一. 什么是Lambda
.~TI% 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
CrG!8} 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,
}*O8]lG @\M^Zuo =k;X}/ OMd:#cWsQ class filler
(+<66
TO {
] mK{E~Zll public :
\Co
Z+ void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
i6y=3k } ;
e@S\7Ks q8,,[R_ k~F,n 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:
e2g`T{6M hS>=pO+y
Qstd;qE~ ln":j?` for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
@ScC32X O1+yOef"k 3(gOF&Uf9 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
ed`7GZB XQmg^x[,A .[s6PzQy 52^,qP'6 二. 战前分析
1]vDM&9 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。
?_v_*+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
;7QG]JX f9+6gY madbl0[y. for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
|34w<0Pc, /* --------------------------------------------- */
{xTh!ih2- vector < int *> vp( 10 );
wF59g38[z$ transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
"
RIt /* --------------------------------------------- */
!lA~;F sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
*y$CDv /* --------------------------------------------- */
B]mMwqM# int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
3C'6i /* --------------------------------------------- */
hzpl;Mj for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
(]10Z8"fJ /* --------------------------------------------- */
w'7J`n:{] for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
YPO24_B JNP6qM ^t$uDQ[hA ;Cjj_9e,: 看了之后,我们可以思考一些问题:
n36iY'<) G 1._1, _2是什么?
y(E<MRd8V 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。
Z|)1 ftcC 2._1 = 1是在做什么?
{~G~=sC$ 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。
LlVbY=EX7 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。
{<#b@=G jE8}Ho_#) Vs
Z7n~e 三. 动工
]86*k%A 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
:)kHXOb. :@@m'zF<; L>0Pur) [ DG&aFmC template < typename T >
B@ msGb C class assignment
x5rLGt {
4Y4zBD=< T value;
@RL'pKab9 public :
-8dz`o} assignment( const T & v) : value(v) {}
+rhBC
V template < typename T2 >
K}GRU) T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
AsvH@\\ } ;
AVfF<E/ F
IB)cpo $@L2zl1 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
WMWUP ZsGS 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
:h!'\9 NW*#./WdF8 qG9j}[d' Y^;izM} class holder
nwqA\ {
4]-7S l, public :
yJ6g{#X4K< template < typename T >
q|r*4={^!* assignment < T > operator = ( const T & t) const
e@/' o/ {
""_B3' return assignment < T > (t);
[/l&:)5W> }
] ;CJ6gM~ } ;
<Z\{ijfvD
5PC:4 {wDe#c{_ 由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上:
<(yAat$H Q("4R static holder _1;
<P@O{Xi+K Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
! CJ*zZ* 3UKd=YsJ for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
%az6\"n 而不用手动写一个函数对象。
G)_Zls2; ?IoA;GBg mZuLwd$0 8U4In[4 四. 问题分析
~[~#PO 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。
nV`W0r(f' 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。
y9=<q%Kc- 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
@ `mke4>_ 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
e~cg
(. 下面我们可以对这几个问题进行分析。
|x>5 T} b):aqRwP 五. 问题1:一致性
;18u02z^ 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?|
/E i e5p 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
Ww#!-,*]o +Yc@<$4 struct holder
wjgF e] {
G%=
gCR //
NzeiGj template < typename T >
Y]uVA`%"b T & operator ()( const T & r) const
vF>]9sMv {
(A=Z,ed return (T & )r;
$H]NC-\+> }
n.R"n9v` } ;
joZd 8pp;"
"b 这样的话assignment也必须相应改动:
o)DO[ V7O7"Q^q template < typename Left, typename Right >
/^bU8E&^M class assignment
n[# **s {
g-NrxyTBlx Left l;
ra_v+HR7 Right r;
j'hWhLax public :
%T\2.vl assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
