一. 什么是Lambda fWCo;4<5?
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 bH-ub2@qO
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, GX)u|g
w~.f
_A M*@|p,
l3KVW5-!gS
class filler xVf|G_5$
{ 6 +Sxr
public : $CxKuB(
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} BIb4h
} ; $Ad{Z
Eav[/cU
-<c=US
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: jTf@l?|
CHdX;'`*
aC^\(wp[
K#l:wH_
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); _ ?TN;
gMv.V{vD
bo<~jb{
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 q?,).x
nN
kJWn<5%ayg
~{*7"o/
^aIPN5CK
二. 战前分析 =Ee&da^MB
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。 ~{?_p@&n
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 /Y*WBTV'
]fm'ZY&
4]rnY~
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); pny11C
/* --------------------------------------------- */ _geWE0
E
vector < int *> vp( 10 ); #m lS}~n
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); x"eRJii?
/* --------------------------------------------- */ =AsEZ)" _
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); zqd@EF6/bz
/* --------------------------------------------- */ Om \o#{D
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); ylUb9KusOx
/* --------------------------------------------- */ d]`CxI]
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); *EI6dD"
/* --------------------------------------------- */ @(l^]9(V\
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); /xG*,YL/q
'z
);
HPpR.
SEORSS
看了之后,我们可以思考一些问题: S,D8F&bg
1._1, _2是什么? C#QpQg2
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。 Pl(Q,e7O]
2._1 = 1是在做什么? "B8Q:
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。 Tb A}BFT`
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。 D,m]CK'
qsL)}sC^8
Gk967pC
三. 动工 PEN\-*Pv
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: D>|H 2
E"\/M
w^(<N7B3T
ml2_
]3j!
template < typename T > =Xm@YVf&ZD
class assignment (As#^q\>B
{ eD-#b|
T value; R|JC1f8P5
public : c~6>1w7SZ4
assignment( const T & v) : value(v) {} vVj
template < typename T2 > BW-`t-,E;
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } tv>>l%
} ; CF&NFSti^
z|fmrwkN'$
})uGRvz
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 r[1i*b$
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment :WQ^j!9'
ODZ5IO}v
0,r}o
tzZ63@cm
class holder PiY Y6i0
{ 6\L0mcXR!
public : z25lZI" X`
template < typename T > ot@|!V
assignment < T > operator = ( const T & t) const 4B=2>k
{ CPgC jtY
return assignment < T > (t); Yaj0;Lo[wt
} "b?v?V0%C
} ; e }mD]O}
|lXc0"H[o
h"`ucC8X
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: m_hN*v
Py
$`APHjijN
static holder _1; $Vsk Ew"|M
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 sLh==V;9
tc_286'x
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); D@G\7KH@
而不用手动写一个函数对象。 W8Q|$ZJ88F
iM2W]
?MXejEC
.id)VF-l
四. 问题分析 NxSu3e~PS
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。 @|LBn6q
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。 *Kyw^DI
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 $4-$pL6"
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 I[b}4M6E
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ?/TSi0R
rJFc({ 0
五. 问题1:一致性 0$_oT;{8
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?| YiYV>gaf"H
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 vK(i9>;7
5pU2|Bk /
struct holder ~i@Y|38C
{ Zkx[[gzL
// YRv&1!VLE
template < typename T > HN_d{ 3
T & operator ()( const T & r) const "nm FzN
{ d\ %WgH
return (T & )r; &P.4(1sC
} wpN k+;
} ; GGe,fb<k
;?W|#*=R
这样的话assignment也必须相应改动: H1I{/g
(&&4J{`W9
template < typename Left, typename Right > y[>;]R7'
class assignment )v]/B+
{ dp++%:j
Left l; qZ]pq2G
Right r; :q
ti
public : ii%+jdi.
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} i.=w]S
j
template < typename T2 > iP@ZM=&wz
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } wx\v:A
} ; Z?pnj8h-&
_tSAI
同时,holder的operator=也需要改动: ,REJt
D6CS8
~"
template < typename T > hOFOO_byzO
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
:,WtR
{ eFBeJZuE|
return assignment < holder, T > ( * this , t); :`E8Z:-R
} $p#%G#T
Gq_-Val]"
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。 `
L>
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 76V
6cI=+
I<Ksi~*i
return l(rhs) = r; :gerQz4R8
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。 kxp);
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 0E?jW7yr
YhbZ'SJ
template < typename Tp > *\(r+>*x*
class constant_t -6Oz^
{ 6&DX] [G
const Tp t; i O/K nH
public : 4Y,R-+f
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} cZH-"
template < typename T > XQ%?
