一. 什么是Lambda 5I,$EGG
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Vz w PBQ -
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, @2' %o<lF
(ZPXdr
7ZFJexN]
Z$;"8XUM
class filler F~_;o+e;X
{ &KqVN]1+^
public : zk=\lp2
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} r4;Bu<PQN1
} ; !T'X
'Q
0"4@;e_)>
7Dt"]o"+
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: ;NsO
vWY(% Q,
cZQu *K^j
-<W2PY<
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); m0( E kK
,{{SI
dr})-R
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 $']VQ4tZ
JSW&rn
=n0*{~r
fk3kbdI
二. 战前分析 PZM42"[&
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 MF.[8Zb
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 ixw(c&gL
'sU)|W(3U
&" h]y?Q
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 4}yE+dRUK:
/* --------------------------------------------- */ G)7)]yBL
vector < int *> vp( 10 ); 9
5 H?{
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); P5URvEnz:
/* --------------------------------------------- */ Q_4Zb
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); OE"<!oIs
/* --------------------------------------------- */ 8wIK:
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); nl@E[yA9[
/* --------------------------------------------- */ xncwYOz
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); ybvI?#
/* --------------------------------------------- */ B\_[R'Pf&
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); FH\CK
cY{Nos
+1@AGJU3
=A n`D
看了之后,我们可以思考一些问题: b5 Q NEi
1._1, _2是什么? \Ph7(ik
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 C\Ayv)S#2
2._1 = 1是在做什么? W_<4WG
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 iBvOJs
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 ty-
r&
y/R+$h(%
0.DQO;
三. 动工 - L~Uu^o
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 0HbJKix!
;~/4d-
a[C&e,)}
E`)Qs[?Gk
template < typename T > dlD}Ub
class assignment DuNcX$%%
{ <t}? $1
T value; Z .Pi0c+
public : }gCHQ;U7`
assignment( const T & v) : value(v) {} Lt>7hBe"
template < typename T2 > fNoR\5}!
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } fIyPFqf7w)
} ; )zJ=PF
)N)ljA3]
%h+uD^^$
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 +X^4;
&
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment MY F#A
4v qNule
WK;(P4Z
)iSy@*nY
class holder \dV Too
{ &jm[4'$
*z
public : JEHK:1^
template < typename T > qG9qN.|dC
assignment < T > operator = ( const T & t) const ma]?
)1<{
{ 0Hcbkep9D
return assignment < T > (t); cyMs(21
} 2
sSwDF
} ; oh\1>3,Ns
Bp3L>AcVu
SDc"
4g`
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: &=zU611,
sXB+s
static holder _1; V2Y$yV8g1
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 mo9$NGM&}
;0j*>fb\q7
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); k/#>S*Ne
而不用手动写一个函数对象。 u(hC^T1
263*: Y
btQet.
N!m%~kS9k<
四. 问题分析 T
% /
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。 r}EM4\r
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。 uaxB -PZ
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 :qnokrGzB
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 1nB@zBQu-
下面我们可以对这几个问题进行分析。 7bT
/KLU
J@`
8(\(
五. 问题1:一致性 DHzkRCM
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?| 7;xKy'B\
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 q\H7&w
1+^n!$
struct holder $L&BT 0
{ F+*Q <a4
// %6 ]\^
template < typename T > 4oJ$dN
T & operator ()( const T & r) const U**)H_S/~
{ Nza; O[
return (T & )r; 0yTQ{'Cc
} QUp?i
} ; *?N<S$m
<E}N=J'uJ
这样的话assignment也必须相应改动: }+DDJ6Jzs
C1 {ZW~"YI
template < typename Left, typename Right > xid:" y=_&
class assignment T} 8CfG_j
{ <gcmsiB|
Left l; o)!m$Q~v
Right r; owMmCR
public : oD,C<[(p
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
UTX](:TC
template < typename T2 > iGa}3pF
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } s3< F
} ; T*\$<- ^
M=+M8M`Iy
同时,holder的operator=也需要改动: 7jT}{
x
Omb.53+
template < typename T > JUU&Z[6J
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const ;]@exp5
{ z8tl0gd%D
return assignment < holder, T > ( * this , t); ,'_(DJX
} N 8}lt
b,Lw7MY}[
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。 kW(Kh0x
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 A'~#9@l<
kaO{#i2-
return l(rhs) = r; C8MWIX}
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。 jGiw96,Y
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
[R\=M'
?cxr%`E
template < typename Tp > h0XH`v
class constant_t Bb_Q_<DTs
{ LP?P=c
const Tp t; m&cvU>lC
public : $WClpvVj
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} H ;wR
template < typename T > kjX7- ZPY
const Tp & operator ()( const T & r) const b[0S=e
G
{ zn^ v!:[
return t; kp; &cQu!
