一. 什么是Lambda
86!"b 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
rnWU[U8% 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,
p$^}g: VR/7CI4= +grIw#j FHWzwi*u} class filler
T4n.C~ {
!$r4 lu public :
a=bP void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
~`M>&E@Y_/ } ;
(h> Jz 37'@,*m` N|pjGgI
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:
S\2QZ[u
txM R[o_ &RQQVki3 =~Oi:+L for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
rug^_d =B K8CjZpzq `WvNN>R 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
|r*btyOJk FT'_{e!M vq yR aaMf S'~Zlv3` 二. 战前分析
AA&398F 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。
ncS.~F 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
b(wzn`Z%Et Z(LDAZG VP^Yph 8R for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
"4N%I /* --------------------------------------------- */
.),%S} vector < int *> vp( 10 );
EIO!f[]o transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
J~7E8 /* --------------------------------------------- */
w5uOi}T\ sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
b'Cy!d r /* --------------------------------------------- */
|/K+tH int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
idiJ|2T"G /* --------------------------------------------- */
<1#v}epD# for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
1.WdxMpW9 /* --------------------------------------------- */
c$aTl9e for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
(3YqM7cqt O H~X~n-Z udxLHs J{8_4s!Xt> 看了之后,我们可以思考一些问题:
It,m %5
Py 1._1, _2是什么?
JJJlgr]#
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。
g;)xf?A9q 2._1 = 1是在做什么?
-
Z?rx5V;t 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。
ldcYw@KQ 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。
}}Ah-QU seWYY $$ c`~aiC`l 三. 动工
Hm2}xnY 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
"5Oi[w&F5 ^)=c74;; 5Gm,lNQ Av ZM"J5}h template < typename T >
o_ class assignment
.Lz\/ OS {
Isv@V. T value;
cQDn_Sjhi public :
rq'Cj<=Zj assignment( const T & v) : value(v) {}
"<b~pfCOQk template < typename T2 >
F*QZVg+<*X T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
sOA!Sl } ;
s>`$]6wPa l<
8RG@ lV!ecJw$ 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
WHxq-&= 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
/zZ$<mVG kOR5'rh Y;
=y-D h-`Jd>u" class holder
B6r~4=w_ {
X}b%gblx public :
Q`ERI5b6 template < typename T >
c]jK
Y< assignment < T > operator = ( const T & t) const
n,sl|hv2U {
)qs>Z?7 return assignment < T > (t);
X~XpX7d! }
4"72 } ;
*=i|E7Irg -E~pCN(E ~6!{\un
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上:
!`S? |,CWk|G static holder _1;
?,e7v.b Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
i/QE)"B"q c/.U< for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
N}x\Ll 而不用手动写一个函数对象。
}8cL+JJU m@o/ W TNBFb_F j3|Ek 四. 问题分析
yiyyw,iy 虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。
WP&P#ju& 1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。
\y?Vou/ 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
/NFv?~</k 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
W 0^.Dx 下面我们可以对这几个问题进行分析。
A `\2]t$z J$6tCFD 五. 问题1:一致性
td-2[Sy 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?|
$h1`-=\7 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
LY}%|w %RA8M-
d struct holder
N@J "~9T {
}.O,P'k //
f ?:
o template < typename T >
fis**f0 T & operator ()( const T & r) const
2= FGZa*. {
TV)bX return (T & )r;
[*zB
vj}G }
wN/d
J } ;
o>x*_4[ r@L19d)J 这样的话assignment也必须相应改动:
Q?Vq/3K; +')\,m "z template < typename Left, typename Right >
Sz4YPl class assignment
)70-q yA {
I]N?}]uZ Left l;
4UD7! Right r;
|&Gm.[IX;q public :
to~Ap=E assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
