一. 什么是Lambda IPVD^a?
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 sahXPl%;U
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, cv=H6j]h|
>D\jyd$wh&
mXSs:FqE!
L*(!P4S%}
class filler 1B0+dxN`
{ %2I >0
public : v1R t$[
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} VYo2m
} ;
+|w%}/N
m=4hi(g
LBIsj}e
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: ^~7/hm:
j^T
i6F>f
r%uka5@
#5%\~f
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); sZDxTP+
VF bso3q<j
2(i@\dZCb<
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 h,fC-+H5
(teK0s;t5k
mS9ITe
M
Z,"f2UJ
二. 战前分析 #dj,=^1_14
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。 d69synEw>k
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 W#bOx0
N51e.;
xf7_|l
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); nB9(y4
/* --------------------------------------------- */ FoX,({*Ko~
vector < int *> vp( 10 ); AxAbU7m
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); %E"dha JY
/* --------------------------------------------- */ PR2;+i3
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); /cX%XZg
/* --------------------------------------------- */ NY3/mS3w
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); bH Nf>
/* --------------------------------------------- */ 5OM*NT t
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); '89nyx&W
/* --------------------------------------------- */ .At^b4#(
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); qa>H@`P
~(x"Y\PEu
dcH@$D@~S
^Z>Nbzr{
看了之后,我们可以思考一些问题: {3qlx1w
1._1, _2是什么? -}CMNh
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 K[^BRn
2._1 = 1是在做什么? [r0`D^*=
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 ukDaX
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 2{9%E6%#
2]V&]s8Wi=
ws([bS2h
三. 动工 ?3yrX_Qm{
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: vo"?a~kY7
)qeed-{
WzqYBa
oU/{<gs
template < typename T > w{"ro~9o
class assignment 18WJ*q7:
{ ]
L6LB\
T value; nc9sfH3
public : <3fY,qw
assignment( const T & v) : value(v) {} gkFw=Cd
template < typename T2 >
5_+pgJL
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } E#VF7 9L
} ; =5q_aK#i
r:U/a=V
MWI7u7{
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 _-:CU
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment .!)i
a^7HI,
uWkn}P
@ruWnwb
class holder eE5j6`5i
{ h1+y.4
public : NRMEZ\*L
template < typename T > !%(PN3*
assignment < T > operator = ( const T & t) const Ya29t98Pk
{ Jy
P$'v~
return assignment < T > (t); >c=-uI
} D zdKBJT +
} ; oR~s
\Gt
ld[BiP`B2V
"Ky&x$dje
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: Vs9]Gm
:NynNu'
static holder _1; B4eV $~<
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Hn}m}A
'Gqo{wl
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); XaH;
而不用手动写一个函数对象。 * zc[t
t[p/65L>8
[e7nW9\l
9;ie[sU:u
四. 问题分析 Ge ?Q)N
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 ,*Z/3at}5M
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 NL-V",gI-~
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 hg-M>|s7
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 'x u!t'l&
下面我们可以对这几个问题进行分析。 9dFo_a*?
~Z}DN*S
五. 问题1:一致性 |4!G@-2V:I
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| Bej k^V~
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 /Q2HN(Y
V)c.AX5
struct holder #F#M<d3-2
{ i>
dLp
// 3/Dis)
v8
template < typename T > F- {hXM
T & operator ()( const T & r) const D22A)0+_
{ NEt_UcC
return (T & )r; df{6!}/(
} ;v5Jps2^]
} ; vlo!D9zsV3
[sl"\3)
这样的话assignment也必须相应改动: ^+}~"nvD
6o]j@o8V
template < typename Left, typename Right > _xGC0f (
class assignment +J3Y}A4W3X
{ ]RxWypA`
Left l; T/?C_i
Right r; #c(BBTuX
public : B:6VD /qC
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 0,wmEV!)
template < typename T2 > XnB-1{a1
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } %FJB9?9=|
} ; LJOJ2x
fv:&?gc
同时,holder的operator=也需要改动: h]WW?.
,p
V3O`z
template < typename T > I^m9(L4%
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const I\f\k>;
{ 2+|U!X
return assignment < holder, T > ( * this , t); Hv</Xam
} aPin6L$;)
MPMAFs
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。 J+=?taZ
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 K1t>5zm
V U~r~
return l(rhs) = r; COcS
w
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。 mW1T4rR'
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Hlz$@[$
\J6&Z13Q
template < typename Tp > r#w.yg4EX
class constant_t 0}q*s!