const Tp & operator ()( const T & r) const 9Q(+ZG=JkV
{ 5K^69mx
return t; 7@Zx@
} F.-R r
} ; lE!a
\\{J'j>{f
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 @+'-ADX
下面就可以修改holder的operator=了 S;~g3DCd
w^L ta
template < typename T > gzBy?r> r
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const |u0(t,T
{ %7#-%{
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); CNQC^d\ h
} xY+VyOUs
XW -2~?$
同时也要修改assignment的operator() .,7JAkB%t
zUkN 0
template < typename T2 > YoN*:jB<M
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } bV edFm
现在代码看起来就很一致了。 P~s$EJL*
U7!.,kR-
六. 问题2:链式操作 !O.[PH(,*
现在让我们来看看如何处理链式操作。
)x}l3\s
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。 *<E]E?
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。 'xhcuVl
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。 /"
${$b{
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct $ e\h}A6
1z&Ly3
template < typename T > i<H wTmm$
struct result_1 Eo\UAc
{ !(n4|Wd
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; V[}4L|ad
} ; Z4A!U~
W%.v.0
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: L KCb_9
U\veOQ;mW
template < typename T > rsF\JQk
struct ref J4"mK1N(
{
B3H|+
typedef T & reference; /;7y{(o
} ; |J+(:{}~
template < typename T > !/^-;o7
struct ref < T &> Sr&515
{ -6tgsfEr
typedef T & reference; a-"k/P#
} ; "V>R9dO{"!
q}/WQ]p} <
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: uKz,SqX
i
`s|,"0o
template < typename T > e$u4vC~
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const c&X{dJWD
{ 'WI^nZM
return l(t) = r(t); ybeKiv9
} J[A14z]#`
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。 JOb*-q|y
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 j:}J}P
:}h>by=
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 qS/V"|G(
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: !eAo
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 (x"BR
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 r6;$1K*0
最后的布局是: ZxG}ViS4I
Add (]RM6i7
/ \ SG?Nsp^%`B
Divide 5 7}GK%H-u
/ \ LAP6U.m'd
_1 3 6ns! ~g@
似乎一切都解决了?不。 kM'"4[,nz
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 Fi.aC;sx
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 Ul_M3"Z
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: E]J:~H'Er
yMZHUd
template < typename Right > QDTBWM%
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const 8>7RxSF
Right & rt) const kW`r= u
{ OFGsjYLw
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 6
4D]Ypx
} 7_wJpTz
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 { F'Kk\f%:
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 ?\U!huu
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。
Og2vGzD
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 *d(SI<j
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 @v}B6j b;
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? LuR,f"%2
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: )jCo%P/
@)>D))+
template < class Action > uK("<u|
class picker : public Action
mv
atUe
{ ESg+n(R
public : 4g}FB+[u
picker( const Action & act) : Action(act) {} xq%{}
// all the operator overloaded BR v+.(S
} ; ygSL
M wab!Ya
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 `e]6#iJ^
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: 7l."b$U4yv
!ph" mf$-
template < typename Right > (>=7ng^
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const 2/36dGFH
{ 0Rz(|jlbS
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ~gI{\iNF/
} "o&HE@t
BPqGJ7@
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > [ U8$HQ+x
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。 1z*kc)=JF8
b?Pj< tA
template < typename T > struct picker_maker "BKeot[""p
{ sVoW=4V8
typedef picker < constant_t < T > > result; {kLGWbo|Q
} ; D6~+Y~R
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > 8L5!T6+D&
{ Q<6P. PTya
typedef picker < T > result; ?X9]HlH
} ; EPX8Wwf
H@l}[hkP
下面总的结构就有了: F_ 7H!F
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。 8ga_pNe
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。 \OC6M` /
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