6QVdnXoG/ template < typename T2 >
<a%9d<@m T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
v <1d3G=G } ;
>?K@zsv} F VBuCi?W 同时,holder的operator=也需要改动:
"O1\]"j 27q9zi!Q template < typename T >
R}lS@ w1 assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
B-`d7c5 {
Dd8*1, return assignment < holder, T > ( * this , t);
(xw) pR }
e"HA.t[A
j4H]HGHv 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。
]kUF>Wp 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
BL1$~0 EhDKh\OY5 return l(rhs) = r;
/bm$G"%d 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。
y]$%>N0vLX 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
Sw HrHj c?oNKqPzg template < typename Tp >
MKIX(r(| class constant_t
[5Zs%!Z;8N {
0<"4W: const Tp t;
``?]13XjK public :
3u +A/ constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
cp.c$ template < typename T >
E0QrByr_ const Tp & operator ()( const T & r) const
)P {
Z{"/Ae5] return t;
=\]5C }
A*tG[) } ;
%9ef[,WT tA'O66. 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
|uT|(:i84, 下面就可以修改holder的operator=了
O>UG[ZgW &u)
R+7bl, template < typename T >
#&zNYzI assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
}gw
\w?/ {
)U0`?kD return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
TtA6N8G }
\FOoIY!.x gZbC[L 同时也要修改assignment的operator()
#~]S SSH ))zJ template < typename T2 >
H4DM,.04 T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
Q?df5{6 现在代码看起来就很一致了。
E`68Z/% Ce 3{KGBw 六. 问题2:链式操作
.$nQD.X 现在让我们来看看如何处理链式操作。
zzlV((8~ 其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。
67Z@Hg 事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。
D"kss5>w 比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。
v eP)ElX 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
akg$vHhK4 4cC template < typename T >
KLVkPix;$ struct result_1
R5PXX&Q {
NN(ZH73 typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
t5
:4'%| } ;
n.+%eYM< z8v] Kt & 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:
GZY8%.1{"a La&?0P A template < typename T >
I =G3 struct ref
*d%"/l^0 {
6lW\-h`NG typedef T & reference;
CJ+/j=i;~c } ;
iZsZSW \ template < typename T >
^e*Tg& struct ref < T &>
Cu*+E%P9` {
SM%N]/@U typedef T & reference;
7wKN } ;
FKhmg&+> LIzdP,^pc 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
(I(?oCQ nymF`0HYe1 template < typename T >
$7k"?M_ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
-!_f-Nny {
qfJi[8". return l(t) = r(t);
./SDZ:5/ }
xi5G?r 可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。
Da.eVU; 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
U$zd3a_( vTE3-v[i 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
kD_Ac{{< _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
Y#aL]LxZE _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
}_,\yC9F +5 调用divide的对象返回一个add对象。
T!-*; yu 最后的布局是:
+qN}oyL
Add
OH.lAF4E( / \
.`./MRC Divide 5
1Q[I $=-F / \
"cJ))v-' _1 3
;U+4!N 似乎一切都解决了?不。
\gz(C`4{j 你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。
Ag[Zs%X 如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。
Kkfz a OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码:
*uJ0ZO9
o[$~ template < typename Right >
e@6]rl assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
q<Tx'Y a Right & rt) const
8PKUg
"p {
6z-ZJ|? return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
NUSb7<s,&Y }
D\13fjjHlu 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
V\1pn7~V 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。
dnEIR5%+. 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。
=@e3I)D#?i 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。
qr$h51C& 除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。
Sj=x.Tr\ 且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么?
