一. 什么是Lambda
.Wb), 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
2
OGg`1XX 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,
V#Wd 'r'uR5jR .!Z.1:YR =si<OB class filler
x-q er- {
v|`)~"~ public :
J|K~a?&vN void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
D@0eYX4s } ;
JM M\ VNMhtwmK, jCy2bE 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:
%5uuB4P&|$ )~WxNn3rx 8IVKS> 5[I9/4, for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
H p1cVs T$'Ja'9Kj 1 iE 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
!ZB|GLpo6 AJq'~fC;I tFb49zbk 3J@#V ' 二. 战前分析
}-Zfljj 首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。
AU)Qk$c 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
u(d>R5}' <iL+/^# }z[O_S,X for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
n /rQ*hr /* --------------------------------------------- */
<6Br]a60RR vector < int *> vp( 10 );
cDLS) transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
&
8e~< /* --------------------------------------------- */
-
5A"TNU sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
[=XsI]B\ /* --------------------------------------------- */
/(vT49(] int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
)0/DY /* --------------------------------------------- */
Y5(`/ for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
,A_itRHH /* --------------------------------------------- */
jp2l}C for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
>j\zj] -" 3}XUYF; Ei}B9 &O >6(nW:I0y 看了之后,我们可以思考一些问题:
RN!oflb 1._1, _2是什么?
.w&{2,a3 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。
/eZAAH 2._1 = 1是在做什么?
N7Dm,Q ] 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。
Km-lWreTH 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。
C[&Lh_F\ fFiFc^ ~Ge-7^Fo7 三. 动工
5$N4<Lo7 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
.XS rLb? R1?g6. Mq ynDa4HB '0w'||#1 template < typename T >
$] w&`F- class assignment
6nxf<1 {
Rqu;;VI[ T value;
=@B9I<GKf public :
()XL}~I{!A assignment( const T & v) : value(v) {}
!+CRS9\D template < typename T2 >
Qx$Yj T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
#&&^5r-b- } ;
r?V\X7` + U9kt7#@FDK fz,8 < 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
3+Xz5>"a 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
Q +qN` 2<U5d` ~vG~Z*F O8n\>p kI class holder
HQTB4_K\ {
%vyjn&13 public :
<gJ|Wee template < typename T >
m<r.sq&; assignment < T > operator = ( const T & t) const
oDA1#- {
e>"{nOY4 return assignment < T > (t);
d0IHl!X }
-s4qm)\ } ;
zn@tLLX F5&4x"c L
+-B,466 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:
{ 5h6nYu %-H static holder _1;
Vk8:;Hj Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
9%iqequ L,Uqt, for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
v;{s@CM m 而不用手动写一个函数对象。
oZP:}= F HL*jRl CEZ*a 0}= JF!!)6!2# 四. 问题分析
8tLkJOu 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。
!!dNp5h` 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。
}_XKO\ 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
SyX>zN! 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
v5 $"v?PT 下面我们可以对这几个问题进行分析。
-KbT[] Cv~ t~ 五. 问题1:一致性
Ca]vK'( 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?|
9A)(K, 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
=as ]>?< rVFAwbR struct holder
N!r@M." {
xlS
t //
~ia#=|1} template < typename T >
a)[t kjU T & operator ()( const T & r) const
$UO7AHk {
- C8h$P return (T & )r;
(F~eknJ }
T?NwSxGo } ;
q'd6\G0} "k5 C? ~ 这样的话assignment也必须相应改动:
?OlYJ/!z3 LYv+Sv template < typename Left, typename Right >
^]AjcctGr class assignment
{.;MsE {
!f]F'h8 Left l;
e#SNN-hKsJ Right r;
qvhTc6oH public :
.kvuI6H assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
