename T2 > ;l4rg!r(S
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ]8+%57:E
{ ?F
AsV&y
return t1 / t2; L@CN0ezQs
} VG&|fekF
} ; zi-zg Lx
wE%v[q[*X
这个工作可以让宏来做: jtQ2vJ-
|A'8 'z&q
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ R!*UU'se
template < typename T1, typename T2 > \ bt%k;Z]
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; f@\
k_
以后可以直接用 F mh;d*IT
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) w,eYrxR|N
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 [ueT]%
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) 75!IzJG
&m>`+uVBP
C.8]~MP
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 ?.\CUVK
#q==GT7
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 4mNL;O
class unary_op : public Rettype .A\9|sRZ5
{ T6OIb
Left l; Tud[VS?99
public : &:akom8
unary_op( const Left & l) : l(l) {} fhMtnh:
Yx(?KN7V?
template < typename T > YOGwQ
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const K+ ufcct
{ zJ|Ek"R.
return FuncType::execute(l(t)); 1kb?y4xeJ
} K JPB-
Ln[R}qD
template < typename T1, typename T2 > SQ>.P
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const *Z|!%C
{ #OJ^[Zi<
return FuncType::execute(l(t1, t2)); S$BwOx3QF
} uPR usG4!R
} ; b]4yFwb
vB/MnEKR
ua`2
&;T=
同样还可以申明一个binary_op ouVR[w>V
kn+`2-0
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > jl3RE|M\<
class binary_op : public Rettype {-Yp~HQF
{ GG(rp]rgl
Left l; U+~0m!|4
Right r; {(ey!O
public : uO,90g[C/R
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 3<m"z9$
HQ/PHUg2
template < typename T > ?*[t'D9f-
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 3|9)A+,#
{ = ;dupz\7
return FuncType::execute(l(t), r(t)); n U$Lp`
} [5 a`$yaQ
j,EE`g&
template < typename T1, typename T2 > sKn>K/4JZ
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const :E4i@ O7%
{ cU%#oEMf<
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); uZm<:d2%)
}
A-ir
} ; ^L]+e
2NIK0%6
;oob
TW{
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 saU|.\l
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 H'?Bx>X
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ~u,g5
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。 i1FFf[[ L
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! | =N8X
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。。。 s67$tlV
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ;Qk* h'}f
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) aJI>qk h?]
下面是修改过的unary_op Yfxc$ub
Mgcq'{[~Y=
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > *=@Z\]"?
class unary_op ;&Eu<%y
{ |=jgrm1yj
Left l; p_B,7@Jl
<|
Xf4.
public : $'?CY)h{
jpm}EOq<%
unary_op( const Left & l) : l(l) {} VaVKWJg$
L!mQP
template < typename T > akJ{-
struct result_1 zr8 4%_^
{ KW+^9&lA
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; F4kU) i
} ; &rcr])jg[
6NJ La|&n
template < typename T1, typename T2 > U
NQup;#h
struct result_2 9XobTi3+'
{ ?D57HCd`n
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; MI',E?#yB
} ; 4\Y=*X
W%0-SR
template < typename T1, typename T2 > T_v
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ou,W|<%
{ nHyWb6
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); wnt^WW=a[
} ]y.,J
EU>@k{Qt
template < typename T > KGP2,U6
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 7-W(gD!`
{
w>/KQ> \"
return OpClass::execute(lt(t)); rd%3eR?V
} d 'x;]#S
X=${`n%LG
} ; c7wza/r>
`1M_rG1/+
uZ<Bfrc
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug ~g1@-)zYxK
好啦,现在才真正完美了。 Qbt
fKn95
现在在picker里面就可以这么添加了: |])%yRAGQ
m_\CK5T_
template < typename Right > rUx%2O|qu
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const 3Y=T8Gi#
{ OjrQ[`(E
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); Y<a/(`
} /R9>\}.yJ
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 [h%_` 8z
{'>X6:
9Ki86
-W+dsZ Sv8
Srol0D I
十. bind mz9Kwxe
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 6u8`,&U
先来分析一下一段例子 ~aA+L-s|
aW w`v[v
LT'#0dCC