{ *l)}o4-$
const Tp t; cG!dMab(
public : c3N,P<#
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ~8Ez K_c
template < typename T > o)M<^b3KO
const Tp & operator ()( const T & r) const Wb;D9Z
{ =QhK|C!$A
return t; vAzSpiv-
} Z`>m
} ; AQ)J|i
#0c;2}D
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 lI;ACF^
下面就可以修改holder的operator=了 zd3^k<
~N8$abQJV
template < typename T > eV\VR
!!i
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const mA4]c
{ Q1P=A:*]9
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); l8+;)2p!
} ft?c&h;At
hlGrnL
同时也要修改assignment的operator() .Ix[&+LsY
gb/<(I )
template < typename T2 > I~ e,']
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } }r|$\ms
现在代码看起来就很一致了。 ^=y%s
y>] Yq-
六. 问题2:链式操作 0xc|Wn>
现在让我们来看看如何处理链式操作。 [#;CBs5o
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 "ed
A
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 '1b4nj|<m
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 okH*2F(-
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct VJgYXPE
`
?D=C8[NEX
template < typename T > ]l6niYVB2
struct result_1 s/Q8(sF5
{ n W:Bo#
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; )F4BVPI
} ; Y,{pG]B$w
[p_<`gU?
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: 2 @t?@,c
$J*lD-h-
template < typename T > @gk{wh>c
struct ref [n&SA]a
{ wpcqgc
typedef T & reference; QZFH>,d
} ; 4}Yn!"jW&
template < typename T > I[bWd{i:
struct ref < T &> af|x(:!H
{ 41I2t(H @z
typedef T & reference; D/puK
} ; ,&s%^I+CC
-(9TM*)O
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: :Q"p!,X=-
!wH'dsriD
template < typename T > om8`^P/b
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const h/..cVD,K
{ X;CRy,
return l(t) = r(t); 9)D9'/{L#
} tfVlIY<
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。 U P*5M
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ?P(U/DS8
@# GS4I
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 8Od7e`
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: U;LX"'}
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 bd)Sb?
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 FA1h!Vit
最后的布局是: 8BX9JoDi
Add 2j=HxE
/ \ @Wa,
Divide 5 8p PQ
/ \ h=dFSK?*D
_1 3 ? s[!JeUA
似乎一切都解决了?不。 rbI 7
3'
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。 83_vo0@<6
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。 C9n*?Mk:
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: TsY
nsLQY
YB376/
template < typename Right > LKYcE;n
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const L@`:mK+;
Right & rt) const eJE!\ucS2W
{ l4\ !J/df
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); k<y~n*{_
} p:3
V-$4X
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 4VHX4A}CgA
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 b?k6-r$j
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。 iVA=D&eZ
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。 +<fT\Oq#
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。 J9lG0
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? VMw[M^
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: fwv.^kx
Gp2Cwyv
template < class Action > x$.0:jP/s
class picker : public Action oW3Uyj
{ IgPU^?sp
public : B]:?4Ov
picker( const Action & act) : Action(act) {} 7E;`1lh7
// all the operator overloaded vGchKN~_
} ; >f(M5v(D\
q>[}JtXK
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 (Ji=fh+
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: SyIi*dH
Nh1,
w
template < typename Right > *kt%.wPJ
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const fr8hT(,s)
{ n,Q^M$mS0
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); O}X@QG2_
} cpM]APF-
aMaqlqf
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > U3t)yr h
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。 SbH} cu8
h`4!Qv
template < typename T > struct picker_maker ;$FMOMR
{ <=@6UPsn2
typedef picker < constant_t < T > > result; Xw&vi\*m
} ; QsyM[; \j:
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > m.c2y6<=
{ X)S4vqf}
typedef picker < T > result; #=#bv`
} ; 60r0O5=|Fl
`Db%:l^e
下面总的结构就有了: 8" (j_~;
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 [9\Mf4lh#
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 %9_jF"
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 W/u_<\
至此链式操作完美实现。 U[6
~ad
a
S y^et
yLQwG.,
七. 问题3 Za7!n{?0
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 tLM/STb6
ET\rd5Po
template < typename T1, typename T2 > jV(b?r)eT{
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const D{M&>.