/u`3VOn
至此链式操作完美实现。 WlV
z,t'if
9B dt (}0A
E2AW7f(/
七. 问题3 $P:
O/O=>
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 ukuo:P<a
Jqr)V2Y
template < typename T1, typename T2 > bm}6{28R
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ~%ozgzr^
{ U>S`k6
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); %8)W0WMe
} Qn:kz*:
PzZZ>7_6S
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: XM|%^ry
i3mAfDF
template < typename T1, typename T2 > b-@\R\T
struct result_2 7S$&S;
{ /^#G0f*N
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; |%D%0TR&Q
} ; *Q}[ ]g
d"~(T:=r
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? ;\y;
这个差事就留给了holder自己。 b!$ }ma;B
kw,$NK'
,xths3.K
template < int Order > gJ3c;
class holder; N;HIsOT}t
template <> 9.M{M06;
class holder < 1 > !q4x~G0d
{ W9J1=
public : -s__E
template < typename T > \k.vN@K#
struct result_1 ~ eN8|SR
{ V/"}ku
typedef T & result; /&Jv,[2kV
} ; z,*:x4}F
template < typename T1, typename T2 > 4p) e}W*
struct result_2 $E(XjuS
{ uCzii o`S
typedef T1 & result; Y:x/!-
} ; V*65b(q)
template < typename T > zuL7%qyv
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 0y%L-:/c|
{ *]s&8/Gmb
return (T & )r; r$nkU4N'
} h3Fo-]0
template < typename T1, typename T2 >
FA>1x*;c
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ])y{BlZ
{ SFjU0*B$
return (T1 & )r1; =^h~!ovj:
} <%bw/
} ; _zC (J
(TSqc5^H
template <> ~!+h?[miV
class holder < 2 > \&A+s4c")
{ w@]jpH;WX
public : mVm4fHEYwU
template < typename T > 'I/h(
struct result_1 hSqMaX%G
{ 2HOe__Ns
typedef T & result; M?o{STt
} ; FMu!z
template < typename T1, typename T2 > ;Gm>O7"|@
struct result_2 r(uP!n1+
{ (;6s)z
typedef T2 & result; ,9ml>ji`=
} ; sm s1%%~
template < typename T > 8?jxDW
a
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const bY#;E;'7
{ _|n=cC4Qu
return (T & )r; U6WG?$x
} rS~qi}4X
template < typename T1, typename T2 > VEh]p5D
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const PHR#>ZD
{ +cfziQ$'
return (T2 & )r2; ++92:decM
} Uh6mGLz*&
} ; {y );vHf$
w@N{@tG
fwmLJ5o
N
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> >。 9[>Lp9l'
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Xt(!
a
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ySruAkw%
I}:L]H{E
return l(i, j) = r(i, j); %{ ~>n"
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) INLf# N
\ sf!
return ( int & )i; e`DsP8-&v
return ( int & )j; ^!@*P,'I
最后执行i = j; H2\1gNL
可见,参数被正确的选择了。 sX'U|)/pD
1*R_"#
1=TSJ2{9
MTB@CP!u
=jIxI,
八. 中期总结 sC6r.@[u8t
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: Z>{*ISvpq
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 x*mc - &N
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 )y\BY8
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor >Pkdu}xP3
ku3D?D:V
5!:._TcO
u&3EPu
YeIe\3x!N
]N\6h(**wy
九. 简化 XqFu(Lm8=
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。 _[$#
b]V
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 xT+
;w[s
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: U(A4v0T
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 Dh8(HiXf:
+-*/&|^等 -M`D>
2. 返回引用。 CveWl$T12
=,各种复合赋值等 /Hk07:"c
3. 返回固定类型。 ;E2kT
GT
各种逻辑/比较操作符(返回bool) XZBj=2~-3
4. 原样返回。 =dn1}
operator, c9|a$^I6
5. 返回解引用的类型。 W%zmD Hk~
operator*(单目) qj;l,Kua
6. 返回地址。 {3SdX
operator&(单目) 1HXlHic
7. 下表访问返回类型。 )v-Cj_W5]"
operator[] x#o?>5Qg?
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ;E2~L
operator<<和operator>> (.oaMA"B
T:)% P6/
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。 ._K$0U!
例如针对第一条,我们实现一个policy类: hwZ6.
5^o3y.J?P
template < typename Left > .r6YrB@['
struct value_return vu>YH)N_h
{ ox
JGJ
template < typename T > .='3bQ(UZ4
struct result_1 `&G}
{ ]g7HEB.Y
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; cCYl$Ms kZ
} ; #_,uE9
WxDb3l~
template < typename T1, typename T2 > 7n
[12:
struct result_2 @C<d2f|8
{ \ j
x0ZHR
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; [M<{P5q
} ; (-#rFO5~l
} ; dd19z%
Cl-S=q@>V
G$S1#F -
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait cC'^T6
l92!2$]b
下面我们来剥离functor中的operator() $ #t|(\
首先operator里面的代码全是下面的形式: XzN-slu!
