一. 什么是Lambda fx|$(D@9
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 R{S{N2+p(
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, C/dqCUX:
lPm'>,}Y
=g'7 xA
Mj5=t:MI
class filler Ni IX^&N1
{ m;o \.s
public : *=}$@OS
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} .(Q3M0.D
} ; ^!H8"CdC3
Er}
xB~<t
'3=[xVnv
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: Uxx=$
OI B~W
(_-<3)q4
'LIJpk3J
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); Q%~b(4E^7P
reLYtv
m<005_Z0Q
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 [>#?C*s
~]?Q'ER
&s_O6cqgh
`9b/Q
二. 战前分析 $A6'YgK
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 VR5$[-E3
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 $Hqm 09w
&k(t_~m>
sJtz{'
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); dUeM+(s1
/* --------------------------------------------- */ Y1EN|!WZ
vector < int *> vp( 10 ); ~=(?Z2UDA_
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); [La=z7*
/* --------------------------------------------- */ +jzpB*@
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); \Oh9)X:I
/* --------------------------------------------- */ 0rY<CV;fZ
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); 9ZUG~d7_
/* --------------------------------------------- */ JE,R[` &
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); fKIwdk%!-
/* --------------------------------------------- */ x:=Kr@VP
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); csT_!sII
Oa\!5Pw1
Ac<V!v71
\p1H" A
看了之后,我们可以思考一些问题: 20;M-Wx
1._1, _2是什么? DIodQkF
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 iOm1U_S
2._1 = 1是在做什么? wG2lCv`d
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 ON _uu]=
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 G\tT wX4
Rj9ME,u
0wXfu"E{
三. 动工 ^Qz8`1`;Z
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: a9Lf_/w{ &
`7}6
MGX %U6
K97lP~Hu
template < typename T > LlL\7?_;
class assignment cqr!*
{ eSoOJ[&$
T value; Wcn3\v6_
public : Fgxh?Wd9
assignment( const T & v) : value(v) {} hJ#U;GL
template < typename T2 > ~\DC
)
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } Sj(uc#
} ; sIdo(`8$
QsI#Ae,O#;
zTrAk5E
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 c3&F\3
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment yAR''>
0}hN/2}&
fm87?RgXD
?/)Mt(p
class holder :h0as!2@dp
{ v>.nL(VLjP
public : PTIC2
template < typename T > W&}YMb
assignment < T > operator = ( const T & t) const ;r>?V2,tm
{ 1K^blOLXe
return assignment < T > (t); A,e/y
} DSYtj}>
} ; 1F-o3\
k=H{gt
m,aJ(8G
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: iyU@|^B"Wa
=#n05*^
static holder _1; e"hm|'
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Yi&;4vC
Fp4eGuWH#
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); wKe^5|Rr
而不用手动写一个函数对象。 )QaI{ z
2{!'L'km
a+szA};
$&EZVZ{r
四. 问题分析 W!.UMmw`
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 Wt()DG|[
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 ,W5pe#n
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 {o+aEMhM
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 PV(bJ7&R
下面我们可以对这几个问题进行分析。 9fMg?
