一. 什么是Lambda ppeF,Q
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 nd5.Py$
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, 46H@z=5
[lzH%0
V
AR
g]GV/L
<d{>[R)
class filler `*]r+J2
{ V-"#Kf9
public : !.O;SG
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} %PPkT]~\
} ; <irr.O
s,M]f,T
8/~@3-9EK
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: ?}C8_I|4~
m`4N1egCt
GZmfE`
af/0e}-
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); }t1 q5@QU
D<[kbt5^7
2N.!#~_2 D
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 V0_^==Vs
d^"|ESQEU
drp< f1`l8
Tq8U5#NF
二. 战前分析 uTy00`1
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。 C @P$RVS
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 F#RtU :R
qporH]J-E
Ze?H
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); }xgs]\^,73
/* --------------------------------------------- */ yXf+dMv
vector < int *> vp( 10 ); j3[kG#
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); G420o}q
/* --------------------------------------------- */ Q=epUHFs
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); dSS Ai
|}
/* --------------------------------------------- */ ixqvX4vv,B
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); |WgFLF~k
/* --------------------------------------------- */ a24(9(yh
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); +;q`A1
/* --------------------------------------------- */ /KlSI<T@
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); )1<GSr9
oF s)UR
xzf/W+.>.
~e5E%bXxC
看了之后,我们可以思考一些问题: e_FoNT
1._1, _2是什么? 41+@!`z7
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 Yv[<c!\
2._1 = 1是在做什么? w4RtIDW:
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 r\q|DZ7
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 i1Y<[s
l?HC-_Pbh
u!McPM8Yk
三. 动工 <JW%h :\t
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 7&Ie3[Rm_3
-r[O_[g w
:GM3n$
$7p0<<Nck
template < typename T > Lv #}Gm
class assignment (Y"./BDY
{ p<B*)1Tj0
T value; D% 2S!
public : B!J&=*=e
assignment( const T & v) : value(v) {} _V3}F1?W
template < typename T2 > [6nN]U~ Y
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } \WZSY||C|_
} ; &B$%|~Y5
M2A_T.F=H
sDkO!P
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 TR:4$92:H
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment WKq{g+a
^KQZ;[B
Z{_YH7_
(?P\;yDG
class holder z/pxZB~"
{ 0 R>!jw
public : O#)YbaE
template < typename T > +Ecn
assignment < T > operator = ( const T & t) const qh6Q#s>tH
{ |gfG\fL3V
return assignment < T > (t); | 8akp
} Iz!]LW
} ; Q%0
N\
M[0NB2`Wp
9]|C$;kw@
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: y!~ }7=
%'Z`425a
static holder _1; D<T:UJ
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 E/ ^N
~{t<g;F
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); .nei9Y*
而不用手动写一个函数对象。 f~f)6XU|
=@d->d
iVb7>d9}
/7WdG)'
四. 问题分析 `_3Gb
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。 ?4_ME3$t
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。 $WsyAUl
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 3k:`7E.
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 t24.u+O
下面我们可以对这几个问题进行分析。 %D`j3cEp@
n_6#Df*
五. 问题1:一致性 7_L$ XIa
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?| t~Qj$:\
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 +rka5ts
n -xCaq
struct holder _DYe<f.
{ Pt/F$A{Cj
// V" KuwM
template < typename T > `F_R J.g*p
T & operator ()( const T & r) const Y 9BKd78Y
{ +[[^W;<.l
return (T & )r; ".kH5(:
} W A#y&
} ; zuJ@@\75
m=60a@o]
这样的话assignment也必须相应改动: H2yPVJ\Y)"
4UMOC_
template < typename Left, typename Right > z7&m,:M
class assignment =RHIB1
{ xN!In-v[j;
Left l; Xj<xen(
Right r; 4@M`BH`
public : 9dva]$^:*1
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} }eSrJgF4M
template < typename T2 > :,.HJ[Vg&
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } jEL"Q?#
} ; 3s#/d,+
{v2[x W
同时,holder的operator=也需要改动: Ys<z%
)hD77(c
template < typename T > D_BdvWSxj
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const {O4&HW%
{ U XOf
return assignment < holder, T > ( * this , t); %kuUQ%W1
} Pje1,B q
jPs{Mr<
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 6h1pPx7zU
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 K}p0$Lc
P}he}k&IR
return l(rhs) = r; C-&s$5MzGb
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 \cHFV
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 5dL! e<<
N,&bBp
template < typename Tp > S>d7q
class constant_t )gk
tI!
