一. 什么是Lambda R$&|*0
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ,# 1ke
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, ^A^,/3
EdA_Hf
#dDsI]E)
~pn9x;N%H
class filler ,|_ewye
{ :z%vNKy1
public : &+-ZXN
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} S<f&?\wK=v
} ; w~EXO;L2
J'4{+Q_pa
}(AUe5aw`G
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: >w jWX{&?
BciwS_Qx
x\XgQQ]-
V#1_jxP)Q
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); cve(pkl
fMr6ZmB
0\g;^Zpi
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ?#xNz=V
cI4%zeR
pr\yc
kL^;^!Nt
二. 战前分析 )#MKOsOct
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 |2XEt\P
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 =YBwO. !%
5M{N-L_eC
lph3"a^
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); %5*gsgeI
/* --------------------------------------------- */ ](NSpU|*
vector < int *> vp( 10 ); :tM|$TZ
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Z!C\n[R/
/* --------------------------------------------- */ _> .TB\
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); |v8 >22y
/* --------------------------------------------- */ 9u1)Kr=e
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); ]DdD
FLM
/* --------------------------------------------- */ 4x=rew>Ew
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); Mk=
tS+
/* --------------------------------------------- */ /a6\G.C5
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); *}3e'0`
*Xt#04_
r_]wa
\~Zj](#
看了之后,我们可以思考一些问题: A\ze3fmV
1._1, _2是什么? BD,JBu]
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。 UuAn`oYhV
2._1 = 1是在做什么? mwCNfwb:
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。 -B$oq8)n*
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 *#Hi W)
]c+qD,wqt>
<"/Y`/
三. 动工 AynWs5|z=
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: |!dyk<}oIu
m~r^@D
A$A7F=x
2Ua_7
template < typename T > \P!v9LX(
class assignment LLg ']9
{ TclZdk]%T
T value; g8mVjM\B;
public : wCeSs=[
assignment( const T & v) : value(v) {} >DQl&:-)t
template < typename T2 > 7'j?GzaQ+
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } HGB96,o f9
} ; 4XQ v
iBxCk^
gGN[AqR
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 WW@/q`h
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment jfl7L"2
AZorz Q]s
u~Q0V J~
J'Yj_
class holder ' rHkJ
{ Iqe4O~)
public : A2Rr*e
template < typename T > b0x9}
assignment < T > operator = ( const T & t) const Xgd!i}6Q
{ Tx0/3^\>8A
return assignment < T > (t); 17H_>a\`
} !li Q;R&
} ; :^3MN
5h+g^{BE
.Q?cNSWU
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: 5)V J
)& %X
AW{
static holder _1; [f.[C5f%"'
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 (p68Qe%OuG
Lh"Je-x<<
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); @= 6}w_
而不用手动写一个函数对象。 +f+x3OMX3
s}`ydwSg8
!zvKl;yT
it5].A&
四. 问题分析 r3hjGcpaX
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。 c_O|?1
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。 QgEG%YqB
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 bL!NT}y`
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 f'aUo|^?
下面我们可以对这几个问题进行分析。 jIZQ/xp8_
nmc=RK^cM
五. 问题1:一致性 <'-}6f3
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?| G#)>D$Ck#
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 YQ4;X8I`r
E0>4Q\n{
struct holder @;fdf 3ian
{ ov#/v\|0
// 5ts8o&|
template < typename T > XkCbdb
T & operator ()( const T & r) const P00d#6hPJ
{ +J]3)8y+
return (T & )r; 7zVaj"N(
} mNKe,H0
} ; ;6L<Syl5
0DIaXdOdW+
这样的话assignment也必须相应改动: n+rAbn5o$
g*b%
template < typename Left, typename Right > %$Wt"~WE"O
class assignment '- 4);:(^
{ N3MMxm_u
Left l; O%tlj@?