int foo( int x, int y) { return x - y;} .Ddl.9p5
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 *zz/U
(9D
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 ]r|.\}2Y7
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 .!)7x3|$[
我们来写个简单的。 \f /<#'
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 6"&&s
对于函数对象类的版本: d{ OY
kE6\G}zj
template < typename Func > g\ <Lb
struct functor_trait ^9cqT2:t
{ =YLt?5|e
typedef typename Func::result_type result_type; 4~Lw:o1a
} ; sI*( MhU
对于无参数函数的版本: Z!LzyCVl
F!zZIaB]
template < typename Ret > , aawtdt/
struct functor_trait < Ret ( * )() > aASnk2DFd
{ pC#Z]_k
typedef Ret result_type; LNg[fF^:
} ; 3b%y+?-{\u
对于单参数函数的版本: W=F?+KgL
[0)iY%^
template < typename Ret, typename V1 > eYsO%y\I
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > >OiC].1
{ ?;^_%XSQ*
typedef Ret result_type; Y;-" Z
} ; zg8m(=k'
对于双参数函数的版本: IXd&$h]Lq
NbkWy
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > |$bZO`^
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > |6_<4lmTxF
{ pjbKMx
typedef Ret result_type; @jwUH8g1
} ; 6
D!,vu
等等。。。 ;]<$p[m
然后我们就可以仿照value_return写一个policy mRQ F5W6
d*q_DV
template < typename Func > li/O&@g`
struct func_return Q?[k>fu0
{ Z~$& h
template < typename T > zZ;tSKL
struct result_1 7(gQ6?KsZ
{ i 3(bg,
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; d&R/f Im
} ; ce+\D'q[
iW)FjDTP
template < typename T1, typename T2 > vcV=9q8P1
struct result_2 &?zJ|7rh@|
{ p?Yovckm
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; &Hh%pY"
} ; (`>4~?|+T
} ; oX?2fu-
FA4bv9:hi
v,p/r)E
最后一个单参数binder就很容易写出来了 vQBfT% &Q-
W dIr3
template < typename Func, typename aPicker > hnE@+(d=qJ
class binder_1 $7|0{Dw
{ B;G|2um:$
Func fn; oleRQ=
aPicker pk; LX*T<|c`'
public : d@] 0 =Ax
PX]A1Kt?
template < typename T > z
KJ6j ]m
struct result_1 &a48DCZ
{ rBgLj,/`U/
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; o
@*3<_e
} ; *h-nI=
)5yZSdA
template < typename T1, typename T2 > tQ=U22&7
struct result_2 Gi;eDrgj~
{ }Qg9l|
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 4P2)fLmc
} ; #( X4M{I
z,DEBRT+
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 0>E` 9|
_CI! 7%
template < typename T > 7%)4cHZ^$?
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const hiP^*5h
{ N],A&}30
return fn(pk(t)); O \lt!p3F
} q[dls_
template < typename T1, typename T2 > chfj|Ce]x
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const $ n
7dIE
{ $i~DUT(
return fn(pk(t1, t2)); Pf@8C{I
} k[G? 22t
} ; Cww$ A %}
\>9%=32u.
LD^V="d
一目了然不是么? % YU(,83(+
最后实现bind EJZl'CR
e ~*qi&,4
VN`2bp>5I
template < typename Func, typename aPicker > *K m%Vl
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 6 D~b9e
{ 4[+n;OI
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); -?'u"*#1,
} pD`7N<F 3
Ng+k{vAj
2个以上参数的bind可以同理实现。 ^*}L9Ot~
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。 =@{H7z(p&
=
#ocp
十一. phoenix 8 +uOYNXsA
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: *^" 4 )
Ld+}T"Z&M>
for_each(v.begin(), v.end(), pBmacFP
( Mb?6c y[
do_ \zgRzO'N
[ gpE5ua&
cout << _1 << " , " ot-!_w<
] $IB@|n
.while_( -- _1), "R):B~8|H{
cout << var( " \n " ) xE4T\%-K
) g-')|0py
); {-<h5_h@
2eb
:(D7Cq
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: {kW!|h&'
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor rj<%_d'Z`
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 0)9GkHVu(
那么我们就照着这个思路来实现吧: uX`Jc:1q3
Cw Z{&
;:"~utL7
template < typename Cond, typename Actor > ,:;nq> ;
class do_while d \0K3=h
{ _!w# {5~
Cond cd; S>cT(q_&
Actor act; Rn-L:o@?
public : sV3/8W13
template < typename T > rmWG9&coW
struct result_1 B8[H><)o\y
{ jC;XY !d6
typedef int result_type; 4S03W
} ; 1N:eM/a
d![EnkyL;
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 6OIA>%{
7jEAhi!Cq(
template < typename T > gKS^-X{x
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const tTQ>pg1{qh
{ PjRKYa_U
do 3tOnALv
{ SU
H^ ]4>
act(t); S}*#$naK
} r1F5&?{q
while (cd(t)); J+Y&