w%j 6zsTz template < typename T2 >
FpCj$y~3 T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
Nl PP|=o } ;
Yq3(, h}rrsVj3 同时,holder的operator=也需要改动:
n"d~UV^Uw NTls64AS. template < typename T >
?cowey\m
. assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
Z'PL?;&+R {
lg;`I tX] return assignment < holder, T > ( * this , t);
(Q\QZu@ }
Y Q3%vH5#y HFvhrG 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
nEyPNm) 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
NNb17=q_v FHqa|4Ie return l(rhs) = r;
'+Ts IJh 在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
C&K%Q3V 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
k7f[aM 5] ,k+jx53XV template < typename Tp >
_N0x&9S$ class constant_t
H\8.T:> {
4- N># const Tp t;
I)O%D3wfMW public :
)"=BbMfhu constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
r]"
> template < typename T >
hFyN|Dqhds const Tp & operator ()( const T & r) const
}DY^a'wJ- {
boJQ3Xc return t;
qS+'#Sn }
SQW A{f } ;
:.DCRs$Q Cf2rRH 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
Y-7x**I 下面就可以修改holder的operator=了
Z;SRW92@ UFC.!t-Z template < typename T >
$1#|<| assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
nS]/=xP{ {
BDD^*Y return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
,N5Rdgzk }
&h8+- M'R^?Jjb 同时也要修改assignment的operator()
cD-\fRBGK Vy&F{T;$ template < typename T2 >
eW0:&*.vMj T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
2m/1:5 现在代码看起来就很一致了。
&=K-~!? _QkU,[E 六. 问题2:链式操作
rL&585 现在让我们来看看如何处理链式操作。
c|hKo[r) 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。
wF$8#= 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。
#^%Rk'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。
/,$6`V 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
,K8PumM_ Bn}@wO template < typename T >
q yQPR struct result_1
s[8<@I*u {
/!d,f4n typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
<),FI <~ } ;
x{5I ]%"Z[R 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:
U_Emp[
o_X"+ s template < typename T >
UIIunA9 struct ref
V92e#AR {
m 9.QGX\] typedef T & reference;
UOT~L4G } ;
\Vr(P> template < typename T >
;'p X1T struct ref < T &>
/N{x Ft/? {
eWW\m[k]} typedef T & reference;
oIQor%z } ;
~Se/uL;* FwmE1, 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
on\0i{0l8 T1\.~]-msb template < typename T >
ZWh:&e( typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
.'L@$]!G {
6(<M.U_ft return l(t) = r(t);
b?h"a<7 }
r6*0H/* 可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。
i,$*+2Z 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
d+ql@e ] /$/\$f$ 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
OB;AgE@ _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
LtXFGPQ f _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
V~NS<!+q +5 调用divide的对象返回一个add对象。
8{epy 最后的布局是:
fW <qp Add
7?Xfge%\ / \
e9o(hL Divide 5
Cq}LKiu / \
"<txg%j\J _1 3
_ N.ZpKVu 似乎一切都解决了?不。
hXmW,+1 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。
){icI< 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。
i[T!{< 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:
q71Tg ;,'eO i template < typename Right >
$l 0^2o= assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
haqL
DVrf Right & rt) const
cuW$%$F {
$*`fn{2 return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
`?2S4lN/ }
W29@`93 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
5lVDYmh XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。
coyy T 因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。
Wd3/Y/MD 最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。
y*2:(nI 除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。
KR?-< 且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么?