0~:eSWz=
return l(t) op r(t) JYl\<Z' {
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ,Os7T 1>
return op l(t) 9DY|Sa]#=
return op l(t1, t2) D'85VZEFyo
return l(t) op oFwG+W/
return l(t1, t2) op widI
s[
)
return l(t)[r(t)] nxf{PbHk
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ;4R=eI
HUD7{6}4
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: mC%%)F'Zf
单目: return f(l(t), r(t)); <?nB,U
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); e%'z=%(
双目: return f(l(t)); vx PDC~3;
return f(l(t1, t2)); #?A]v>I;C
下面就是f的实现,以operator/为例 CF,8f$:2
/bu'6/!`
struct meta_divide ?L8&(&1@VD
{ 65;|cmjv
template < typename T1, typename T2 > 4LJ]l:m
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 8Yo-~,Gb
{ Q*,6X*W!~
return t1 / t2; u~
VswXc4
} JO}#f+w}
} ; f<) Ro$
0P3j+?
N%
这个工作可以让宏来做: -??!@R7V
b1eK(F
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ^!$}
BY
template < typename T1, typename T2 > \ p6B .s_G4
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; #?L(#a$k
以后可以直接用 (QA-"9v#i,
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) .jLMl*6%:
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 &S9f#Ui
(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。。。) 0zlM.rjEZ
y*y`t6D
e~tr^$/ (
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 iLjuE)6-$
d3\OHkM0^
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 9k(*?!\;
class unary_op : public Rettype ]u\ `
{ DxE^#=7iH;
Left l; Z TN:|IKT
public : bnAT,v{
unary_op( const Left & l) : l(l) {} Mp]yKl
4jDs0Hn"
template < typename T > uWJ#+XK.
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const N8Rm})
{ L*kh?PS;
return FuncType::execute(l(t)); h9tB''ePE
} oV%(
37W9=
=) mXCA^
template < typename T1, typename T2 > #Nu%]
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const :;" aUHU'
{ Ib_n'$5#z
return FuncType::execute(l(t1, t2)); DBqg_v
} I
rtF4ia.
} ; yS1b,cxz
HA$^ *qn
zz7Y/653
同样还可以申明一个binary_op 4iYgs-,
%RCl+hOP.h
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ]+^;vc 1r
class binary_op : public Rettype s_S<gR
{ NqQM!B]
Left l; N#<zEAB
Right r; O;"*_Xq(`
public : Z;|0"K
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} vjOG?-
%igFHh?
template < typename T > GInZ53cQ
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const *F26}q
{ .g6PrhzFbk
return FuncType::execute(l(t), r(t)); hqhu^.}]
} 1qB!RIau
h,!G7V
template < typename T1, typename T2 > h|(ZXCH
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 1YF+(fk
{ rW=k%#
p
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); hQd@bN8
} }}4sh5z
} ; 4yJ*85e]
(T>?8K_d
>?\v@
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 $UFge%`,q@
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 reqfgNg
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) Wx']tFn"
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 +d6Aw}*
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! mkj;PYa
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 t%]^5<+X58
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 rL!_&|
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) 78^UgO/
下面是修改过的unary_op []2$rJZD9
l0:e=q2Ax
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > :_{{PY0PK
class unary_op j#Ky0+@V
{ z*NC?\
Left l; 3<e(@W}n-M
'[M^f+H|
public : H|rX$P
uu
WY4j6
unary_op( const Left & l) : l(l) {} &viwo}ls0
%v`-uAy:
template < typename T > uv~qK:Nw(
struct result_1 /el["l
{ 4."o.:8x
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; uI[-P}bSc&
} ; }rj C_q
#x4h_K
Y
template < typename T1, typename T2 >
?[hy|r6$
struct result_2 20Cie
q
{ oPBg+Bh*
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; yKe*<\
} ; &(H)gjH
%ojR?=ON
template < typename T1, typename T2 > -$L],q_S^
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const |5<&r]xN
{ =x='<{jtgW
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); y'0dl "Dy\
} !ho5VAt
|&0"N[t
template < typename T > .%J?T5D
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const St~SiTJU
{ T~wZ
return OpClass::execute(lt(t)); Dh!iY0Lz
} },Re5W nl
^ sf[dr;BA
} ; &k_wqV
PcNfTB{
r:WgjjA%
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug @sgT[P*ut
好啦,现在才真正完美了。 H.l,%x&K
现在在picker里面就可以这么添加了: v8U1uOR,%
qUDz(bFk/
template < typename Right > V ~J2s
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const C\a:eSgaC
{ 53,,%Ue
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); k8x&aH
} d=4f`q0k
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 8~[C'+r
uJ)=+Exii
f9l<$l
o
{XwLi
|peMr#
十. bind z[|PsC3i:
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。 |0%4Gk);
先来分析一下一段例子 $cJN9|$6
avxn }*:X.