g|STeg g 正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明:
sd5%S zx aM U0BS" template < class Action >
.wH`9aq;5@ class picker : public Action
zWs("L(#s {
G_ -8*. public :
P8&BtA picker( const Action & act) : Action(act) {}
|DUWB; // all the operator overloaded
uU$YN- } ;
#)3luf3G
HB|R1<t;HB 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。
7~zd
%
o
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:
/)+V(Jlu T`ofj7$: template < typename Right >
G 6r2
" picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
Jy^.L$bt {
.ei5+?V<i return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
<cof }
$O'IbA ;!~&-I0l Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
Z]~) ->=} 使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。
%XC3V7 5>Kk>[|. template < typename T > struct picker_maker
}Quk n {
-- >q=hlA typedef picker < constant_t < T > > result;
U ;%cp } ;
F<V.OFt template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
2gasH11M {
,1K`w:uhS typedef picker < T > result;
M)qb6aD0 } ;
Q[n*ce7L0 }Fq~!D
Ee 下面总的结构就有了:
f(Su functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。
e 48N[p picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。
R:+cumHr
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
Be$v%4 至此链式操作完美实现。
;_~9".'<d >0X_UDAWz [r#m +R"N 七. 问题3
`=Z3X(Kc 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。
BjSd\Ul {D$5M/$ template < typename T1, typename T2 >
/:Q ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
;:PxWm|_ {
F
tS"vJ\ return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
73p7]Uo }
''Y'ZsQ; 1IPRI<1U 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:
f1$'av <9 dfbI) template < typename T1, typename T2 >
YB}m1g` struct result_2
4{lrtNd~K {
w}qLI4 typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
A8X3|<n= } ;
~ K/_51O' J?9n4
u 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?
(Q?@LzCjy 这个差事就留给了holder自己。
y*#YIS56I 7 1+
bn |!q,J template < int Order >
$TX]*hNn class holder;
mHyT1e template <>
>bFrJz} class holder < 1 >
kXroFLrY {
L$z(&%Nx public :
A\w"!tNM| template < typename T >
h!mx/Hx struct result_1
]3Y J a {
QOR92}yC typedef T & result;
/O}lSXo6E } ;
: i{tqY% template < typename T1, typename T2 >
<MyT ; struct result_2
B,fVNpqo {
8n,/hY>w typedef T1 & result;
5wa'SexqE } ;
$
~Ks!8'P template < typename T >
dK Qu typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
A2.GNk {
~s{
V!)0 return (T & )r;
{)n@Rq\=v }
d:Oo5t)MN template < typename T1, typename T2 >
` 7P%muY. typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
LzQOzl@z {
FnPn#Cv>* return (T1 & )r1;
U4NH9-U' }
zRMz8IC. } ;
#62*'.B4 Cq -URih template <>
wq7h8Z}l class holder < 2 >
V!Pe%.> {
@u@,Edh public :
f>iDqC4 template < typename T >
cE^Ljk struct result_1
L0)w~F
?m {
%Jji<M] typedef T & result;
fuU
3?SG } ;
Z*+y?5+L"P template < typename T1, typename T2 >
< V*/1{ struct result_2
Y?6}r;< {
^;sE)L6 typedef T2 & result;
bA1O]:` } ;
>a;LBQ0 template < typename T >
)Ut K9;@" typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
H]}mg='kI {
e>m+@4*sn return (T & )r;
?3%r:g4 }
0g2rajS template < typename T1, typename T2 >
\UP=pT@ typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
X%$1%)C9 {
vaLP_V return (T2 & )r2;
0a2#36;_IK }
j 8)*'T } ;
,e^~(ITaq
Q@!XVQx4 dT{GB!jz 新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
1k]L ,CX 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
~d3|zlh 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
cw,|,uXq
6 ]K'OH& return l(i, j) = r(i, j);
M.\XG}RR 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