Right r; jWiB_8-6
public : =JOupw
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} q3VE\&*^F
template < typename T2 > OlRBvfoh8
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } k^p|H:
} ; MH 'S,^J
Mm:6+
同时,holder的operator=也需要改动: .O3i"X]
pYI`5B4
template < typename T > Od>Ta_
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const SvAz9>N4
{ :'f#0 ox
return assignment < holder, T > ( * this , t); aa.EtKl
} S$%T0~PR~
j S')!Wcu
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。 =KmjCz:
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 XtNe) Ry
bb$1RLyRL
return l(rhs) = r; oS/<)>\Gv
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 V Z}^1e
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: T#|Qexz6 @
8QE0J$d5
template < typename Tp > sn+i[
class constant_t {uL<$;#i
{ :7e2O!zH_
const Tp t; ;B^G<
public : pTST\0?
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} {Rc/Ten
template < typename T > &%>l9~F'~
const Tp & operator ()( const T & r) const s59v*
/
{ z=N'evx~
return t; AVOzx00U
} {e<J}-/?
} ; (%oZgvM
,`^B!U3m
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 f:B+R
下面就可以修改holder的operator=了 .*r?zDV
7F>5<Gv:-
template < typename T >
PnFU{N
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const xA`Q4"[I
{ (NFq/w%
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); q<@f3[A
} \"V7O'S)&
zKx?cEpE
同时也要修改assignment的operator() kmi[u8iXD_
?#<Fxme
template < typename T2 > w_ kHy_)
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } IwZn%>1N
现在代码看起来就很一致了。 e/6WhFN#
.YYiUA-i9n
六. 问题2:链式操作 .LIEZ^@
现在让我们来看看如何处理链式操作。 0 oEw1!cY
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 y/$WjFj3"
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。 !qV{OXdrB
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。 gLsl/G
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct zg.'
Kg VLXI6
template < typename T > oA(jtX[(
struct result_1 SJ6lI66OX
{ aG%KiJ7KEN
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 38L8AJqD
} ; 'aBX>M
W|NzdxCY
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: czi$&(N0w$
}9/30
template < typename T > |+~CdA
struct ref U? [a@Hj{
{ (Q o
typedef T & reference; *Y?rls `
} ; nC$f0r"z
template < typename T > 8Focs p2
struct ref < T &> _"&b%!
{ lE78Yl]
typedef T & reference; T6=c9f?7
} ; vDV`!JU
%C" wUAY
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 7Y&W^]UZ0t
"diF$Lj
template < typename T > MRxzOs
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const sTP`xaY
{ Wrf('
return l(t) = r(t); KqG:o+V=
} J/>Y mi,
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。 jmxjiJKP
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 (@B
gsY
:;cKns0OA
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 = 7d{lK
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: "a6[FqTs
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ^GQ+,0Yy
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 |>5NH'agV
最后的布局是: )'?3%$EM
Add Rb
Jl;
/ \ oS 7 q#`
Divide 5 0j %s
H
/ \ -|\V'
_1 3 qZ'&zB)
似乎一切都解决了?不。 c~3OK_k
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 V2Q2(yvdJ
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 sWX iY
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: ]R32dI8N
"-C.gqoB
template < typename Right > \L>3E#R-Q
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const RZ#b)l
Right & rt) const 5<wIJ5t
{ 1//d68*"
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); NYA,
} ~2@+#1[g8z
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 LX[<Wh_X(
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 @;_xFL;{g
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 .K]n<+zW
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 "_WOtJr
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 =+%QfuK
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? S@*lI2
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: :V*c9,>ZO
[~m@'/
template < class Action > "#\\p~D/<
class picker : public Action :*u .=^
{ kG@~;*;l
public : 9dn~nnd'n
picker( const Action & act) : Action(act) {} Jz(wXp
// all the operator overloaded btoye \rl
} ; JnQ5r>!>3
_LU]5$\b
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。 =&jLwy