J8Vzf$t}; template < typename T2 >
rR#wbDr5 T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
sB^ejH } ;
HS\'{4P bw+IH-b 同时,holder的operator=也需要改动:
?du*ITim '
~fP#y template < typename T >
3"k n5)x assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
3SPXJa\i {
6K=}n] n return assignment < holder, T > ( * this , t);
r}:U'zlC{ }
-z
se+]O` "}H2dn2n 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。
a0Fq$ 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
-%{+\x2 peOoZdJd return l(rhs) = r;
5P 5Tgk 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。
)e6sg]# 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
*~b~y7C sOS^ template < typename Tp >
TqOH(={ class constant_t
t)~$p#NS {
,Tk53 " const Tp t;
zqZ/z>Gf public :
o=xMaA constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
9|OOT[ template < typename T >
nQa:t. rC const Tp & operator ()( const T & r) const
8LXK3D}?3 {
)V*`(dn'zm return t;
?U1Nm~'UZ }
T1x67 b
u } ;
NX:\iJD)1U JLjs`oqh 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
}_@p`>|)rB 下面就可以修改holder的operator=了
t}OzF cyqN 1F3Q^3+ template < typename T >
2k&Voa assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
Pt-O1$C[ {
R|Uu return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
kX:1=+{xg }
W`TSR?4~t? `gJ$fTi& 同时也要修改assignment的operator()
v#: ?:< hb)C"q= template < typename T2 >
40dwp*/! T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
]k+(0qxG 现在代码看起来就很一致了。
c>+68<H G-sQL'L[U 六. 问题2:链式操作
%mzDmrzq 现在让我们来看看如何处理链式操作。
D*sL&Rt][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。
nHp$5|r< 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。
XJ" xMv 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。
%P(2uesd 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
zvdIwV&oT S1C#5= template < typename T >
Q]VG6x struct result_1
i<=2 L?[.I {
6KD-nr{S typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
Z
J1@z. } ;
!:tr\L { ld 1[Usaq 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:
<JvYCWX` cjd-B:l template < typename T >
S?VKzVDB.S struct ref
7-\wr^ll3 {
b5f+q:?{ typedef T & reference;
B+pLW/4l } ;
Wvl'O'R template < typename T >
$*Wa A`(U struct ref < T &>
&h=f {
fGe"1MfU typedef T & reference;
%|j`;gYV } ;
%kgT=<E' j_0l'S aj 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
m#RMd,'X Xr88I^F; template < typename T >
:&2%x typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
1Oak8 \G {
R"\(a return l(t) = r(t);
dX[Xe }
;4Xx5*E 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。
zN-Y=-c 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
mS0;2xU \nL@P6X 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
cHVu6I?h _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
1YU?+K _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
~~I]SI k{ +5 调用divide的对象返回一个add对象。
VD =f 'D 最后的布局是:
g9d/nRX& Add
niYD[Ra\xP / \
8p1:dTI5Pb Divide 5
9[`\ZGWD / \
f2v~: u _1 3
(#>Q#Izr 似乎一切都解决了?不。
x`'s 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。
v3kT~uv 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。
47A[-&y*X 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:
=CCddLO 2^U?Ztth6 template < typename Right >
Xd1+?2 assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
l-Dg m Right & rt) const
??++0<75 {
Gvr>n@n return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
<7/7+_y }
.t{uzDM 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
N%u4uLP5k 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。
vB5mOXGN q 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。
l}#d^S/ 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。
#sbW^Q'I
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。
%L-{4Z!"sI 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?