{ gj4ONmY
const Tp t; }synU]^7\
public : *56q4\1
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Sd\oL*lN
template < typename T > 5-:H
const Tp & operator ()( const T & r) const `~h8D9G
{ 8(* ze+8
return t; Ba76~-gK$
} Xvxrz{
} ; ,v#3A7"yW
0hq\{pw_y*
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 8TYoa:pZ
下面就可以修改holder的operator=了 <m%ZDOMa
m"
]VQnQ
template < typename T > zRB LkrC
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const a@!O}f*
{ |wyua@2
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); SfPtG
} Gyc_B
p@wtT"Y
同时也要修改assignment的operator()
y/"CWD/ i
GYV%RD #
template < typename T2 > rfV{+^T;
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } B+2.:Zn6
现在代码看起来就很一致了。 2>m"CG
;6`7
\
六. 问题2:链式操作 Kn}Y7B{
现在让我们来看看如何处理链式操作。 pAyUQe;X#
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。 R4S))EHg
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。 UK.=Y9
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。 }S}%4c>
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct jm[f|4\
0"iQHi
template < typename T > 2nSK}q
struct result_1 0SJ(Ln`0K
{ c&"1Z/tR
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 9} ]C
} ; _OB^ywHn.
q'%!qa+
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: a4",BDx
G'Uq595'-
template < typename T > wYh]3
struct ref o)H|
#9h5
{ DO~~
typedef T & reference; @Suww@<
} ; kWgrsN+Z
template < typename T > aUKa+"`S
struct ref < T &> F /"lJ/I
{ 9-y<= )
typedef T & reference; Xet}
J@C
} ; T^Hq 5Oy
?]>;Wr
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: R_#k^P^
O)`ye5>v
template < typename T > \4uj!LgTb
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const P,k=u$
{ 1(jx.W3
return l(t) = r(t); |2I/r$Q
} MF+F8h>/
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 x/%/MFK)>8
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 _;:B@Z
^vTp.7o~5
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 .xtam 8@
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 0I*{CVTQj
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 Nb\B*=4AR
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 2 y&k
最后的布局是: f5'vjWJ30
Add UhSaqq
/ \ %%lJyLq'Vk
Divide 5 EH]qYF.
/ \ TZarI-A
_1 3 +
,rl\|J%
似乎一切都解决了?不。 isz-MP$:K5
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。 {-yw@Kq
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。 ;Ehv1{;
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: m4G))||9Q
Tlk!6A:
template < typename Right > *+ +}ll6
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const svMu85z
Right & rt) const 'Kd-A:K2g
{ dRBWJ/ 1T
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); e)|5P
}
mEbj
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 5B;;{GR
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。 9\%`/tJM
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。 EHrr}&
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。 KqXPxp^_Al
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。 #X0Y8:vj
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? 1c4:'0
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: !~Kg_*IT
2QKt.a
template < class Action >
z!)@`?
class picker : public Action E+Dcw
{ 9M@,BXOt
public : @[]#[7
picker( const Action & act) : Action(act) {} %4Yq
(e
// all the operator overloaded \Z-Fu=8J8^
} ; w+hpi5OH
|^OK@KdL1
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。 Uq.hCb`:
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: B9]bv]
]i8t
template < typename Right > <6C:\{eo
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const )%HIC@MM6
{ RT[E$H
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); "MyMByomQ
} iXqRX';F'}
y_2B@cj
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ym2"D?P
(
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。 Eopb##o
xn1,
o
MY=
template < typename T > struct picker_maker {X-a6OQj
{ d/\ajQ1::
typedef picker < constant_t < T > > result; !'> ,37()
} ; +(h{3Y|
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > $rPQ%2eF4
{ 9y j'->dL
typedef picker < T > result; XjTu`?Na;
} ; Xl
E0oN~{
-a7BVEFts
下面总的结构就有了: d5n>2iO
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 G'{&*]Z\:
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 |?ZNGPt
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ?)7UqVyq
至此链式操作完美实现。 'AZxR4W
J{$c|
kT:?1 w'
七. 问题3 @6H 7
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。 3]kN9n{
>C`#4e?}
template < typename T1, typename T2 > Fm+V_.H/;
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const jwheJG
{ }l_8~/9
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); n'!x"O7
} Au*1-
xxOhGA)
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: V9wL3*
%{0F.