Y!`pF jwg*\HO,s return ( int & )i;
6!HYx return ( int & )j;
-,+~W#n 最后执行i = j;
}5;/!P_A 可见,参数被正确的选择了。
&;bey4_J ,9M2'6= :Q,~Nw> @?jbah# ;Y,zlq2 八. 中期总结
e8E' X 目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事:
XmaRg{22 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
icQQLSU5 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
($Op*bR 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
e)y+] /#z"c]# =te4p@ di(H-=9G62 r0@s3/ xSqr=^ 九. 简化
*&tTiv{^ 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。
dV{mmHL 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
[&IcIZ 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:
qnb/zr)p 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
hE
E1i +-*/&|^等
oJ tmd} 2. 返回引用。
;<*%BtD? =,各种复合赋值等
CED[\n 3. 返回固定类型。
1>/ iYf 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
Qp7F3,/# 4. 原样返回。
YCVT0d operator,
<(_Tanx9Q 5. 返回解引用的类型。
{6O}E9 operator*(单目)
P @J)S ? 6. 返回地址。
~xv3R operator&(单目)
K%W;-W*' 7. 下表访问返回类型。
zf]e"e operator[]
OnU-FX< 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
'BUfdb8d operator<<和operator>>
&'`ki0Xh; NHQoP&OG 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。
yVQW|D0,j 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
YS@TQ? *Z\AO'h=Z template < typename Left >
0_AIKJrL struct value_return
HRJ\H-
V {
#k1IrqUp template < typename T >
L]H'
]wpn= struct result_1
N`{6<Z0 {
ZNl1e' typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
D+jE{v' } ;
S_nAO\h JIjo^zOXsc template < typename T1, typename T2 >
?~IdPSY struct result_2
cv1PiIl {
,)N/2M\B- typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
itE/QB } ;
W]Nc6B*gI } ;
Z4:^#98c. 7=NKbv] )#GF:.B 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
x3(
->?)D <$pv;]n 下面我们来剥离functor中的operator()
cL!A,+S[_ 首先operator里面的代码全是下面的形式:
?`xm_udc HO_(it \ return l(t) op r(t)
?Q$a@)x# return l(t1, t2) op r(t1, t2)
Q/]o'_[vW return op l(t)
sxS%1hp3 return op l(t1, t2)
a#G3 dY> return l(t) op
MBLDxsZ- return l(t1, t2) op
vC^{,?@ return l(t)[r(t)]
a\~118 ! return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
yye5GVY$ p] N/]2rR 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_ bXo 单目: return f(l(t), r(t));
_>aP5g?Ep return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
~{);Ab.9+ 双目: return f(l(t));
-E3cS return f(l(t1, t2));
s|:1z"q 下面就是f的实现,以operator/为例
uL@%M8n DF>tQ struct meta_divide
9ZG:2ncdJ {
lFduX D template < typename T1, typename T2 >
m`n~-_ static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
r&Qa;-4Pl {
#d<|_ return t1 / t2;
H:9G/Nev }
S{v]B_N[M } ;
RnU7|p{ FA;-D5= 这个工作可以让宏来做:
T$AVMVq A0RSNAM #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
FzP1b_i template < typename T1, typename T2 > \
@/ nGc9h static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
: 2$*'{mM 以后可以直接用
9[W >`JKo DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
e ky1} 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
$TS97'$ (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。。。)
[Y?Y@x"MZ QSn18V>{ x]`@%8Sm 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
Qca3{|r` #U7pT!Fx template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
^u#iz class unary_op : public Rettype
LXsZk|IhM {
{IvA 5^ Left l;
`u
R`O9)e public :
cH4PrMm& unary_op( const Left & l) : l(l) {}
1Sza%D;3 v`jHd*&6) template < typename T >
bq8Wvlv04 typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
>M!LC {
Jw&Fox7p return FuncType::execute(l(t));
Ziub%C[oV }
<%`Rku B"\9sl X template < typename T1, typename T2 >
"wg$ H1K typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
AL^tUcl {