fQ_tXY 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:
-Q ];o~ T ~p>Ed 9 template < class Action >
x_/H class picker : public Action
2_Cp}Pj {
Lg2PP#r public :
y\dx \ picker( const Action & act) : Action(act) {}
&hZ6CV{ // all the operator overloaded
zhyf}Ta' } ;
2j1HN 4e?c W& 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。
|]-~yYqP3 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:
eQqCRXx VjZb\
d4 template < typename Right >
&rc
r>- picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
uF)^mT0D= {
``kesz return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
cwQ*P$n }
x$S~>H<a +]hc!s8 Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
@ W q8AFo 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。
UyF;sw p-7?S^!l template < typename T > struct picker_maker
l9H-N*Wx {
X6?Gxf, typedef picker < constant_t < T > > result;
hIa,PZ/Q } ;
H3Zt3l1u+ template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
1Eryw~,,9i {
eV0eMDY5 typedef picker < T > result;
?tT89m3_E } ;
FE1En F^=y+}]= 下面总的结构就有了:
jo0XOs 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。
i/C0
(! 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。
Ie8K[ > picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
E!,jTaZz 至此链式操作完美实现。
NG4@L1f% SF[Z]|0gs x3jjtjf 七. 问题3
Dd$8{~h"G 如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。
=Prz| C"k]U[%{ template < typename T1, typename T2 >
&G3$q,`H ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
}UG<_bE| {
(YYwn@NGj return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
'sk M$jr }
;b_<5S vgr5j 很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2:
^vOEG;TR<- 5?E;YyA template < typename T1, typename T2 >
J %E0Wd struct result_2
clIn}wQ {
1O90 ]c0 typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
fECmELd } ;
= mhg@N4 +]Z*_?j9{ 显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢?
t
Q>/1 这个差事就留给了holder自己。
;;EFiaA owO&[D/ Jf@Xz7{z template < int Order >
q+lCA#Sx class holder;
=Q!V6+}nY^ template <>
2k`Q+[?{q> class holder < 1 >
,^@/I: {
XKT[8o<L public :
\@_?mL@= template < typename T >
3b<;y% struct result_1
9a'}j#mJo {
@\=4 Rin/q typedef T & result;
uU+?:C } ;
!B#tJD template < typename T1, typename T2 >
UXHtmi|_: struct result_2
"YVvmCp {
%V-Hy ;V typedef T1 & result;
GbC JGqOR } ;
ORfMp'uP= template < typename T >
~jC$C2A0 typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
}jNVR#D: {
01+TVWKX return (T & )r;
2o0WS~}5 }
1EliR uJ template < typename T1, typename T2 >
>5Sm.7}R typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
hWr}Uui {
m khp@^5 return (T1 & )r1;
X@~R< }
?"p.Gy) } ;
D#X&gE 7t6TB*H template <>
ZgxpHo class holder < 2 >
e~$aJO@B.R {
Ntpw(E<$f public :
wUzMB]w template < typename T >
er>@- F7w struct result_1
Kr%O}<" {
OUm,;WNLf typedef T & result;
3MHByT% } ;
4?aNJyV%& template < typename T1, typename T2 >
.[vYT.LE struct result_2
=o4McV} {
],f%:
?%50 typedef T2 & result;
FC8#XZp } ;
9Ljd
or template < typename T >
y~rtYI
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
ztV%W6 {
sW@_q8lG return (T & )r;
^W[3RiG }
Xm^/t# template < typename T1, typename T2 >
]hY4
MS typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
qmbhx9V {
(.9H1aO46| return (T2 & )r2;
6b h.5| }
]bAw>1,NVD } ;
+HY.m+T 4,7W*mr3( S| l%JM^ 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> >。
gPy}.g{tH$ 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
lBOxB/` 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
s^-o_K\*c 8|IlJiJ~v return l(i, j) = r(i, j);
4Kn)5> 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
WizVw&Iv ag"Nf-o/Y return ( int & )i;
#|acRZ9
} return ( int & )j;
0J1&6b 最后执行i = j;
J"yq)0 可见,参数被正确的选择了。
MK, $# kr5'a:F) %CG=mTP X6EnC57 wy#5p]!u 八. 中期总结
ci{WyIh 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:
=}YaV@g<f 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
=42NQ{%@; 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
?bl9e&/! 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
B3V+/o6 -^= JKd&p $3{I'r] ,IQ%7*f;O_ Z}$1~uyw ^h"F\vIpV 九. 简化
]Kp -2KW 很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。
8jfEvwY 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