} Nm"<!a<F
} ; C9pnU,[
N(BiOLZL6
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 X~zRZ0
下面就可以修改holder的operator=了 6Pijvx^0
HTN$ >QTI
template < typename T > u
GIr&`S
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
ol#yjrv
{ 4Pf+]R
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); "ZqEP R)
} ZM
8U]0[X
@Wz%KdXA
同时也要修改assignment的operator() jYk5~<\k
dq2@6xd
template < typename T2 > Z>h{`
X\2
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } lG 8dI\ `
现在代码看起来就很一致了。 QE*%HR'
"5(W[$f*]v
六. 问题2:链式操作 952V@.Zp
现在让我们来看看如何处理链式操作。 wo]ks}9
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 oX*b<d{\N
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 Y2D>tpqNw
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 [%?hCc
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct `~h0?g
;L$,gn5H
template < typename T > !"%S#nrL$
struct result_1 vlAy!:CV
{ UeNF^6sWu0
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; F;W'
} ; aPt{C3<
N5ci};?
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: :fW.-^"VP
<k5`&X!+
template < typename T > My],6va^
struct ref EO"6Dq(
{ <d S5|||
typedef T & reference; >'.[G:b
} ; vuW-}fY;
template < typename T > 01o [!n T
struct ref < T &> %VS 2M
#f
{ c l9$g7
typedef T & reference; PMY~^S4O
} ; jVs(x
X]MTaD.t
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: FF jRf
p $XnOh
template < typename T > G4O3h Y.`
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const lm!FM`m
{ ]h0Y8kpd
return l(t) = r(t); |lY`9-M`I
} ;8uHRcdQ
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。 A`g.[7
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 -FaaFw:Z;A
cX Ma\#P
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 ~\3l!zIq
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: !x6IV25
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 Wy!uRzbBv
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 lZBv\JE
最后的布局是: Gg}t-_M
Add c{ 7<H
/ \ !;jgzi?z
Divide 5 \:h0w;34O
/ \ Eh:yRJ_8
_1 3 :Nkz,R?
似乎一切都解决了?不。 >ks3WMm
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。 dt0T t
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。 +~:x}QwGT
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: n}f3Vrl
`{Hb2
}L5
template < typename Right > =^#0.
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const g(1"GKg3K
Right & rt) const <34 7 C{q
{ i"vDRrDe
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); YT][\x
} Ls(&HOK[p
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 JOPTc]
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。 !#C)99L"F
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。 o16d`}/<
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。 T:Bzz)2/
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。 eXc[3ceUr
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? 5R)[Ou.