W}2!~ep! return FuncType::execute(l(t1, t2));
6O.kKhk }
(9TSH3f? } ;
Z
h9D^I LH=^3Gw diVg|Z3T 同样还可以申明一个binary_op
H?a $o( "frioi`a2 template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
-^(KGu&L&u class binary_op : public Rettype
='=4tj=z {
'1xhP}'3) Left l;
o)n)Z~ Right r;
D/ sYH0.V$ public :
l?rLadvc binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
|5:2?S2R o1?-+P/ template < typename T >
;ND[+i2MN typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
^OX}y~' {
.T ,HtHe return FuncType::execute(l(t), r(t));
t+q;}ZvG }
;hV|W{=w MEJX5qG6m template < typename T1, typename T2 >
%.]#3tW typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
tg==Qgz {
5GgH6 return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
]4V1] }
,bIJW]h0 } ;
3A[<LnKR^E N{&Lo}6F x4g/ok 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
bu <d>XR 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
J~ome7L DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
{fHY[8su0 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。
)bL(\~0g~ 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
n-],!pL^ 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。。。
?daxb 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
TF5jTpGq 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)
JC->
eY"O2 下面是修改过的unary_op
d=8.cQL:E
:TR:tf template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
qsXkm4 class unary_op
<_Z.fdUA {
^Go,HiB Left l;
44B D2`nF XqUQ{^;aI public :
XksI .]tfj v_pe=LC{-e unary_op( const Left & l) : l(l) {}
n}e%c B Im!b-1 template < typename T >
@>.aQE struct result_1
!L
q'o? {
"\`Fu typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
c}|.U } ;
z~tdLtcX "aI)LlyCY template < typename T1, typename T2 >
i>[xN[U( struct result_2
M*D_pn& {
Tp{jR< typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
8!3 q:8y8 } ;
OHj>ufwVq ZI qXkD template < typename T1, typename T2 >
*{j;LA.BR# typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
67&Q<`V1*q {
DNqV]N_W return OpClass::execute(lt(t1, t2));
)V>zXy}Y }
~n) | GD
d'{qE6 template < typename T >
|6DJ5VFzD typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
, %8)I(" {
p{W
Amly return OpClass::execute(lt(t));
yufw}Lo- }
+J;b3UE# +;,J0,Yn } ;
WQ.{Ag?1 t?)]xS)
8IWT;% 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
]3, 好啦,现在才真正完美了。
DO-M0L 现在在picker里面就可以这么添加了:
RMpiwO^ :<{15:1 template < typename Right >
qxAh8RR;/ picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
n7~4*B {
B[EOz\?=m return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
Qt{V&Z7 }
`AvK8Wh<+ 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。
5
-|7I7(G$ nvLdgu4P> <pa-C2Ky IAMa 2Q]W 十. bind
`$FX%p 既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。
eFS$ ;3FP1 先来分析一下一段例子
@M-Q| KehM.c^ zDtC]y' int foo( int x, int y) { return x - y;}
]+a~/ bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
I3r")}P bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
q UmSB"#Z 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。
k:j_:C&. 我们来写个简单的。
MaD| X_g 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
66
R= 对于函数对象类的版本:
mbX'*up iRkUL]H@& template < typename Func >
n{L^W5B struct functor_trait
v@SHR0 {
.bP8Z= typedef typename Func::result_type result_type;
bx{njo1Mr } ;
_K{-1ZYsi 对于无参数函数的版本:
v?6*n>R KaOXqFT= template < typename Ret >
}Rh%bf7, struct functor_trait < Ret ( * )() >
O/ItN5B
; {
"s] typedef Ret result_type;
XRQ1Uh6 } ;
[_3& 对于单参数函数的版本:
Zos.WS# M=95E$6 template < typename Ret, typename V1 >
O`%F{&;29 struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
-bdWG]w" {
<8?