"AHuq%j 首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种:
H.[t&VO 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
y_f^ dIK*= +-*/&|^等
w!m4 2. 返回引用。
u#v];6N =,各种复合赋值等
<=PYu:]h 3. 返回固定类型。
YC d 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
!_j6\r= 4. 原样返回。
{A8w~3F operator,
gYvT'72 5. 返回解引用的类型。
N1espc@j operator*(单目)
NIxtT>[+3 6. 返回地址。
teg[l-R"7z operator&(单目)
e^Glgaf 7. 下表访问返回类型。
Ky6 d{|H operator[]
t%]b`ad 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
E#mpj~{- operator<<和operator>>
BYWs\6vK bDM;7fFp$ 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。
Ln&CB!u 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
u_X(c'aE; (c1Kg template < typename Left >
I8{ohFFo struct value_return
hwd{^ {
a3[lZPQe template < typename T >
T6Ks]6m_ struct result_1
8WMGuv {
l08JL typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
BMovl4*5 } ;
nO .:f K.: :P84m; template < typename T1, typename T2 >
Tlz~o[`& struct result_2
r>x>aJ {
38gEto#q typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
nSeb?|$D 6 } ;
zc%HBZ3p } ;
F`JW&r\ t
gHXIr}3 X16r$~Pb 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
p#tbN5i[{7 uy
oEMT#u 下面我们来剥离functor中的operator()
DjQgF=; 首先operator里面的代码全是下面的形式:
Ue2k^a*Ww QVPJ$~x return l(t) op r(t)
Q(ec>+oi return l(t1, t2) op r(t1, t2)
1ppU
?# return op l(t)
]m"6a-,` return op l(t1, t2)
^<QF*! return l(t) op
"BD$-] return l(t1, t2) op
lehuJgz'OO return l(t)[r(t)]
^?o> (K return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
5!}fd/}Uk [p&2k&.XYe 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:
PBp+(o- 单目: return f(l(t), r(t));
_cD-E.E% return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
()%;s2>F 双目: return f(l(t));
&(,-:"{pNR return f(l(t1, t2));
E8PlGQ~z{d 下面就是f的实现,以operator/为例
xzOM\Nq?O g%T` 6dvT struct meta_divide
c-bTf$6} {
so@wUxF template < typename T1, typename T2 >
/H<tv5mXJ static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
F@Cxjz {
"IKbb7x return t1 / t2;
-<M'h }
ck K9@RQ } ;
W``
-/ OZi4S3k 这个工作可以让宏来做:
K:8.
Dvn <Z\j#p: #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
B*T;DE template < typename T1, typename T2 > \
>`u/#mrd static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
NGOyd1$7N 以后可以直接用
rwvCp_pN. DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
1n|K 来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数
%8~g#Z (ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。)
]O.Z4+6w mUjM5ceAXO k9 NPC" 下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体
Tl`HFZQ1 f4r)g2Zb[ template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
[V _\SQV0 class unary_op : public Rettype
+DA,|~k_ {
pQ yH` Left l;
R1NwtnS public :
GP;UuQz unary_op( const Left & l) : l(l) {}
&1$|KbmV4 a7wc>@9Q, template < typename T >
U#
7K^(E9 typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
XD$;K$_7 {
?N(opggiD return FuncType::execute(l(t));
;J&9l
> }
<A@qN95m .YxcXe3# template < typename T1, typename T2 >
a5@XD_b typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
U((mOm6 {
I2^Eo5' return FuncType::execute(l(t1, t2));
Q_M:v }
fs6% M]u } ;
kli)6R< T@x_}a:g <n{-&;> 同样还可以申明一个binary_op
;LE9w^>^V >}'WL($5U template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
W@FRKDixG class binary_op : public Rettype
~Op~~
m {
`g!NFp9q Left l;
SQJ
}$#= Right r;
U<jAZU[L public :
Gfy9?sa binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
c},wW@SF2W 6P U]I+ template < typename T >
m.2=,,r<Fq typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
%Tm8sQ)1 {
JPGEE1!B{b return FuncType::execute(l(t), r(t));
1_0\_| }
kH }HFl
:to1%6 template < typename T1, typename T2 >
w!~85"" typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
&NB"[Mm:@ {
L|N[.V9 return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
q$BS@
}
^U[yk'!Y } ;
~fR-cXj" UhVJ! NrT Xw |6
#^ 很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
*J|]E( 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
aYd`E4S+ DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
YCnKX<Wv 那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
bo04y)Iz 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
XYdr~/[HPy 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