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: t Z+0}d
+ 2OZJVJ
template < class Action > {({
R: !c
class picker : public Action !eV^Ah>PZ
{ Zi
ma^IL
public : }!Xf&c{7{
picker( const Action & act) : Action(act) {} 1+Sg"?8
// all the operator overloaded 4^0\dq
} ; xiEcEz'lk
Cy]"
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。 a$A2IkD
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: xJ$Rs/9C
58 kv#;j
template < typename Right > 2lF WW(
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const aD0Q 0C+
{ n&(3o6i'
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 0=2H9v
} IcRM4Ib))Q
87R%ke
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > cl?<
7
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 =7#u+*Yr9
W31LNysH!;
template < typename T > struct picker_maker B$@1QG
{ .v N)A
*
typedef picker < constant_t < T > > result; uQO(?nCi
} ; /@6E3lhS
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > 6Q?BwD+>
{ :vw0r`
typedef picker < T > result; 1<;\6sg
} ; eog\pMv
U<K|jsFo
下面总的结构就有了: *Rz!i m|
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。 BDWim`DK"
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。 pHigxeV2
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 u<$S>
至此链式操作完美实现。 /5&3WG&<u
9zmD6G!}t
=`r ppO
七. 问题3 F@B
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。 4
`j,&=
6\%r6_.d
template < typename T1, typename T2 > B >ms`|q=l
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const -/@|2!d
{ MX"A@p~H
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); cb\jrbj6
} ^-
u[q-
!
0~Um^q*'3
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: +oE7~64LL
-bv>iIC
template < typename T1, typename T2 > &19lk
struct result_2 LZgwIMd
{ SJso'6 g
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; K-N]h
} ; Z|V"8jE
MA~|y_V
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? "bv,I-\
这个差事就留给了holder自己。 x8\E~6`,
xgZV0!%
n ;Ql=4
template < int Order > SD)5?{6<
class holder; b #o}=m
template <> le
"JW/BD
class holder < 1 > &*Q|d*CP
{ 7}. #Z
public : >1#DPU(g
template < typename T > yBpW#1=
struct result_1 $q4 XcIX 7
{ sURUQ H
typedef T & result; )->-~E}p9
} ; j<`I\Pmv
template < typename T1, typename T2 > Ukk-(gjX
struct result_2 UchALR^5
{ i{Y=!r5r
typedef T1 & result; K,`).YK
} ; AAIyr703cQ
template < typename T > ]>]#zu$=c
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const @2x0V]AI
{ =NVZ$K OZ
return (T & )r; fvAh?<Ul
} V+4k!
template < typename T1, typename T2 > }qgqb
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const L8,H9T#e
{ U08<V:~
return (T1 & )r1; 9}K(Q=
} ]# tGT0
} ; $Uv<LVd(
gJ)h9e*m^
template <> "1gk-
class holder < 2 > 2?#y
|/
{ M"$jpBN*
public : @p9e:[
template < typename T > k1QpX@
struct result_1 /xX,
{ a}[=_vb}K
typedef T & result; :IP;FrcMP
} ; $S($97IU=
template < typename T1, typename T2 > ~pX(w!^
struct result_2 ?~]1Gd
{ .N-'; %8
typedef T2 & result; nzQYn
} ; u8{@PlS
template < typename T > `Yo-5h
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ?<>,XyY
{ X:xC>4]gG'
return (T & )r; D7gX,e
} Knw'h;,[
template < typename T1, typename T2 > _D7HQ
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const H3UX{|[
{ o2 T/IJP
return (T2 & )r2; 7Ap~7)z[
} Mc#O+'](f
} ; vV:MS O'r
WwCK K
LX(iuf+l
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 4z-,M7iP
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: @'F8 |I 6
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Oo3qiw
_.Z&<.lJ
return l(i, j) = r(i, j); <'o 'H
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) %z!d4J75
Xn
ZX *Y]"
return ( int & )i; &}L36|A:
return ( int & )j; '5OVs:)"^
最后执行i = j; )\I? EU8
可见,参数被正确的选择了。 tLoD"/z
|)!k@?_
dc\u$'F@S
Yt O@n@1
u75)>^:I
八. 中期总结 <L!~f`nH2
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: U4^p({\|-
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ]U^d 1&k
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 \^;|S
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor gn[$;*932z
n_xa)
<De3mZb
cciAMQhA
0c\|S>g[
!mErt2UJl
九. 简化 YjIED,eRv
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 :yO,
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ==e#CSJq
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: X,JWLS J
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 0,L$x*Nj5
+-*/&|^等 gqJEJ~
2. 返回引用。 K#6`LL m
=,各种复合赋值等 x>8}|ou
3. 返回固定类型。 \{+nXn
各种逻辑/比较操作符(返回bool) ^*?B)D =,
4. 原样返回。 wE8a4.