(VU: &. 正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明:
;~tKNytD`B YDz:;Sp\ template < class Action >
sj0Hv d9 class picker : public Action
nhiCV>@y {
G\ru% public :
X3<<f`X picker( const Action & act) : Action(act) {}
Ycn*aR2 // all the operator overloaded
n;/yo~RR } ;
S^a")U4 qIuY2b`6 Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。
s{'r'`z. 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
,M5zhp$ #92MI#|n9 template < typename Right >
8! pfy" picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
j@&F[ r {
D}&U3?g= return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
9p9:nx\ }
eM*@}3 u01x}Ff~6 Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
Bd31>
%6
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。
doW_vu 5O]ph[7 template < typename T > struct picker_maker
_ ?xORzO {
B14z<x}Q
typedef picker < constant_t < T > > result;
PZ
AyHXY } ;
!%_}Rv!JT template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
Ip|~j}
} {
sJw#^l typedef picker < T > result;
CM!bD\5 } ;
=M*31>"I0 Nd%,V 下面总的结构就有了:
>
CZ|Vx 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。
j_j~BXhIS 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。
i%:oO
KI picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
/MosE,7l 至此链式操作完美实现。
}c:s+P+/ )xoI H{ xbvZ7g^ 七. 问题3
?FA} ;?v 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。
J
XPE9uH BwEO2a{ template < typename T1, typename T2 >
HX7"w
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
1\$xq9 {
g;UB+Y 247 return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
%8DU}}Rj }
'W@X139zq f)Z$,& 很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2:
p?>(y }} J?, >g template < typename T1, typename T2 >
-2{NI.-Xd struct result_2
9!NL<}]{ {
%7xx"$P:R typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
;w a-\Z } ;
l#Ipo5= U_K"JOZ 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?
nxS|] 这个差事就留给了holder自己。
)R(kXz=M wzwEYZN(q W_Z%CBjcT template < int Order >
@4#q class holder;
0r*E$|zZ template <>
onI%Jl sq class holder < 1 >
iV58 m {
|a*VoMZ public :
bqWo*>l template < typename T >
!D!~4h) struct result_1
mCb(B48]%X {
%iPWg typedef T & result;
nQy.?*X } ;
c>6dlWTqX template < typename T1, typename T2 >
G3
rTzMO struct result_2
nD@/,kw" {
3"NO"+Q typedef T1 & result;
%@k@tD6 } ;
l=GcgxD+"d template < typename T >
u!hY
bCB typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
1hp`.!3]H {
?#YheML? return (T & )r;
:PE{2* }
Tvqq# ;I template < typename T1, typename T2 >
WYSqnmi typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
BiT
#bg {
@.0>gmY;: return (T1 & )r1;
Fku~'30 }
Z-z^0QO } ;
(~q.YJ' r'/&{?Je/ template <>
/99S<U2ej class holder < 2 >
YcOPqvQ {
O]3$$uI=QE public :
EmNJ_xY template < typename T >
=.a} struct result_1
RtO3!dGT. {
[
R typedef T & result;
b
5<&hN4g } ;
f>!)y- 7 template < typename T1, typename T2 >
c<bV3, struct result_2
U*(/eEtd- {
>HNBTc=~t typedef T2 & result;
Ne#FBRu5 } ;
kl%%b"h' template < typename T >
`@TWZ%f6 typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
d9e_slx {
Kh&W\\K return (T & )r;
'K&^y%~py, }
VRU"2mQ.P6 template < typename T1, typename T2 >
-<H\VT%98 typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
bi/ AQ^ {
FnxPM`Zx return (T2 & )r2;
cq+G 0F+H }
diHK } ;
HVjN<H IqM Pt5"q3ec{T A0X'|4I 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> >。
mh#NmW>n 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
6Cw+ 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
J>Pc@,y PL} Wu= return l(i, j) = r(i, j);
_E'F 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
6<1
2j7 7>.d*?eao\ return ( int & )i;
3E9 )~$ return ( int & )j;
`(tVwX4 最后执行i = j;
IR JN 可见,参数被正确的选择了。
,+2!&"zD PWci D '! 6`Hd)T5{w gxnIur) I;1W6uD= 八. 中期总结
|BGB60}]f 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:
O|K-UTWH% 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
MrjgV+P}[ 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
5"sd 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
_D+pJ{@W 4.Kl/b; 1Hl-|n T*o!#E.