template < typename T1, typename T2 > 'Qg.D88
struct result_2 &5QvUn
{ x|g2H.n
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 8[:G/8VI
} ; Nop61zj
"_:6v64Gx
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? yh.WTgcW
这个差事就留给了holder自己。 'a>D+A:
Wlp`D
C#L|7M??;
template < int Order > q XB E3
class holder; ~w}=Oby'y
template <> x\YVB',h
class holder < 1 > R0-Y2v
{ zO0K*s.yK
public : dcfwUjp[
template < typename T > w4l]rH
struct result_1 4|DN^F~iut
{ JY3!jtv
typedef T & result; (t,mtdD#1
} ; :0Fc E,1
template < typename T1, typename T2 > ;Pvnhy
struct result_2 18]Q4s8E
{ 8tzL.P^
typedef T1 & result; a >k9&
w
} ; yGH')TsjD
template < typename T > +P.JiH`\=
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const l`a_0
{ "e/"$z'ca
return (T & )r; =`l><
} "+hUt
template < typename T1, typename T2 > ovaX_d)cU
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ^1Bk*?Yx\x
{ \jAI~|3
return (T1 & )r1; |7!B k$(vA
} $)'LbOe
} ; qos/pm$&i
~w(A3I.
template <> W >|'4y)
class holder < 2 >
!$<Kp6
{ ri4:w_/{,Y
public : $SfY<j,R
template < typename T > c*R18,5-
struct result_1 ?\zyeWK0L
{ Wj, {lJ,
typedef T & result; 1[\I9dv2
} ; 61*b|.sl'#
template < typename T1, typename T2 > rY)m"'puP
struct result_2 *Zn,v-d
{ "@rHGxK
typedef T2 & result; qJw\<7m
} ; 2FGCf} ,
template < typename T > ?i}wm`
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const *=77|Dba
{ m;S%RB^~H
return (T & )r; Yx](3w ID
} `!ZkWF6
template < typename T1, typename T2 > ^UyN)eX
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ^c|0?EH
{ m~F ~9&
return (T2 & )r2; 0\+$j5;
} ac8su0
} ; )4H0Bz2G
,? Q1JZPy@
8DFq eY0S
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> >。 /K_*Drk>
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 01IfvK
首先 assignment::operator(int, int)被调用: @Y#TWt#
:^]FpUY
return l(i, j) = r(i, j); A[f`xE
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) E cd~H+
w<Iq:3
return ( int & )i; y tTppmJF
return ( int & )j; U[:Js@uH_
最后执行i = j; Kc+9n%sp
可见,参数被正确的选择了。 5"D\n B%
Ah
zV?6e
f?"909&
fLV@~T|
][~rk?YY
八. 中期总结 |^#Z!Hp_Y
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: fm Fs
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
.L^F4
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Hq,znRz~`
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ;9qwB
!0cb f&^:
xww\L
&y
OGW0lnQ/
u2*."W\
$C8s
九. 简化 q2M%AvR
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 N]G`]
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 g5
y*-t
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: ^;@!\Rc
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 vQ[ TcV
+-*/&|^等 E%$[*jZ
2. 返回引用。 ictOCF
=,各种复合赋值等 _;-b ZH
3. 返回固定类型。 (dym*_J
各种逻辑/比较操作符(返回bool) ^L'<%_#.
4. 原样返回。 u#0EZ2>#
operator, j0S[JpoF
5. 返回解引用的类型。 ZOL#Q+U
operator*(单目) 1c`Yn:H^
6. 返回地址。 Ua+Us"M3}
operator&(单目) >8injW352
7. 下表访问返回类型。 8vUq8[[
operator[] "p&4Sn3T2?
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 Dj
w#{WR
operator<<和operator>> W;8}`k
s_6Iz^]I
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。 H#QPcp@
例如针对第一条,我们实现一个policy类: QtOT'<2t]
RG-,<G`
template < typename Left > ST\d-x
struct value_return T"E%;'(cp)
{ 3.%jet1
template < typename T > PH!rWR
struct result_1 wT:mfS09N
{ ]kH8T'
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; (-{.T
} ; :Z]\2(x
),0Ea~LB4
template < typename T1, typename T2 > p0HcuB)Y
struct result_2 #twl
{ 3UJSK+d\
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ak(P<OC-
} ; #}8gHI-9%
} ; mMad1qCi7
S?Uvt?