operator, n|4D#Bd1w
5. 返回解引用的类型。 3<UDVt@0
operator*(单目) \$~oH3m&
6. 返回地址。 0imqj7L
operator&(单目) _'v }=:X
7. 下表访问返回类型。 G|6 |;
operator[]
Ae{4AZ
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 H>X>5_{}
operator<<和operator>> Z.Y;[Y
qqom$H<
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。 "ZJ1`R=Mj
例如针对第一条,我们实现一个policy类: J:mu%N`
(fk, 80
template < typename Left > 2
Zjb/
struct value_return ,T21z}r
{ !ovZ>,1
template < typename T > !EmR (x
struct result_1 \dxW44sM
{ pD}VB6=
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; .5[LQR
} ; ! MF"e|W
2cX"#."5p
template < typename T1, typename T2 > O.up%'%,
struct result_2 yY@s(:
{ ,0<F3h
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; oN6*WNt J
} ; G}?P
r4Gj
} ; , C@hTOT
GFc
{, *Y
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 4k&O-70y4^
!Bd*
L~D
下面我们来剥离functor中的operator() CXP $bt}
首先operator里面的代码全是下面的形式: Q3'B$,3O^
M;TfD
return l(t) op r(t) "JUQ)> !?
return l(t1, t2) op r(t1, t2) #u2&8-Gh
return op l(t) .jGsO0
return op l(t1, t2) |<Dx
return l(t) op <}Wy;!L
return l(t1, t2) op lTOM/^L
return l(t)[r(t)] 4-nr_
WCm4
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] %_@5_S
j+B5m:ExfI
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: k4AE`[UE
单目: return f(l(t), r(t)); [TfV2j* e
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 8.3_Wb(c
双目: return f(l(t)); s3E~X
return f(l(t1, t2)); I9G*iu=U
下面就是f的实现,以operator/为例 /&!d
ZEyGqCf3
struct meta_divide R#Nd|f<
{ oQjB&0k4
template < typename T1, typename T2 > &_^*rD~
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) @Jn:!8U0
{ w KMk|y>
return t1 / t2; y[5P<:&s
} Ccd7|L1
} ; F+y`4>x
-x%`Wv@L
这个工作可以让宏来做: ;
# ?0#):-
ESf7b `tS
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ qpwh #^2
template < typename T1, typename T2 > \ kcz#8K]~
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; at(p,+ %
以后可以直接用 )! *M
71
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) Q3O .<9S
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 W0T
i ^@
(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。。。) <pl2
dxy
%d#)({N
$J0~2TV<
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 Gx* 0$4xJ3
>0+|0ba
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > v7OV;ea$
class unary_op : public Rettype .fh?=B[o#
{ M^JZ]W(
Left l; dVGUhXN6
public : ,t&-`U]AX
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ~md|k
WT!\X["FI$
template < typename T > a*8.^SdzR
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ;@Hi*d[
{ e%c5OZ3~
return FuncType::execute(l(t)); K#sb"x`
} i7FR78^
._8cJf.ae
template < typename T1, typename T2 > HXV73rDA
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Di"9 M(6vf
{ +2fJ
return FuncType::execute(l(t1, t2)); @[kM1:G-F{
} NlEWm8u
} ; _5S$mc8K0
m^x\@!N:(
q.b4m 'J
同样还可以申明一个binary_op PXu<4VF
g!Yh=kA'N
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > pfQZ|*>lkb
class binary_op : public Rettype Hi"
n GH
{ l}-`E@w
Left l; /Vd#q)b%T
Right r; 1Da [!^u,D
public : _xL&sy09t
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} z*~PYAt
m"7 R
4O
template < typename T > 4kF .