{ +Oc |Oo
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); xOKf|
} Xvxj-\ -
`$yi18F
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: GSVLZF'+
=r^Pu|
template < typename T1, typename T2 >
A{)p#K8
struct result_2 $|7;(2k
{ eNr2-R
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; SeBl*V
} ; 4_ kg/
vxXrVPU3
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? _cd=PZhI
这个差事就留给了holder自己。 _ECH(
LNM#\fb
+d=8 /3O%
template < int Order > "`
kSI&2
class holder; 9''x'E=|
template <> Os1=V
class holder < 1 > %QQJSake|
{ Z%QU5.
public : \hZye20
template < typename T > E|x t\*
struct result_1 )No> Q :t
{ 7|X.E
typedef T & result; 4']eJ==OH
} ; -S
0dr8E
template < typename T1, typename T2 > z W*Z
struct result_2 ,b74m
{ YeB)]$'?u`
typedef T1 & result; ,9~qLQ0O
} ; 8!qzG4F/
template < typename T > !uAqY\Is
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const nI,-ftMD-|
{ XF`?5G~~#
return (T & )r; &o7"L;
} 53l !$#o
template < typename T1, typename T2 > I04c7cDp
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 6gB;m$:fV
{ U^&y*gX1
return (T1 & )r1; '(SqHP|8&g
} \{a 64
} ; kD#hfYs)i
1!A'mkk8
template <> fDKV`
class holder < 2 > g.COKA
{ b21@iW
public : iV.j!H7o
template < typename T > 'J_6SD
struct result_1 :F
pt>g
{ Q,nXc
typedef T & result; 1U8/.x|
} ; FTcXjWBPF9
template < typename T1, typename T2 > htOVt\+!34
struct result_2 k<k@Tlo
{ =S|dzgS/
typedef T2 & result; l*+9R
} ; Jv59zI
template < typename T > 3EA`]&d>
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const }!jn%@_y@
{ hd#MV!ti
return (T & )r; LteZ7e
} &'W ~~ir
template < typename T1, typename T2 > oZw #]Q@
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const >"pHk@AW K
{ Wqas1yL_
return (T2 & )r2; Imz1"+E~
} yu$xQ~ o
} ; tWITr
P5oYv
?pkGejcQ
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 xQ>T.nP}1
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: H*h4D+Kxv
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 6:AZZF1
O.$OLK;v
return l(i, j) = r(i, j); RpU.v
`
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) ]I(<hDuRp
aU%QJ#j
return ( int & )i; ,`ju(ac!
return ( int & )j; zc5>)v LH=
最后执行i = j; *&$2us0%%
可见,参数被正确的选择了。 b2UqN]{
JjnWv7W3$
k:*vD"
gi<%: [jT
<Eh_
八. 中期总结 WU{9lL=
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: |/~ISB
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 l#rr--];
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Fqg*H1I[
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor (?#"S67
N.q0D5 :
k1Sr7|
{1[f9uPS
zQx6r
.
.[S\&uRv
九. 简化 i} ?\K>BWq
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。 lcEUK
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 7 MG<!U
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: FUs57
V
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 PQ(/1v
+-*/&|^等 t^8|t(Lq
2. 返回引用。 "hLmwz|a
=,各种复合赋值等 ~otV'= /my
3. 返回固定类型。 `2@f=$B
各种逻辑/比较操作符(返回bool) c[;=7-+
4. 原样返回。 UOkVU*{
operator, o3a%u(
5. 返回解引用的类型。 W>J1JaO
operator*(单目) osI0m7ws:
6. 返回地址。 QHw{@*
operator&(单目) bipA{VU
7. 下表访问返回类型。 |jyD@Q,4
operator[] xH{V.n&v
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 Hw%lT}[O
operator<<和operator>> ]`TX%Qni
o5< w2(
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。 N3@gvS
例如针对第一条,我们实现一个policy类: i?|b:lcV
G'WbXX
template < typename Left > m";?B1%x
struct value_return 'Jl3%axR
{ C &&33L
template < typename T > PvVn}i
struct result_1 XseP[
{ [A#>G4a<
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 7WEoyd
} ; t[X,m]SX
Sbjc8V ut
template < typename T1, typename T2 > PAs.T4Av^
struct result_2 R6qC0@*
{ BaOPtBYA:
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 1JF>0ijU@
} ; %oiA'hz;*
} ; vz`r
!xj)
@S?D}myD
G[\3)@I
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait d2tJ=.DI
48[b1#q]
下面我们来剥离functor中的operator() >on' y+
首先operator里面的代码全是下面的形式: q]OgT4ly
8t1,_,2'
return l(t) op r(t) iS}~e{TP/
return l(t1, t2) op r(t1, t2) f^ 6da6Z
return op l(t) );L +)UV
return op l(t1, t2) Z~HLa
return l(t) op B}npom\tC
return l(t1, t2) op +M.!_2t$2
return l(t)[r(t)] 'T*h0xX
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ~0Xx]
zmh5x{US1
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: <x\I*%(
单目: return f(l(t), r(t)); ?CZ*MMV
return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
`d!~)D
双目: return f(l(t)); +*KDtqZjk
return f(l(t1, t2)); S<"`9r)av
下面就是f的实现,以operator/为例 ~ ]^<*R
@po|07
struct meta_divide s]i<D9h
{ X.JPM{]
template < typename T1, typename T2 > .*+e?-
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 81Ityd-}
{
`sJv?