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: =Y
Je\745
h}r .(MVt
template < typename Right > U2m86@E
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const m>B^w)&C
{ hg[ob+"
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); %"B+;{y(5
} L9ECF;)
MKzIY:ug
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > O
W`yv
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。 M6l S2
aqJ>l}{
template < typename T > struct picker_maker mX66}s}#
{ ,j\1UAa
typedef picker < constant_t < T > > result; gg
$/
} ; @'>h P
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > ^h
#0e:7<
{ 7%DA0.g
typedef picker < T > result; "I+71Ce
} ; *gF8"0s
O(q1R#n-}+
下面总的结构就有了: i
E p{
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 uv,&/,;S
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 TK^9!3
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 :'p+Ql~c
至此链式操作完美实现。 !o +[L
6/e+=W2
zr#n^?m
七. 问题3 6?8x[l*5M
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 {[&$W8Li
U0>Uqk",
template < typename T1, typename T2 > K;j}qJvsb
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const -=5]B ;
{ 0*$? =E
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); Q#!|h:K
} **p|g<wvY*
PCKgdh},
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: Zw6UH;5
[C_Dv-d
template < typename T1, typename T2 > mz)Z
=`hy
struct result_2 9?W!E_
{ /WqiGkHV*
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; LWwWxerZ
} ; X|]&K
P(h[QAM
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? ^}Vx5[
这个差事就留给了holder自己。 VaKBS/y"
X'[93
C|K
sX_6qKUH
template < int Order > 3s25Rps
class holder; h|m>JDxn
template <> w
K)/m`{g
class holder < 1 > o m9zb&{tu
{ Nr6[w|Tzd
public : oY Y?`<N#
template < typename T > * F[;D7sZ~
struct result_1 3pQ^vbQ"
{ y?Vsp<
typedef T & result; 9qe< bds1
} ; JSKAlw
template < typename T1, typename T2 > +E5EOo{ `|
struct result_2 W[ZW=c
{ aG&ay3[&
typedef T1 & result; Mzfuthq=@
} ; )Pj8{.t4
template < typename T > Owt|vceT
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const zNg8Oq&
{ 67,@*cK3?J
return (T & )r; `]*BDSvE
} #ArMX3^+w7
template < typename T1, typename T2 > d4(!9O.\
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const w+MCOAB
{ !u0|{6U
return (T1 & )r1; (zv)cw%
} (>.+tq}
} ; C{gY*+
LS(J%\hMDm
template <> 6KpG,%2L#
class holder < 2 > b`%(.&
{ 22`N(_
public : .|d2s
template < typename T > Fqr}zR)
struct result_1 v7Q=
{ 6xfG`7Az
typedef T & result; "V7
SB
} ; s01W_P .@R
template < typename T1, typename T2 > T~Z7kc'
struct result_2 P%%[_6<%M
{ 8AX+s\N
typedef T2 & result; Rq,ST:
} ; RCCI}ovU
template < typename T > Wu:@+~J.h
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const R\VM6>SN'S
{ j4C{yk
return (T & )r; *d%U]Hby,
} Xj;\ROBH-
template < typename T1, typename T2 > f*uD9l%/
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const XwerQwO=
{ )U$]J*LI
return (T2 & )r2; Vy+UOV&v-
} ~sk{O%OI
} ; uoX] #<1J
sPKyg
9gS.G2
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> >。 B^{87YR
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: +0)zB;~7
首先 assignment::operator(int, int)被调用: F~qiNV
`% a+LU2
return l(i, j) = r(i, j); utJz e
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) gJn_Z7Mg J
'J0Erk8(
return ( int & )i; ,:G3 Y
)
return ( int & )j; kJy
bA
最后执行i = j; 71$MhPvd<
可见,参数被正确的选择了。 _jhdqON6E
Vv]81y15Q;
q%^vx%aL\
MZ/PXY
`U~Y{f_!H
八. 中期总结 tWo MUp
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: bM%c*_$F7
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 -4}I02
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 E#cW3\)
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ^mNPP:%iN
1!;}#m7v
#"Wh$x%
GNv5yWQ@
jNO8n)a&p
l}Fa-9_'
九. 简化 m4@f&6x
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 |H(Mmqgk
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 IdvBQ [Gj
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: x>$!R\Cj
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 YflotlT}
+-*/&|^等 1V@\L|Y
2. 返回引用。 E\%'/3o
=,各种复合赋值等 INHN=KY{
3. 返回固定类型。 o}iqLe\
各种逻辑/比较操作符(返回bool) s\-^vj3
4. 原样返回。 N$jI&SI?}
operator, [xVE0l*\
5. 返回解引用的类型。 ;7F|g
operator*(单目) H$
sNp\[{
6. 返回地址。 4]\t6,Cz8
operator&(单目) 9hG+?