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Yg,lJ!q
{ n@,eZ!
return FuncType::execute(l(t), r(t)); s]8J+8
<uO
} nzJi)A./
`0XbV A
template < typename T1, typename T2 > V>uW|6
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const fX$4TPy(h
{ P:-/3
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); +Y]*>afG
} @=#s~ 3
} ; }ZVv
UVmyOC[Y{
d?y\~<
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 d#:J\2V"R
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 SWO!E
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) Afhx`J1KO
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 :XZom+>2n
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! UkbQ'P+oS
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 R/cq00g
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Jd2Y)
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) 'yRv~BA
下面是修改过的unary_op mf_'|
WDs
m9w
;a
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > I%C:d#p
class unary_op I"<.
h'
{ U105u.#7
Left l; !,!tNs1 K
by<@Zwtf
public : .LcE^y[V
'<D}5u72
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 78~V/L;@S2
'p+QFT>Ca
template < typename T > ;p!hd}C
struct result_1 :BxYaAVt^
{ &0Zk3D4
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ^K8a#-
} ; |8{iIvi/
FH(+7Lz4;
template < typename T1, typename T2 > /_\W*@ E
struct result_2 9+Bq00-Z$
{ Prx s2 i 8
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; kR?n%`&k
} ; C\@YH]
sZBO_](S
template < typename T1, typename T2 > g}r5ohqC#
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 3^yWpSC
{ Mf13@XEo
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 2MzFSmhc"
} PH!B /D5G
G/44gKl
template < typename T > *t9qH
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const vm}.gQ
{ 1V$B^/ _
return OpClass::execute(lt(t)); -"9)c^KVx
} zGz'2,o3
xm,yqM!0A
} ; :?6$}GcW
8&hn$~ate
grAL4
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug r74w[6(
好啦,现在才真正完美了。 TiEJyd`P
现在在picker里面就可以这么添加了: jAHn`Bxz
&-Er n/[
template < typename Right > yZaDNc9'
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const IVODR
{ }U1shG[
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); Qh%vh;|^
} jN>UW}?
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 Y,}43a0A
J
uKaRR~
D|3QLG
CGl+!t{
irj}:f;!eF
十. bind |ema-pRC
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 Vzm7xl [
先来分析一下一段例子 ZaindX{.1
G)|HFcE
jF85bb$
int foo( int x, int y) { return x - y;} 5z]KkPQ
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 |noTIAI
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 oD1=}
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。 HOb\Hn|6jq
我们来写个简单的。 Z i&X ,K~
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 3PeJPw
对于函数对象类的版本: |]b/5s;>
8so}^2hTlT
template < typename Func > q`zR 6
struct functor_trait wb"t:(>&
{ n :kxG
typedef typename Func::result_type result_type; ~36XJ
} ; uoc-qmm
对于无参数函数的版本: e}w!]
fltcdA
template < typename Ret > ~h|L;E"
struct functor_trait < Ret ( * )() > k5CIU}H"
{ I65GUX#DV
typedef Ret result_type; f\w4F'^tj
} ; -bQvJ`iF
对于单参数函数的版本: H}rP{`m
'Q,<_L"
template < typename Ret, typename V1 > vbJMgdHFR
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > CMUphS-KE
{ `&JA7UD>
typedef Ret result_type; Py<vN!
} ; <-7Ha_#
对于双参数函数的版本: x9s`H)
J3^Ir [
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > xF0*q
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > =J\7(0Dz4t
{ Mt0|`=64
typedef Ret result_type; v>l?d27R
} ; [C\?}.+v
等等。。。 zaPR>:r0
然后我们就可以仿照value_return写一个policy CcETS}Q0C
Pfy;/}u^c
template < typename Func > <!$Cvx\U
struct func_return wt,N<L
{
rMloj8O*
template < typename T > CKgyv%T5m:
struct result_1 wu'60po
{ ).b+S>k
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ZH:X4!
} ; UQr+\ u
I!~Omr@P
template < typename T1, typename T2 > 6h8NrjX
struct result_2 a)b@en;v
{
mAKi%)
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
A(5?
ci
} ; qpCi61lTDJ
} ; JOk`emle
"5bk82."