return t1 / t2; n^k Uu2g|
} W0KSLxM
} ; E?F?)!%
T``~YoIdz
这个工作可以让宏来做: -mqTlXM
CB>O%m[1
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ fg~9{1B
template < typename T1, typename T2 > \ q%c"`u/v/
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; X1\ao[t<;c
以后可以直接用 GM>Ms!Y
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) e%.|PZ)
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 I)}T4OOc/
(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。。。) Wup%.yT~Ds
h/\/dp/tt
>y^zagC*
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 ,v>|Ub,
mKhlYVn
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > h!~u^Z.7<
class unary_op : public Rettype P>;u S
{ 4dUr8]BkG
Left l; J5*( PxDF
public : Xsv^GmP+
unary_op( const Left & l) : l(l) {} =Ye I,KbA)
`#>JRQ=
template < typename T > \>(S?)6
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const $_b^p=
{ R9O[`~BA2
return FuncType::execute(l(t)); il>XV>
} rklK=W z
b2HHoIT
template < typename T1, typename T2 > C4
@"@kbr
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const hYv;*]
{ bB"q0{9G-
return FuncType::execute(l(t1, t2)); S`Wau/7t
} 50^T\u
} ; -MT.qhx
3hbUus
lv0}d
同样还可以申明一个binary_op Ikj_
0/%F
g'{hp:
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > h?`'%m?_b
class binary_op : public Rettype <%Afa#
{ y|[YEY U)
Left l; Y#aHGZ$i
Right r; YztW1GvI
public : c;1Xu1
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} )Qx&m}
Fg-4u&Ik
template < typename T > a]8}zSUK
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const {1]/ok2k5
{ T^n0 =|
return FuncType::execute(l(t), r(t)); ctWH?b/ua
} x\2N
@*I:
Hy0l"CA*|
template < typename T1, typename T2 > V(
bU=;Qo
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const R7-+@
{ ejI nJ
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); O^yDb
} 0xe*\CAo
} ; kmfxk/F}
5Bog\m S
r-k,4Yz
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 XH{P@2~l
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 /|z_z%=
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) [d/uy>z,
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。 @I,:(<6
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Ve\=By-a|
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。。。 4Hcds9y9
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 CPS1b
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) YsXf+_._
下面是修改过的unary_op r>gU*bs(
(jB_uMuS
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > -Rz%<`
class unary_op biw2f~V
{ g_F-PT>($
Left l; +axpIjI'
VUE6M\&z>
public : zQhc
V
h`:f
unary_op( const Left & l) : l(l) {} I&Y9
li
Hz5<|
template < typename T > p^ojhrr
struct result_1 '}eA2Q>BV
{ S((\KL,
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; U>jLh57
} ; )/2J|LxS
2or!v^^u
template < typename T1, typename T2 > M~k2Y$}R
struct result_2 ]v{TSP^/
{ >[|Y$$
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; i4 Vv6Sx1
} ; %~A$cc
JK@"
&
template < typename T1, typename T2 > <.qhW^>X
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const R"
'=^
{ 't:s6
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); -32?]LN}
} 3om4q2R
w`;>+_ E7
template < typename T > Jg\1(ix
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
c!})%{U
{ iYHCa }
return OpClass::execute(lt(t)); 9?~K"+-SI
} s$ v<p(yl
"P_PqM
} ; G)'(%rl
;$= GrR
|w7D&p$
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 ~'aK[3
好啦,现在才真正完美了。 :P1/kYg
现在在picker里面就可以这么添加了: !tL&Ktoj
ehCZhi~
template < typename Right > uk)6%
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const 540,A,>:tb
{ |N/Wu9w$
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); hd E? %A
} g Q@fe3[
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。 [hT|]|fJS;
o/Cu^[an
-WX{y Ci
?6[X=GeUs
c3NUJ~>=y
十. bind p0S;$dH\D
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 OG&X7>'3I{
先来分析一下一段例子 .oR_r1\y
`LID*uD;_
R?K[O
int foo( int x, int y) { return x - y;} LG
qg0(
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 Mkc|uiT
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 D>~S-]
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 4H\+vJPM
我们来写个简单的。 9uL="z$\
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: yF#:*Vz>
对于函数对象类的版本: O]nZr
6+;B2;*3
template < typename Func > JG=U@I]
struct functor_trait h+rrmC
{ e%O]U:Z
typedef typename Func::result_type result_type; j;+!BKWy4
} ; O)4P)KAO<
对于无参数函数的版本: !ufSO9eDx"
|GQFNrNx
template < typename Ret > *`HE$k!