7. 下表访问返回类型。 B-OuBS,fwC
operator[] T21SuM
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 0H V-e
operator<<和operator>> CwV1~@{-
Z_^v#FJ'l
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。 C~5-E{i
例如针对第一条,我们实现一个policy类: E9Q?@' h
MKuy?mri~
template < typename Left > GW(-'V/
struct value_return Q)l]TgvSe
{ ^z[-pTY
template < typename T > (5"BKu1t
struct result_1 cZ"
Ut
{ 's]+.3">L1
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; B) 81mcy
} ; \I\'c.$I.Y
@QAyXwp
template < typename T1, typename T2 > 6$'6x2,
struct result_2 Wu
71q=
{ OGy/8B2c
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; p,?8s%
} ; '9,14e6
} ; lB\"*K;
P80z@!
n},~2
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait [xXml On!
\w
6%J77
下面我们来剥离functor中的operator() $Xlyc.8YId
首先operator里面的代码全是下面的形式: r|Y|uv0
tk^1Ga3
return l(t) op r(t) VD\pQ.=
return l(t1, t2) op r(t1, t2) h>Z$
n`T
return op l(t) oE&Zf/
return op l(t1, t2) cVZCBcKC?
return l(t) op ZS uMQ32
return l(t1, t2) op 3q:-98DT
return l(t)[r(t)] ifu"e_^
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] l|-TGjsX
X7sWu{n
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: tPS.r.0#^
单目: return f(l(t), r(t)); ksxacRA7\
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); `p&ko$i2
双目: return f(l(t)); >#@1
I
return f(l(t1, t2)); -(n[^48K
下面就是f的实现,以operator/为例
yG0Wr=/<?
mu1oD;lQ
struct meta_divide YbC6&_
{ kWfNgu$xK
template < typename T1, typename T2 > t|*PC
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ?4
`K8
{ @j$tpz
return t1 / t2; [Cz.K?+#M
} ~Exd_c9
} ; KJa?TwnC
?ng?>!