Gu=bPQOj
最后一个单参数binder就很容易写出来了 {'[1I_3
S_=u v)%a
template < typename Func, typename aPicker > 9rz "@LM
class binder_1 r&;AG@N/
{ YSmz)YfX9
Func fn; ](pD<FfS]'
aPicker pk; -n-X/M
public : B[h9epU]K
E>v~B;@
template < typename T > E"!*ASN
struct result_1 $!lxVZ>
{ Atw^C+"vW&
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; "zc!QHpSd
} ; e{/\znBS%
dRmTE
template < typename T1, typename T2 > yKJp37R
struct result_2 xa:P(x3[
{ >[U$n.
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; t&]IgF
} ; ~ME=!;<_
NeP1 #
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 7)#/I
TB\CSXb
template < typename T > !j@ 8:j0WY
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const *']RYu?X
{ |xOOdy6 )~
return fn(pk(t)); up?8Pq*
} <j'#mUzd
template < typename T1, typename T2 > ~ln,Cm} 4
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const czzV2P/t}
{ +tF,E^
return fn(pk(t1, t2)); E}u\{uY
} &r_B\j3
} ; _ev^5`>p/
I/l]Yv!
Z8W<RiR
一目了然不是么? )_uK(UNZ5
最后实现bind ~jaGf
y;H
3g#
K!X8KPo
template < typename Func, typename aPicker > o2L/8q.
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) QX4I+x~oo\
{ &nYmVwi?"Q
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); FoLwS%+yO
} JkmL'Zk>:
6Jm4?ex
2个以上参数的bind可以同理实现。 :?TV6M
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。 h)rHf3:
E^!%m8--
十一. phoenix mAMKCxz,
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: qJ!xhf1
T&%>/7I>
for_each(v.begin(), v.end(), -T>`PJpJuL
( Z.<B>MD8^
do_ MX34qJ9k
[ H>B:jJf
cout << _1 << " , " Xo,BuK&G
] -mXEbsm
.while_( -- _1), %`~8j H@
cout << var( " \n " ) 1JM~Ls%Z
) C`ok{SNtUy
); %<klz)!t
9Y(<W_{/
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: lk}x;4]Z
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 CH2o[&
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 Msf yIB
那么我们就照着这个思路来实现吧: zy.Ok 49
XjC+kH
X qh+
template < typename Cond, typename Actor > _LK(j;6K}
class do_while C5m*pGImG
{ G100L}d"N
Cond cd; h*Ej}_
Actor act; SWu=n1J.?H
public :
84k;d;
template < typename T > Y9C] -zEv
struct result_1 zr,jaR;
{ n V<YwqK
typedef int result_type; 61]6N;kJ;
} ; Wrlmo'31
3wK)vW
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} i9\Pks#l%
e2;">tp6?
template < typename T > (\G~S 4
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const _K8-O>I "
{ 3 . @W.GG8
do A;kB"Tx
{ I|:*Dy,~
act(t); ? in&/ZrB
} PiN3t]2
while (cd(t)); #2}S83
k
return 0 ; :ZUy(8%Wl
} /];F4AO5
} ; q+N}AKawB
&B)
F_E I
Jyd%!v
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). \"5 \hX~dS
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。 Yz,*Q<t
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。 *yB!^O
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。 A2B&X}K|U
下面就是产生这个functor的类: 8!1o,=I$
% R'eV<
3vy5JTCz~
template < typename Actor > j"f]pzg&
class do_while_actor )%Y$FLB
{ XOxm<3gXn
Actor act; <#c2Hg%jh
public : 0^;{b^!(
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} fUa`YryQ
XVY^m}pMe
template < typename Cond > 8gZ5D
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; W?.Y%wc0
} ; ?&?y-&.5-
]^s4NXf+
p0-\G6
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 qoEOM%dAqV
最后,是那个do_ >~6
;9{@
<{'':/tXI
BYu|loc
class do_while_invoker e Q0bx&
{ ?L_#AdK
public : *FO']D
template < typename Actor > &v