=&T%Jm} d?:KEi-<7 九. 简化
M>qqe! c* 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。
yz}ik^T 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
^_\S)P2c 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:
%_Q+@9 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
nA*Udrcn +-*/&|^等
/U$5'BoS 2. 返回引用。
,3XlX(P =,各种复合赋值等
6v"WI@b4 3. 返回固定类型。
W&~\@j]!D 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
=[JstiT?E 4. 原样返回。
ycq+C8J+Ep operator,
n(uzqd 5. 返回解引用的类型。
b~$8<\ operator*(单目)
|j}D2q= 6. 返回地址。
b :WA}x V operator&(单目)
N\l|3~ 7. 下表访问返回类型。
5ENU}0W operator[]
h"0)g:\ 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
:o3> operator<<和operator>>
p=!12t []lMv
ZW OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。
8Z|A'M 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
p!>5}f6 <-6f}wN template < typename Left >
%$Dn);6= struct value_return
nsL"'iQ {
b>h
L*9 template < typename T >
gmqA 5W~y struct result_1
5GK> ~2c( {
'XJqh|G typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
LZtO Q__B) } ;
&|-jU+r}B |LV}kG(2 template < typename T1, typename T2 >
*I:a\o~$[ struct result_2
)\KU:_l {
FuC#w 9_ typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
mzf~qV^T } ;
mE\)j*Nnv } ;
&=*sN` R$h
B9BK 2c*w{\X 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
)O],$\u ' !2NSv 下面我们来剥离functor中的operator()
\@[Y~: 首先operator里面的代码全是下面的形式:
buldA5*!o |&"/u7^ return l(t) op r(t)
`h%K8];<6f return l(t1, t2) op r(t1, t2)
6t\0Ui return op l(t)
G%A!yV return op l(t1, t2)
enGZb& return l(t) op
~9y/MR return l(t1, t2) op
}y1r
yeW< return l(t)[r(t)]
0"}=A,o(w return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
D&o~4Qvc] +H:}1sT;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:
DHg)]FQ/ 单目: return f(l(t), r(t));
Or#KF6+ut return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
A("\m>g$b 双目: return f(l(t));
?[]jJ return f(l(t1, t2));
wP7
E8' 下面就是f的实现,以operator/为例
e:l7 w3?O <a&w$Zc/ struct meta_divide
(A )f
r4 {
tdHeZv template < typename T1, typename T2 >
Up1n0 static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
llN/ {
cOf.z)kf6 return t1 / t2;
\kZ@2.pN }
$."DOZQ3U } ;
ekW#| XU<XK9EA 这个工作可以让宏来做:
2:RFPK H:nO\] #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
-d9L template < typename T1, typename T2 > \
rf^u&f static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
u9{SG^ 以后可以直接用
s)jNP\- DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
75pn1*"gQ 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
*JRM(V+IEv (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。。。)
jR9;<qT/ #kk5{*`
[b+B"f6 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
O]Ey@7 & JXV#V7 template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
ev#/v:$? class unary_op : public Rettype
riF-9
%i {
_FNW[V Left l;
yIf^vx_G public :
}vU^gPH unary_op( const Left & l) : l(l) {}
`z`=!1 K8/jfm template < typename T >
]Exbuc typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
qpQiMiB#g' {
R, #szTu return FuncType::execute(l(t));
*0vRVlYf }
f9OY>|a9 DR
@yd, template < typename T1, typename T2 >
2%v6h typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
2Jky,YLcb {
f,kV return FuncType::execute(l(t1, t2));
l9]nrT1Hy }
$VjMd f } ;
IAWs}xIly uGn BlR$} Adet5m.|[8 同样还可以申明一个binary_op
JC`;hY 2I3H?Lrx!m template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
f*:N*cC class binary_op : public Rettype
39m8iI%w[
{
vTo+jQs^ Left l;
bxPJ5oT Right r;
A>,kmU5 public :
S(Z\h_m( binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
WL|71?@C :`K2?;DC8 template < typename T >
NiEz3ODSi typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
v-8{mK`9\ {
([|^3tM return FuncType::execute(l(t), r(t));
~;-2eKw }
0eKLp8;Lh ~Y{]yBGoF template < typename T1, typename T2 >
Lr20xm typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
8QMMKOui\ {
<Qr*!-Kc6 return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
elR1NhB|p }
-]-0]*oAp } ;
t<"`gM^| m;nH
v 9ei<ou_s 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
[VLq/lg* 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
I %sw(uoE DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
"$b{EYq6 那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
q,_EHPc 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