这个工作可以让宏来做: 7"f$;CN?~
`07u}]d8
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ fB5Bh;K
template < typename T1, typename T2 > \ ay2
m!s Q
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; Rg&6J#h
以后可以直接用 p[e|N;W8A
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) +w/Ax[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 Ep}KIBBO
(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.=~/!(
{6<7M
)o[ O%b
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 yI9l*'
>taS<.G
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > pBt/vS ad
class unary_op : public Rettype \n850PS
{ @A6\v+ih
Left l; (Jfi 3 m
public : +1p>:cih
unary_op( const Left & l) : l(l) {}
9`^VuC'
?B %y)K
template < typename T > @2
dp5
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const asR6,k
{ XJ]MPiXj
return FuncType::execute(l(t)); >b-rAO\{}
} UD*#!H
@Qx|!%
template < typename T1, typename T2 > d@"eWvnlZ
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const -!MDYj +U
{ ew4IAF
return FuncType::execute(l(t1, t2)); @hm%0L
} TE*$NxQ 2
} ; 0+8ThZ?n
%_1~z[Dv
/-$`GT?l
同样还可以申明一个binary_op j:|60hDz^
mf@YmKbp
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > -3VxjycY
class binary_op : public Rettype | qHWM
{ $BE^'5G&4Y
Left l; ~u8}s4
Right r; aQN`C{nY
public : #rV=!j||
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} /[[zAq{OA
N)RWC7th{
template < typename T > _OcgD<
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const }QncTw0
{ 5"y
p|Yl
return FuncType::execute(l(t), r(t)); svyC(m)'
} 5S$HDO&
t2OXm
template < typename T1, typename T2 > Rv q_Zsm
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const GU'5`Yzd9
{ f\~e&`PV
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); v5wI?HE
} l4F4o6:]n
} ; q) /;|h
*8/Q_w
2{p`"xX
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 p/lMv\`5
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 GQ|kcY=
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) -5vc0"?E
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。 z}C#+VhQ`
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! N,'JQch},8
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。。。 (L|SE4
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 [X^JV/R
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) v.6"<nT2
下面是修改过的unary_op =]xNpX)
.1I];Cy0D
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > r'&9'rir2
class unary_op 9aZ3W<N`M
{ kc8GnKM&mc
Left l; Q(k$HP
wc bs-arH
public : Cqg}dXn'
2y_rsu\
unary_op( const Left & l) : l(l) {} J~gfMp.
f`A
template < typename T > r-N2*uYtu
struct result_1 _5U
Fml9
{ )r?i^D&4
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; \U !<-
} ; a2=wJhk
Y[s
template < typename T1, typename T2 > nZ\,ZqV
struct result_2 Q(]-\L'
{ &1Cq+YpI
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; N%r}0
} ; :R_{tQ-WG
6-KC[J^Xo
template < typename T1, typename T2 > ~O1*]
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 0^E!P>
{ :WA o{|&
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); { tR=D_5
} @%\ANM$S
+o'. !sRH
template < typename T > _hh|/4(
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const xo@N~
{ %m+MEh"b5
return OpClass::execute(lt(t)); m\Tq0cT$
} $d8A_CUU
-'}iK6
} ; /WHhwMc!
mH{cGu?
lf|^^2'*2<
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 }(o/+H4
好啦,现在才真正完美了。 7abq3OK+`
现在在picker里面就可以这么添加了: E0O{5YF^T
X2@o"xU
template < typename Right > 2WUBJ-qnuT
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const akCl05YW
{ f2yv7t
T
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); f "&q~V4?
} rXm!3E6JL
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。 A\#?rK
<BU|?T6~
'h=
>ej*
q!ZmF1sU
]#:xl}'LS
十. bind w
x,;
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。 1|.
0]~0
先来分析一下一段例子 epG;=\f}m`
R3@iN&
^U`q1Pg5
int foo( int x, int y) { return x - y;} <=7)t.
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 ~IqT>
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 njq-iU
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。 X4k/7EA
我们来写个简单的。 F_r eBPx
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: /uyQ>Y*-\Y
对于函数对象类的版本: 4Dd9cG,lN
RsOK5XnQn
template < typename Func > "LxJPt\
struct functor_trait @2$8o]et
{ }`M6+.z3F
typedef typename Func::result_type result_type; @<6-uk3S
} ; X_YD[
对于无参数函数的版本: V3+%KkN
'~2v/[<`}
template < typename Ret > |1<Z3\+_/
struct functor_trait < Ret ( * )() > ^CE:?>a$
{ ttKfZ0
typedef Ret result_type; hN:Z-el
} ; lLDHx3+
对于单参数函数的版本: iIF'!K=q
.XE]vo
template < typename Ret, typename V1 > ?#[K&$}
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > l2v}PALs
{ K5ph x
typedef Ret result_type; '9[_w$~(
} ; y]+A7|
对于双参数函数的版本: GbE3:;JI
.Lp-'!i
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > e=R}
4`
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > dog,vUu
{ 7,4x7!