jpZX5_o
五. 问题1:一致性 ;#78`x2
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| < Upn~tH
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 511^f`P<
kf_s.Dedw
struct holder ?,]%V1(@V`
{ 7'7bIaJk
// 3l->$R]
template < typename T > kI]i,v#F
T & operator ()( const T & r) const 5&v'aiWK
{ qi`*4cas*A
return (T & )r; B@e,3:
} *58<.L|
} ; @jN!j*Y H
|;6FhDW+'
这样的话assignment也必须相应改动: ?0hk~8c
zN#$eyt
template < typename Left, typename Right > l Vo](#W
class assignment ]o$Kh$~5
{ 5dT-{c%w4
Left l; Dd<gYPC
Right r; idvEE6I@
public : UB&ofO
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Q/\
<r G4
template < typename T2 > IpGq_TU
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } fC.-* r
} ; 4o9#B:N]J
Y<:%_]]
同时,holder的operator=也需要改动: ktU98Bk]
n0 _:!]k^
template < typename T > eT[,k[#q
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const f?#:@ zcL
{ [WXtR
return assignment < holder, T > ( * this , t); dE_BV=H{
} <5@+:7Dv
G'MYTq
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;+tQ8,AP
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Ec8Y}C,{7<
}<uD[[FLB
return l(rhs) = r; gmLGK1
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。 yrR<F5xge
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: RQy|W}d_
DC]FY|ff
template < typename Tp > KqcelI?-I
class constant_t !\JG]2 \
{ x@m"[u
const Tp t; ;Y?7|G97*S
public : {(o\G"\<XY
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} , =IbZ
template < typename T > ']u w,b
const Tp & operator ()( const T & r) const *ls}r5k2Y
{ } !pC}m
return t; $7jJV (B
} (+4gq6b
} ; zc'!a"
)+RGXVp
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 4fr/
C5M
下面就可以修改holder的operator=了 Z7JI4"
+NxEx/{
template < typename T > ?%{bMqYJD{
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const (nbqL+
{ 6NZ3(
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); W|G(x8
} $bF.6
8yOzD
同时也要修改assignment的operator() pJ6bX4QnDX
WUQ2[)<
template < typename T2 > kR%CSLOVy
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } N12K*P[!
现在代码看起来就很一致了。 702&E(rx,
-1Lh="US
六. 问题2:链式操作 i:&Y{iPQp
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ZUQ1\Iw
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。 ~ I]kY%
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。 ]8htJ]<|Q
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。 d5T0#ue/e
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct |ZJ]`qmZ
@8DBLn w
template < typename T > 4M i*bN,
struct result_1 bo <.7
{ l4O}>#
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; I= x
} ; pHsp]a
}z,4IHNn
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: B:n9*<v(
$A7[?Ai ?
template < typename T > ='pssdB
struct ref M86v
{ @_FL,AC&m
typedef T & reference; ykRKZYfsw(
} ; []1VD#
template < typename T > RA+Y ./*h
struct ref < T &> /]>&OSV
{ hnvn&{|
typedef T & reference; mz+>rc
} ; xaoaZ3Ko
A>%fE 6FY
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: H[*.Jd
.m7iXd{
template < typename T > *Y9"-C+
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const bNFX+GA/
{ &Km?(%?
return l(t) = r(t); c<A@Op"A
} \qUmdN{FU
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 Zr;.`(>
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 TcpD*%wW
>Hic
tH
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 _&XT
=SW}
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: {tu* ="d=
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 'iXjt
MX
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 .<u<!fL2
最后的布局是: _66zXfM<
Add =k2+VI
/ \ zIH[
:
Divide 5
:?@d\c'
/ \ y:iE'SRRK6
_1 3 &%fy
似乎一切都解决了?不。 g5V9fnb!d
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 &hB~Z(zS!
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 Z!G;q}zZ!
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: GaSk&'n$Y
+TpM7QaL
template < typename Right > UB .FX
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const h[C!cX
Right & rt) const yf3%g\k
{ {Ylj]
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 9H1R0iWW
} \r324Bw>2
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 q}ZZqYk
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。 "o<:[c9/
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。 9V.)=*0hp
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。 k#JFDw\
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。 S?OK@UEJ
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? s]5wzbF O
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: @K4} cP
J0d +q!
template < class Action > ,BW^j.7
class picker : public Action 7xwS
.|
{ BG-uKJ ^
public : =H>rX
2k
picker( const Action & act) : Action(act) {} #MHnJ
// all the operator overloaded _UjAct]6
} ; u<!!%C~+=
-*e$>w[.N
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。 &^63*x;hE
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: e~'y %| D
2i |wQU5w
template < typename Right > ]v rpr%K
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const 3hO`GM
{ @]H&(bw
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); a}M7"v9
} bk2HAG
GQ2&D}zh
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
PLFM[t/
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。 j:)
(`
V,|l&-
template < typename T > struct picker_maker m ~fqZK
{ y<BiR@%,7
typedef picker < constant_t < T > > result; A{x&5yX8
} ; q,aWF5m@
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > +**H7: bO
{ ^ T(l3r
typedef picker < T > result; =ub&@~E
} ; mgG0uV
=bN[TD
下面总的结构就有了: zi-zg Lx
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。 P:(,l,}F8
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。 "SLN8x49(
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 w]tv<U={
至此链式操作完美实现。 YwoytoXK
XLqS{r~?