N?8nlrDQ 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
bl^pMt1fv 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
'K}2 m 这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan)
3DxgfP%n 下面是修改过的unary_op
]T(qk oCLM'\ template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
<(~Wg{ class unary_op
vXZP> {
?%%vQ? Left l;
P8H2v_)X& SmRFxqtN public :
unRFcjEa J7`;l6+Gb unary_op( const Left & l) : l(l) {}
CKSs(-hkJ ks69Z|D template < typename T >
1d842pt struct result_1
<;@E
.I\N {
[h_d1\ Cr typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
i-#D c(9 } ;
-;;m/QM m&#D ~ template < typename T1, typename T2 >
xIV#}z0 struct result_2
Q/J <$W*, {
U6o]7j&6 typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
1vAJ(O{- } ;
+ rM]RFi +6~zMKp template < typename T1, typename T2 >
1D2RhM% typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
uKTYb#E7 {
.g7\+aiTUd return OpClass::execute(lt(t1, t2));
IGo5b-ds }
82V;J 8T? 9
&Ry51 template < typename T >
-<AGCiLz typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
EP90E^v^ {
Nx+5r p return OpClass::execute(lt(t));
XF>!~D }
5Q:49S47 t\PSB } ;
(WP^}V5 c/=\YeR n
4cos 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
hQz1zG`z7 好啦,现在才真正完美了。
=s*4y$%I 现在在picker里面就可以这么添加了:
Q
\SSv;3_ +VJyGbOcC template < typename Right >
~9,Fc6w4`+ picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
sHV?njZd {
loHMQKy@ return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
\4
+HNy3 }
`,Y3(=3Xe? 有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。
90-s@a3B-j R:ecLbC knfmJUT ) 3V1aC XeslOsHh 十. bind
.eorwj]yb 既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。
gKmF#Z"\ 先来分析一下一段例子
W^c /l*>v *.VNyay 2S4SG\ int foo( int x, int y) { return x - y;}
U7e2NES bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
'Q=(1a11 bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
b/\l\\$- 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。
3<[q>7X 我们来写个简单的。
}AiF 7N0 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
'geN
dx 对于函数对象类的版本:
J/,m'wH I>6zX template < typename Func >
m;TekJXm struct functor_trait
5^CWF| {
gR_Exs'K typedef typename Func::result_type result_type;
w'y,$gtX/ } ;
k!x`cp 对于无参数函数的版本:
g706*o)h g5x>}@ONq7 template < typename Ret >
<(xro/ struct functor_trait < Ret ( * )() >
'F:Tv[qx {
gNkBHwv typedef Ret result_type;
Fiw^twz5 } ;
3Tc90p l*t 对于单参数函数的版本:
FBOgaI83G Z^%HDB9^ template < typename Ret, typename V1 >
0Pt%(^ struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
(h[.
Ie {
cK\?wZ| Y typedef Ret result_type;
QF22_D<.}J } ;
0HQTe>! 对于双参数函数的版本:
b&d4(dk *iyc,f^w template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
|TF6&$>d struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
-q
nOq[ {
cFq2 6(e typedef Ret result_type;
C~nL3w } ;
3{Zd<JYg4- 等等。。。
ZsYY)<n 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
l&mY}k ~jz51[{v template < typename Func >
~E vGNnTL struct func_return
9Sa6v?sRor {
xK5~9StP template < typename T >
7xO~v23oe struct result_1
7&w[h4Lw {
n;:C{5 typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
=rkW325O } ;
u_8Z^T myd:"u,}9 template < typename T1, typename T2 >
nyOmNvZf struct result_2
PeLzZ'$D {
(B?ZUXM, typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
N0ef5J
JM` } ;
:KGPQ@:O } ;
Bo'v!bI7 5aXE^.` ~\<L74BB 最后一个单参数binder就很容易写出来了
LW9F%?e!> &]A0=h2{P* template < typename Func, typename aPicker >
MlW*Tugg class binder_1
g;7u-nP {
>McEuoZx9 Func fn;
5dbj{r)s6i aPicker pk;
ov
>5+"q) public :
[dqh-7 ''q#zEf6 template < typename T >
L!`PM.:9 struct result_1
kP^= {
O3#eQs typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
e5'U[bQm } ;
I\Cg-&e "{2niBx template < typename T1, typename T2 >
58eO|c( struct result_2
9g.5: {
H!l9a typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
9;L8%T
( } ;
K<5 0>uG r8[)C cv binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
XK)0Mt\ k[@/N+;")` template < typename T >
,"YTG*ky
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
n?9FJOqi {
d'b9.ki\ return fn(pk(t));
7*He 8G[W }
=j{Kxnv template < typename T1, typename T2 >
3~Ap1_9 typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
}_7 {
0\!v{A>
I' return fn(pk(t1, t2));
QiJ }
7")~JBH } ;
{A)9ePgv! \BO6.;jA 8PWEQ<ev7> 一目了然不是么?