JwUz4
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait #F+b^WTR
!3o]mBH8
下面我们来剥离functor中的operator() Y+3r{OI
首先operator里面的代码全是下面的形式: wr2F]1bh@
5I5#LQv0
return l(t) op r(t) I@q4D1g
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ae]
hCWK
return op l(t) J(`(PYo\i
return op l(t1, t2) 1i
6>~
return l(t) op =7zvp,B
return l(t1, t2) op
5R O_)G<
return l(t)[r(t)] ]$A6krfh|
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] _\AT_Zmy
</qli-fXB}
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: J8hH#7WMS
单目: return f(l(t), r(t)); 1@Rl^ey
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); =z2g}X
双目: return f(l(t)); ]ov"&,J
return f(l(t1, t2)); QkY;O<Y_
下面就是f的实现,以operator/为例 BEii:05
!:|D[1m
struct meta_divide S&~;l/
{ @|9V]bk
template < typename T1, typename T2 > 7XiR)jYo*
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) m# I
{ G88g@Exk
return t1 / t2; -}Gk@=$G
} ;5=5HYx%
} ; `wLMJ,@f.
[1.>9ngj
这个工作可以让宏来做: ](^BQc
iR4!X()
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ vv`,H~M6
template < typename T1, typename T2 > \ %<'PSri
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; N x/_+JWje
以后可以直接用 ]a\HgFp@
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) uJ%XF*> _D
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 yv.(Oy
(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。。。) QCvst*
=p$:vW
|FZIUS{]
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 FQikFy(YY
)cxML<j'
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > BxGz4
class unary_op : public Rettype ,F0bkNBG
{ /PtmJ2[
Left l; <,(Ww
public : yyuf
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 8,&QY%8pX
Z~ {[YsG
template < typename T > R>`TV(W`9
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const r!O4]j_3
{ ;O *o
return FuncType::execute(l(t)); GZNfx8zsY+
} +L<x0-&
u[1'Ap
template < typename T1, typename T2 > "pkn
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const x-ZCaa}O
{ c!>",rce
return FuncType::execute(l(t1, t2)); 7D wf0Re`
} jxA*Gg3cT5
} ; c^BeT;
X5Ff2@."y|
^[-3qi
同样还可以申明一个binary_op \d"M&-O
Mj- B;r
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > tvvRHvL
class binary_op : public Rettype t[?O*>
{ u7ER
Left l; /*)
=o+
Right r; hS:j$je
public : $61*X f+*
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} #
>L^W7^
*heX[D
&>)
template < typename T > wUbLw
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const %^66(n)
{ WG.J-2#3
return FuncType::execute(l(t), r(t)); {,b:f
} ;l2pdP4jf
pbb6?R,
template < typename T1, typename T2 > F5;x>;r
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const <ooRpn
{ A]"IQ-
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 1r;.r|
} <MoKTP-<
} ; @mrGG F
'CO3b,
:p,DAt}
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 8t
Ef>
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ?g #4&z.
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) =f{YwtG
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。 {`CmE/`{
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! E0Jk=cq
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。。。 .f]2%utHB
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 yu]nK-Y7S
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) %O_Ed
{G4t
下面是修改过的unary_op N8w@8|KM
w0N8a%
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > e4?p(F-x(
class unary_op ]
cY
{ */yR_f
Left l; 4w-P%-4
9Wi+7_)
public : jFMf=u&U
+XN/ bT
unary_op( const Left & l) : l(l) {} b".e6zev
iH""dtO
template < typename T > BSib/)p
struct result_1 0"to]=
{ nI6[y)j
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; *ioVLt,:R
} ; j9Y'HU5"
&DgJu.
template < typename T1, typename T2 > qCaM]Y
struct result_2 dF/HKBJ
{ 4Sxt<7[f
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; woCFkO;'O
} ; ^`XTs!.
k+FiW3-
template < typename T1, typename T2 > *yxn*B_xZ
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
;iMgv5=
{ El)WjcmH
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); G*lkVQ6?