$ )TF,-#x
int foo( int x, int y) { return x - y;} ExOB P
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 ]"7DV3_
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 yhkQFB%gv
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。 _/sf@R
我们来写个简单的。 CSX$Pk*
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: O"J.k&C<,
对于函数对象类的版本: H/@M
,@'){V
template < typename Func > LD~uI
struct functor_trait x@ s`;qz
{ n6!Ihip$
typedef typename Func::result_type result_type; \xO2WD
} ; X!+Mgh6
对于无参数函数的版本: 5%Fn^u:
SX?$H~A
template < typename Ret > ^;k _
struct functor_trait < Ret ( * )() > Nh\8+v*+{
{ DKVt8/vq
typedef Ret result_type; {DXZ}7w:v
} ;
yu?s5
对于单参数函数的版本: R
!%m5Q?5
?k:])^G5
template < typename Ret, typename V1 > Er/5 ,
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Tm:#"h\F
{ (E1>}
typedef Ret result_type; Q@ ) rw0$
} ; -g[*wN8
对于双参数函数的版本: SAll9W4
R&=GB\`:a
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > mZ5K hPvf8
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > :5cu,&<Gv
{ @X6#$ex
typedef Ret result_type; +&N&D"9A
} ; 2gD{Fgf@N
等等。。。 @aD~YtL"n
然后我们就可以仿照value_return写一个policy a]wcA
syNb0LR
template < typename Func > ;&^"q{m
struct func_return R.YGmT'2
{ ^<
/vbF
template < typename T > >KClH'R2
struct result_1 ^n45N&916
{ ?n9$,-^v
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ma-Y'
} ; hTtp-e`
='bmjXu
template < typename T1, typename T2 > k+R?JWC:
struct result_2 yxP ?O@(
{ \lbiz4^>
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 5WNg+
} ; Tvx8l
m'
} ; (&]15 FJ$1
&G,o guo
6% y)
最后一个单参数binder就很容易写出来了 vS t=Ax3]
$9i5<16
template < typename Func, typename aPicker > XX[Wwt
class binder_1 5B.??;xtaV
{ W7[S7kd
Func fn; $9_.Q/9>
aPicker pk; $}UJs <-F
public : ihBl",l&Hq
<:{[Zvl'k
template < typename T > ?a0}^:6
struct result_1 +e]b,9.sR
{ 8}#Lo9:,d
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ylxfh(
} ; }.$B1%2
Lr\ B
template < typename T1, typename T2 > o>A%}YU
struct result_2 =+-.5M
{ u4+uGYr*@
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; vzm4
} ; E|4XQ|B@
2V"gqJHv
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 5GFnfc}
XK/@!ud"`
template < typename T > (l P4D:X
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const p;t!"I:`?
{ 'sQO0611S
return fn(pk(t)); pH:|G
} &?`&X=Q
template < typename T1, typename T2 > i |^`gly
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const :lQjy@J
{ +\Mm
(Nd
return fn(pk(t1, t2)); UO!6&k>c
} H$z+gbjJ
} ; f$W}d0(F;
h8-tbHgpb
)* nbEZm@
一目了然不是么? Iy4MMU
最后实现bind WblV`"~e
FC(cXPX}
'C>S yU
template < typename Func, typename aPicker > #:zPpMAl
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) D&m"~wI
{ >(ww6vk2
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); +}0*_VW
} eC`f8=V
Jc?ssm\%
2个以上参数的bind可以同理实现。 8=o(nFJw
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。 +2o|#`)i
h> %JG'DV
十一. phoenix # %y{mn
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: x,c68Q)g
`6sQlCOnF
for_each(v.begin(), v.end(), aw"%B-N\
( /aa;M*Qp
do_ q.QYn.CBZz
[ hPpXB:(-0
cout << _1 << " , " ;k%sKVP
] HPdwx
V
.while_( -- _1), y8S6ZtA}2
cout << var( " \n " ) GXK?7S0H
) &&S4x
); eRy'N|'
GWZXRUc
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: ^k<$N
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor 1p<?S}zg@
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 :tG".z
那么我们就照着这个思路来实现吧: QGj5\{E_
gq1Y]t|4F
1WN93SQ=
template < typename Cond, typename Actor > L Hz<=]?@
class do_while W}_}<rlF
{ HU+H0S~g
Cond cd; _rJSkZO
Actor act; )tch>.EQ_
public : 0i`Zy!
template < typename T > +5mkMZ
struct result_1 CscJy0dB
{ BmF>IQ`M?
typedef int result_type; 1O7ss_E
} ; #R~NR8(z
k$_]b0D{4
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} Z|dZc wo
WA5kX SdIb
template < typename T > ;l?(VqX_E
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const NS;8&