typedef Ret result_type; Rd$<R
} ; <'B^z0I,
等等。。。 Bf}_ Jw-=
然后我们就可以仿照value_return写一个policy A+l"
~k%\ LZ3s
template < typename Func > 0IdD
struct func_return >@%!r
{ <f*0 XJ#
template < typename T > 8(I"C$D!k
struct result_1 lt4UNJ3w
{ NAU<?q<)
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 51,m^veO
} ; aF=VJ+5
*,pqpD>
template < typename T1, typename T2 > t(yv
struct result_2 CMr`n8M
{ hJ@nW5CI
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; {HU48v"W
} ; 9e5UTJ
} ; `otQ'e~+t
O(d'8`8
FN
R&
:
最后一个单参数binder就很容易写出来了 cjW]Nw
LQjqwsuN{
template < typename Func, typename aPicker > a~|ge9?
(
class binder_1 4kM<L}J#
{ '$zFGq
}}
Func fn; hMQaT-v
aPicker pk; 0>`69&;g|
public : smU+:~
z)B=<4r
template < typename T > >gE_?%a[
struct result_1 R[c_L=
{ ;gyE5n-{
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 34=0.{qn
} ; D4|_?O3|m
|3LMVN
template < typename T1, typename T2 > Q'VS]n
struct result_2 8\9EDgT
{ 7,zARWB!?
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; On^#x]
} ; 8{YxUD
2~<0<^j/]
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} _biJch
D/WS
template < typename T > 2&m7pcls
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const L7- nPH
{ nM`) `!/
return fn(pk(t)); A
M2M87{t
} -,dQ&Qf?
template < typename T1, typename T2 > D|o@(V
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const %8Z,t+'
{ qHCs{ u
return fn(pk(t1, t2)); _+En%p.m
} )R4<*
/C:w
} ; :m\KQ1sq
u_BSWhiW
hqPn~Tq
一目了然不是么? W<Lrfo&=Y]
最后实现bind g$b*#
.IXwa,
y#+o*(=fRE
template < typename Func, typename aPicker > ? la_ +;m
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) * 5n:+Tw(
{ J%)2,szn0
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); w%;'uN_
} 5[_8N{QC;
o1Ln7r.
2个以上参数的bind可以同理实现。 zTLn*?
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。 Pcs@`&}7r
Q-v[O4y~
十一. phoenix lND[anB!
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: T8-$[
2
:3f2^(b~^
for_each(v.begin(), v.end(), &}O!l'
( `?x$J
6p
do_ dK: "
[ e`r;`a&
cout << _1 << " , " {P&^Erx
] o2
.while_( -- _1), dI-5%Um
cout << var( " \n " ) ydQS"]\g
) 16|S 0 )
); {%{GZ
iC-ABOOu{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: #=(op?]
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 Ef.4.iDJrR
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 fXe-U='
那么我们就照着这个思路来实现吧: ak`)>
gf?^yP ;V
wVDB?gy%#
template < typename Cond, typename Actor > : qRT9n$
class do_while P~e$iBH'
{ dU6LB+A
Cond cd; LltguNM$
Actor act; pm\X*t}L
public : }eM<A$J
template < typename T > moR2iyO_
struct result_1 Ib!rf:
{ RWFf-VA?
typedef int result_type; G:`Jrh
} ; VU9P\|c@<
Cw $^w
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} \F~Cbj+'Nu
G4' U;
template < typename T > cg00t+
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Q/)ok$A&
{ f)Q]{ cb6
do r z{ 'X d
{ ?(yFwR,(
act(t); ]0 RX o3
} (PcK(C!}=\
while (cd(t)); 493i*j5r)l
return 0 ; 4iqmi<[("
} Z4ioXl
} ; Y&