} SYsbe 5j
!Cv:,q
template < typename T > QL4BD93v
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const #b?)fqRJL
{ jsrIZbN
return OpClass::execute(lt(t));
:pZWFJ34{
} @on\@~Ug
nY[]k p@
} ; XLNR%)l
k^Q>
Lu@'Ee!>G
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 N}tiaL4
好啦,现在才真正完美了。 rWo&I_{
现在在picker里面就可以这么添加了: J(JqusQd !
^7
oX Ju=
template < typename Right > &0*=F%Fd
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const +`)4jx)r/
{ )mVpJYt;
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); a9 CK4Kg
} P<<hg3@
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。 $rG~0
GE{u2<%@
56
raZC
TQ\\/e:
<CnTiS#
十. bind lZa L=HS#L
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。 c/q -WEKL
先来分析一下一段例子 m|5yET
$ }D9)&f;
yxt`
int foo( int x, int y) { return x - y;} CkJ\v%JAW
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 @3:oo
/;
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 A!&hjV`
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。 6-\ghPo
我们来写个简单的。 Fl'+ C
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: sC=fXCGW\p
对于函数对象类的版本: #nS
j>70AE3[8
template < typename Func > ~20O&2
struct functor_trait 3LaqEj
{ /?,c4K,ap
typedef typename Func::result_type result_type; &XnbZ&_
} ; %w YGI
对于无参数函数的版本: .s)z?31
jml
4YaG Z
template < typename Ret > 5|E_ ,d!v
struct functor_trait < Ret ( * )() > c5t],P
{ >pV|c\
typedef Ret result_type; `zJTVi4
} ; >sL"HyY#H
对于单参数函数的版本: `V1D&}H+G
'kz[Gh*8
template < typename Ret, typename V1 > V!Q1o!J
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > B.-1wZl
{ mar
BVFz~
typedef Ret result_type; eaI!}#>R+
} ; P{-f./(JD
对于双参数函数的版本:
FB-_a
] hxE^/8 7
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > (KF=v31_m
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ?u`TX_OsB
{ I C6}s
typedef Ret result_type; ;
iK9'u
} ; &!lGx7zf
等等。。。 D6KYkN(,v
然后我们就可以仿照value_return写一个policy Gg3cY{7
~HH#aXh*
template < typename Func > n2JwZ?
struct func_return n' \poB?
{ DhL]\
4
template < typename T > l }i
.
struct result_1 7;UUS1
{ G:]w
UC\
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; MU ;
L7^
} ; JDyP..Dt
L(yR"A{FsE
template < typename T1, typename T2 > UoLvc~n7
struct result_2 BihXYux*
{ V_&>0P{q
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; X$L9kZ
} ; \Ami-<T
} ; MMpGI^x!-X
jo.Sg:7&
!XvQm*1
最后一个单参数binder就很容易写出来了 Myj 68_wf
7>a-`"`O
template < typename Func, typename aPicker > Ri}n0}I
class binder_1 PN!NB.
{ lJfn3
Func fn; 8}&O7zO?
aPicker pk; MMMuT^X
public : jORU+g
Z>)(yi9+
template < typename T > 5s >UM@})
struct result_1 [ET03 nZ
{ ;BsPms@U
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; RN0@Q~oTI
} ; @c<*l+Qc
BnLM ;5
>
template < typename T1, typename T2 > ?(&)p~o
struct result_2 /5ngPHy&
{ bN6FhKg|
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; cI9} YSk
} ; ~v2E<S3
+w
;2k w
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ^MyuD?va
M>pcG.6V
template < typename T > j0p'_|)(
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 6iiH+Nc
{ -/>SdR$D7
return fn(pk(t)); 88)F-St
} O<0G\sU
template < typename T1, typename T2 > z9k3@\7
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const rKR2v(c
{ !+;'kI2
return fn(pk(t1, t2)); X\r?g
} nMK,g>wp
} ; HMQi:s7%
Hoaf3
`n
):@XMECa
一目了然不是么? o<*H!oyP\
最后实现bind f\W1u#;u)
D0(%{S^
_E[zYSo`
template < typename Func, typename aPicker > $YM>HZe-
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) }{J5)\s9
{ +mReWf:o
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 'WEypz
} ;+%(@C51GE
zCvt"!}RRa
2个以上参数的bind可以同理实现。 s3+^q
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。 .^<4]
]UR@V;JG
十一. phoenix Pg]&^d&