9 Z79 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
do&0m[x% 这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan)
_5&LV2 下面是修改过的unary_op
CGY,I
UG UcxMA%Pw7$ template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
>nOzz0, class unary_op
+!Lz]@9K {
iDrQ4> Left l;
0o&B 7N F=l. 2t*9 public :
AAPfU_:
^ 6*tbil_G+ unary_op( const Left & l) : l(l) {}
oES4X{, `;H3['~$ template < typename T >
<9yB& ^ struct result_1
%y_AT2A {
$ Ov#^wfA typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
; 6*Ag#Z } ;
xA {1XS} )!jX$bK template < typename T1, typename T2 >
&p6^
struct result_2
7$jO3J {
):pFI/iC typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
V07? sc< } ;
1H]E:Bq B#Z-kFn@ template < typename T1, typename T2 >
]n$&|@ typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
9_I#{? {
QLum=YB return OpClass::execute(lt(t1, t2));
d 0CFMy6 }
}&:F,q* \r7gubD template < typename T >
'W]oQLD^R typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
N_qKIc_R
{
@!:_r5R~N return OpClass::execute(lt(t));
U7@)RJ }
Qb~&a1&s# ;gmfWHB< } ;
Y%A
KN g"o),$tm 95X!{\ 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
k=8L hO 好啦,现在才真正完美了。
~s UWXw7~ 现在在picker里面就可以这么添加了:
.,7ZDO9{ tpP2dg9dF template < typename Right >
{_<,5)c picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
}$T!qMst{ {
?~#{3b return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
'p:L"L}Q? }
aq<QKnU 有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。
P|{Et=R`1 `p{,C`g,R N>3X! K >h<bYk "9Q Isna
KcLM 十. bind
AiE\PMF~{P 既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。
%zA$+eT 先来分析一下一段例子
_mSQ>BBRl # 5C)k5 h`HdM58CQ int foo( int x, int y) { return x - y;}
sg!*%*XQ bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
LJII7<k bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
|`i.8 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。
p&4#9I5 我们来写个简单的。
cgvD>VUw 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
1[Ffl^\ARp 对于函数对象类的版本:
JD1D( $bi@,&t; template < typename Func >
I}{Xv#@o struct functor_trait
>iIUS {
":upo/xN typedef typename Func::result_type result_type;
Wy.Xx-3W } ;
T24?1 对于无参数函数的版本:
BpQ/$?5E" *)H&n>"e template < typename Ret >
Vn1hr;i] struct functor_trait < Ret ( * )() >
7gY^a MW {
d[Lr`=L; typedef Ret result_type;
,)JSXo } ;
2r~&+0sBP 对于单参数函数的版本:
t4E= N2_9V~! template < typename Ret, typename V1 >
YDMimis\H5 struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
baVSQtda {
b 7%O[ typedef Ret result_type;
l-mf~{ } ;
<DjFMTCN 对于双参数函数的版本:
ZD'fEqM 6}EC)j;Fw template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
\d)~. 2$G* struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
1S26Y|L) {
SWGD(]}uz typedef Ret result_type;
%:
.{?FB_ } ;
Oor&1 等等。。。
umo@JWr 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
fsDwfwil* >IzUn: 0F template < typename Func >
td6$w:SN,l struct func_return
@xI:ZtM {
h&4f9HhS= template < typename T >
-n `igC struct result_1
HRY?[+ {
CL-mt5Kx#7 typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
Ydr/ T/1 } ;
@Ja8~5 : xXktMlI template < typename T1, typename T2 >
<
<vE . struct result_2
=(~UK9` {
h^D]@H typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
-^sbf. } ;
KiJR q> } ;
M9/c8zZ YIQm;EEG Vp'Zm: 最后一个单参数binder就很容易写出来了
:2KLziO2 >_4Ck{^d# template < typename Func, typename aPicker >
<+QX Gz1 class binder_1
T&] J3TFJ {
x{X(Y]*1S Func fn;
xD(JkOne aPicker pk;
SOI$Mx public :
~Zc=FP:1 9p#Laei]. template < typename T >
=nYd|Ok struct result_1
KnC;j-j {
K;u<-?En typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
R{5xb } ;
v){&g5djl f(h nomn template < typename T1, typename T2 >
gqje]Zc< struct result_2
lKMOsr@l {
y0d a8sd) typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
E2s
lpo } ;
]mN'Qoc DJ)z~W2I* binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
RN1q/H| Bw31h3yB template < typename T >
&;%z1b>F typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
o
26R] {
0Jh^((i* return fn(pk(t));
1XAXokxj }
Gyak?.@R template < typename T1, typename T2 >
:K ^T@F5n typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
9U_uw
Rv2 {
t?:} bw+m return fn(pk(t1, t2));
H+`s#'(i_P }
3TRzDE(J } ;
zqDIwfW >xU$)uE& )x/Spb 一目了然不是么?