struct functor_trait < Ret ( * )() > "7T9d)
{ kroO~(\
typedef Ret result_type; iA[WDB\|0
} ; Ef2#}%>
对于单参数函数的版本: o/U"'FP
~YX!49XfHh
template < typename Ret, typename V1 > &xGcxFd
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Q41eYzAi
{ Nhm)bdv]
typedef Ret result_type; YdI&OzaroE
} ; ]1XJQW@gF
对于双参数函数的版本: H)${"
eT|"6WJ:{
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 9se,c
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 6*:mc
{ \?9{H6<=
typedef Ret result_type; 6UkX?I`>
} ; sP+ZE>7
等等。。。 JN
Ur?+g
然后我们就可以仿照value_return写一个policy k^ZcgHHgb
nd 5w|83
template < typename Func > !AGjiP$
struct func_return e{dYLQd
{ )|` #BC
template < typename T > d&'}~C`~k
struct result_1 #<\A[Po
{ dt efDsK
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; > $#v\8
} ; _Zq2 <:
@sV6g?{tI
template < typename T1, typename T2 > nDhD"rc
struct result_2 iw$n*1M
{ H#LlxD)q
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; $ 4&
)
} ; laQM*FLg
} ; X8Xw'
5V^+;eO
\Q5Jg
最后一个单参数binder就很容易写出来了 =nmvG%.hd
O'G,
template < typename Func, typename aPicker > A{!D7kwTz~
class binder_1 ;DkX"X+
{ Y;L,}/[
Func fn; `V;vvHP A
aPicker pk; 'WA]DlO
public : *c[X{
XSu9C zx&I
template < typename T > Wn9b</tf
struct result_1 <L72nwcK
{ "s6O|=^*
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 42Gv]X
} ; "t{|e6
fgg;WXcT ~
template < typename T1, typename T2 > -<'&"-
struct result_2 m),3J4(q
{ BAq@ H8*B
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 3+%c*}KC~
} ; "2}E ARa
#^>5,M2
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} Vko1{$}t
W* XG9
template < typename T > d +]Gw
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const *:q ,G
{ (mOUbO8
return fn(pk(t)); >|Hd*pg))
} Gj.u/l
template < typename T1, typename T2 > M=57 d7
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const "0lC:Wu]
{ 1w)#BYc=L
return fn(pk(t1, t2)); N*C"+2
} yH<^txNF
} ; u_C/Y[ik
/uc*V6Xd
(
?E@9Nvr
一目了然不是么? ,~!rn}MI<
最后实现bind Sc<%$ Gd
llf|d'5Nl
w2!5Cb2
template < typename Func, typename aPicker > 03iD(,@
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) eQ}o;vJN
{ Btmv{'T_y@
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
W6&s_ (
} DL ^}?Ve
6o_t;cpT
2个以上参数的bind可以同理实现。 TZT1nj"n
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。
+,xl_,Z6
|kHPk)}I]
十一. phoenix _$+lyea
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: l%aiG+z%6}
)$* T>.JA
for_each(v.begin(), v.end(), o*OaYF'8
( RtrESwtR
do_ >k6RmN
[ !$:lv)y
cout << _1 << " , " BwN65_5p
] =%4vrY
`
.while_( -- _1), K%) K$/A
cout << var( " \n " ) _?M71>3$.
) s
uT#k3
); ?#8s=t
(f^K\7HM
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: n$* 'J9W~
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 MLL4nkO,`
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 A=7
[^I2
那么我们就照着这个思路来实现吧: %|l^oC+E
S$!)Uc\)A
;NrN#<j(!
template < typename Cond, typename Actor > 8+Y+\XZG
class do_while .[v4'ww^
{ ,8KD-" l^g
Cond cd; 0L
"+,
Actor act; PKoB~wLH
public : <z3:*=!
template < typename T > 3[RbVT
struct result_1 A9_)}
{ 3Z* '
typedef int result_type; NR8YVO)5$
} ; TSQ/{=r
`TM[7'
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} :nuMakZZ
Yg5m=Lis
template < typename T > OY'490
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const sLE@Cm]k
{ /dU-$}>ZI
do 69U[kW&
{ yq{k:)
act(t); QGtKu:c.81
} w l.#{@J]<
while (cd(t)); A$K>:Tt>
return 0 ; (fc
/"B-
} r-#23iT.~
} ; f)xHSF"
gDP\u<2!
<$WRc\}&g