F\x@ typedef Ret result_type;
&nVekE:! } ;
D4y!l~_,%M 对于双参数函数的版本:
+HWFoK FNOsw\Bo template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
5bXpj86mY struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
P2`F"
Qsq {
(;05=DsO typedef Ret result_type;
WoB'B|% } ;
H<q|je}e 等等。。。
I9aiAD0s 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
!t~tIJ>6 L
aA<` template < typename Func >
Hhk`yX c_ struct func_return
s?S e]?i {
F@Wi[K template < typename T >
<o3I<ci6 struct result_1
FJ!`[.t1AU {
L;vglS=l; typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
cmU0=js. } ;
BQ[R)o `W_&^>yl template < typename T1, typename T2 >
9ei'oZ struct result_2
\h s7>5O^K {
-}sMOy` typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
XY9%aT* } ;
$0P16ZlPC } ;
D$H&^,?N ''q;yKpaz >Je$WE3 最后一个单参数binder就很容易写出来了
)G, S7A kCz2uG)l template < typename Func, typename aPicker >
;=^J_2ls class binder_1
83_mR*tGNp {
\8\TTkVSq Func fn;
3*j1v:x` aPicker pk;
CH!\uK22 public :
nm%qm m1]/8{EC7 template < typename T >
o%z^@Cq struct result_1
RL]$" {
Xg1TX_3Ml typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
qRcg|']R } ;
=MM+(mD ~Eik&5 z template < typename T1, typename T2 >
5eFtcK struct result_2
sh` 3$ { {
|Thm5,ao typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
-Q
Mwtr#q} } ;
F g):>];<9 N.]~%)K:{ binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
Yc~l Yz+b lWJYT<kt template < typename T >
e?07o!7[; typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
.8ikcs {
Xa;wx3]t return fn(pk(t));
"7Kw]8mRR }
&"T7KXx template < typename T1, typename T2 >
IIXA)b! typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
&,Loqr {
@V1FBw9S!@ return fn(pk(t1, t2));
Ygg(qB1q }
QKvaTy# } ;
uX{g4#eG TPkP5w A~k:
m0MX 一目了然不是么?
7TypzgXNe 最后实现bind
vmfFR [4B(rra vfhoN]v template < typename Func, typename aPicker >
$/JXI?K picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
P@5-3]m= {
r]QeP{ return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
F/j ; q }
qQo*:3/]; yU7XX+cB7 2个以上参数的bind可以同理实现。
ND=JpVkvZ? 另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。
'zMmJl}\vd F/tRyq`D 十一. phoenix
Wie0r@5E Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
F8tMZ,: .ty2! . for_each(v.begin(), v.end(),
gwg~4:W (
j1K~zG do_
GuL0:, [
QL2LIs cout << _1 << " , "
}waZGJLN ]
<.BY=z=H .while_( -- _1),
=*+f2 cout << var( " \n " )
Iw#[K )
<bhJ > );
>nK ( RASk=B 是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:
MOB'rPIUI 首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor
}y+a)2 operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
.S=|ZP+ 那么我们就照着这个思路来实现吧:
!rqs!-cCQ &lzCRRnvt tN.BI1nB template < typename Cond, typename Actor >
,5t_}d|3C= class do_while
@ZV>Cl@%2 {
- \ew,y Cond cd;
Qch'C0u Actor act;
m)6-D-&7 public :
0CX9tr2J template < typename T >
r"x}=# b! struct result_1
`\3RFr {
e(DuJ- typedef int result_type;
0s}gg[lj } ;
{ynI]Wj`L v6x jLP;O do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
33hP/p% m#6p=E template < typename T >
~e){2_J&n typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
yC|odX# {
w`#9Re do
UA0(
cK {
k4:=y9`R}$ act(t);
bsI?=lO }
YVz,P_\(m while (cd(t));
SST@ return 0 ;
}>YEtA }
7(LB} } ;
OH
88d: W7~OU(}[` B&*`A&^y 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
-&v0JvTJ9j 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。
r>"l:GZ 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。
.0X 5Vy 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。
~1,$ 下面就是产生这个functor的类:
= P$7
" 0\"]XYOH <
r b5' template < typename Actor >
#Wv8+&n class do_while_actor
YsTF10 {
Ac
+fL Actor act;
QNj6ETB-d public :
sN1I+X do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
poi39B/Vt Ipow
Jw^ template < typename Cond >
hrfSe $8 picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
&&96kg3 } ;
=`V9{$i akgvV~5 +~lPf. 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
"#%9dWy 最后,是那个do_
k>\s6 6?0QzSpfC# cI<T/~P class do_while_invoker
c+1<3)Q< {
%IUTi6P
l public :
6WLq>Jo template < typename Actor >
~}K$z do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
>lO]/3j1 {
P2U [PO return do_while_actor < Actor > (act);
?V)M! }
dda*gq/p } do_;
yfAh= h61BIc@> 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
U
owbk: 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
GM@0$ 最后来说说怎么处理break和continue
;|Rrtf9 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。
?SoRi</1 具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]