|.-Muv 最后实现bind
)l`VE_(| D#^euNiWd J6<O|ng:: template < typename Func, typename aPicker >
*9EW&Ek picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
3UUN@Tx {
>gz8,& return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
[X>f;;h }
POX{;[SV xLgZtLt9 2个以上参数的bind可以同理实现。
\5Y<UJKi 另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。
,R-aO= % Wv~&Qh} 十一. phoenix
x@[6u Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
jvo^I$|2h o8NRu7@? for_each(v.begin(), v.end(),
9n"MNedqH (
jX^_(Kg do_
imKMPO= [
!fjB oK+ cout << _1 << " , "
Q{yjIy/b ]
91nw1c! .while_( -- _1),
wyXQP+9G cout << var( " \n " )
@rF|WT )
:H+8E5 );
J93xxj 1xSG(! 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:
#&%>kfeJ)< 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
i?7?I operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
C;.,+(G 那么我们就照着这个思路来实现吧:
<;Tr
Z#YNL-x RdNLf template < typename Cond, typename Actor >
p+dOw# class do_while
(%"9LYv {
IFhS(3YK[ Cond cd;
M+:9U&>
Actor act;
)ybF@emc public :
~R50-O template < typename T >
>`0mn|+ struct result_1
HV*;Yt {
&y(%d 7@/ typedef int result_type;
bR8`Y(=F9b } ;
NOKU2d4 G yqB!0)
< do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
xErb11 ;uzLa%JQ template < typename T >
E]=>@EX typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
8(L6I%k* {
8;#yXlf do
9[sOh<W {
u(\O@5a act(t);
-Zp BYX5e_ }
!SIk9~rJ while (cd(t));
5G$5d:[( return 0 ;
i4nFjz }
tBX71d
T } ;
B-PX/Q 5L_`Fw\l v G9>e&Be 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
7R# }AQ 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
?Ygd|a5 其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。
Lw%_xRn) 因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。
[^^ Pl:+ 下面就是产生这个functor的类:
vu#ZLq q'TIN{\.{ &HtTh { template < typename Actor >
o"_'cNAz class do_while_actor
W|y;Kxy {
5pK
_-:? Actor act;
0G0(g,3p public :
Rd|8=`) do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
OHrzN'] '$?!>HN4 template < typename Cond >
.J O1kt picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
\ Ce*5h } ;
)ax>* /?($W|9+l [m%]C 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
y*6/VSRkt4 最后,是那个do_
"?<h,Hvi c*(^:#"9 0/9]TIc class do_while_invoker
ivyaGAF}+o {
Aa4Tq2G public :
i'4.w?O Z template < typename Actor >
R<(xWH do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
4 Tw~4b {
>[;=c0( return do_while_actor < Actor > (act);
)nFyHAy- }
t,IOq[Vtk } do_;
8ZLHN', .{} 8mFi1 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
qZ&~&f|>e 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
v^vi *c 最后来说说怎么处理break和continue
@BF1X.4-+ 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。
KROD( 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 ]