UJXRL
最后实现bind
p9;Oe,Il }dl[~iKW G6C#M-S template < typename Func, typename aPicker >
E|t.
3 picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
ze<Lc/ ;X~ {
K85;7R5 return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
ccc*"_45# }
}7>r, fb7Gy 2个以上参数的bind可以同理实现。
0UEEvD5 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)*/E'Cr* lLO|, 十一. phoenix
(j^Qa~{mG4 Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
=/Ob
kVYf
`.dX@< for_each(v.begin(), v.end(),
DD3.el}6a (
U[EM<5@I do_
TBN0u k [
hjVct
r cout << _1 << " , "
:Yi1# ]
@ 5!Mr5; .while_( -- _1),
y9cDPwi:b cout << var( " \n " )
}fps~R )
CbmT aEaP );
/DG+8u ?v4-<ewD 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:
~s@PP'! 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
raL!} operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
=.=4P~T& 那么我们就照着这个思路来实现吧:
V
_(L/6 9qUc{ydt ,f@$a3}'Lx template < typename Cond, typename Actor >
!}Sf?nP# class do_while
>wz&{9ni {
G%{J.J41F Cond cd;
|,*N>e Actor act;
Mu,}?% public :
{9kH<,PJ;! template < typename T >
`0.< struct result_1
Y}<w)b1e| {
uhi(Gny. typedef int result_type;
M#BM`2!s } ;
P.L$qe>O J1@X6U!{ do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
.TcsXYL.`, pFfd6P template < typename T >
YP*EDb?f typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
j_::#?o!/ {
_4eSDO[h do
!c}?u_Z/ {
.<0|V act(t);
]ZV.@%+ }
v6Vie o= while (cd(t));
J!O{.v return 0 ;
]ow$VF{y }
Gwyjie 9t } ;
[D!-~]5 k9>2d' Q Gk<M@d^hQ 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
h^yLmRL 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
;VhilWaF- 其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。
h(q,-')l_ 因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。
z+ch-L^K4 下面就是产生这个functor的类:
}V20~ hi !GB\-( >
-P UY template < typename Actor >
asDk@Gcu class do_while_actor
{y5v"GR{YM {
05
P#gs`< Actor act;
Lp!4X1/|\ public :
EL*OeyU1l do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
Z~&$s (OA-Mgyc template < typename Cond >
F8u;C:^d picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
1k=w 9 } ;
G~z=,72 K90wX1& PxuE(n V[ 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
e"^ /xF 最后,是那个do_
xEW>7}+\ <ttrd%VW 0\qLuF[) class do_while_invoker
R,]J~TfPK {
x;Qs_"t];3 public :
I},]Y~Y3 template < typename Actor >
DrAp&A|WV| do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
T;7=05k<_ {
1!(Og~#( return do_while_actor < Actor > (act);
gLm ]* }
r#8t@W } do_;
1 u[a713O 1L~y!il 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
%pikt7,Z~ 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
(8JL/S;Z$ 最后来说说怎么处理break和continue
Lek!5Ug 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。
7D5[
L 具体实现手法这里就不罗嗦了。
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