`q7I;w+g
七. 问题3 9@QP?=\Y
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。 1_7x'5GdA
TjD`<k
template < typename T1, typename T2 > %j2YCV7
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const $aE%W? \
{ pSE"]N
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); wMt?yc:X
} Y)c9]1qly
X]C-y,r[M
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: kul&m|
~;UK/OZ
template < typename T1, typename T2 > )uwpeq$j7l
struct result_2 {*
>$aI
{ ^CZn<$
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 0J@)?,V-.
} ; k W/3
Aq7r
G{+sC2
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? =zqOkC
h$
这个差事就留给了holder自己。 PS`)6yn{_
?h1]s&^|2
hP3I_I[qF}
template < int Order > 5{,/m"-
class holder; zhHQJcQ.
template <> `u %//m_(
class holder < 1 > !fzqpl\ze
{ R/ l1$}
public : pL-p
template < typename T > xzW]D0o0
struct result_1 ^uIZs}=+
{ wbd>By(T1
typedef T & result; {-Yp~HQF
} ; |;OM,U2
template < typename T1, typename T2 > qZKU=HM
struct result_2 t+m$lqm
{ aWOApXJ
typedef T1 & result; JaG<.ki
} ; (cNT ud$
template < typename T > Wf0ui1@
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const `@?l{
{ ln9MVF'!&
return (T & )r; (d4zNYK
} ^tc@bsUF
template < typename T1, typename T2 > {r[*}Bv
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const WZ6!VE{
{ g B+cU
return (T1 & )r1; Z%(aBz7Et
} {Swou>X4
} ; i @+Cr7K,
?
Ew>'(Q
template <> >9<h?F%S
class holder < 2 > r A0[ y
{ a(d'iAU8^
public : r6PiZgR
template < typename T > cg1 <
struct result_1 <wj2:Z0
{ $qg5m,1?
typedef T & result; d/Zt}{
} ; lNqXx{!k
template < typename T1, typename T2 >
S3)JEZi
struct result_2 S U2`H7C*
{ 6M+~{9(S
typedef T2 & result; *=@Z\]"?
} ; ;X|;/@@
template < typename T > mQVduG
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 1m}'Y@I
{ t( p
return (T & )r; dL6sb;7R
} d/P$q MD
template < typename T1, typename T2 > UO<uG#FB
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const gTO%
{ C(e!cOG
return (T2 & )r2; P*I\FV
} aOWbIS[8
} ; ,dZ
9=]
5A~w_p*}
3w!oJB
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 wpx,~`&
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: )z7.S"U
首先 assignment::operator(int, int)被调用: P63z8^y
]y.,J
return l(i, j) = r(i, j); EU>@k{Qt
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) -_>c P
8ru@ 8|r
return ( int & )i; F3';oyy
return ( int & )j; rAP+nh ans
最后执行i = j; cX*
可见,参数被正确的选择了。 "pMXTRb
la|#SS95
u+8_et5T
R;I}#b cJ
6<rc]T'|
八. 中期总结 2kCJqyWy
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: 6K?+ad Klc
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 &/=xtO/Z{
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 zx#d_SVi
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ``aoLQc`
>%Y.X38Z[
,A[HYc|uy
]vKxgfF
.u
W_(Rqg
gj6"U{D
九. 简化 ` Bkba:
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 {oBVb{<
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Z U
f<s?
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: {D`F$=Dlw
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 'DntZK
+-*/&|^等 0vQkm<
2. 返回引用。 zx=A3I%7 A
=,各种复合赋值等 1REq.%/=
3. 返回固定类型。 Gp32\^H|<
各种逻辑/比较操作符(返回bool) 2z )h,<D
4. 原样返回。 ,ZMYCl]
operator, mI0|lp 1$
5. 返回解引用的类型。 [}P|OCW
operator*(单目) EMs$~CL4
6. 返回地址。 kIXLB!L2b^
operator&(单目) ;qG a|`#j
7. 下表访问返回类型。 %\:.rs^
operator[] = 2My-%i
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 {oz04KGsH
operator<<和operator>> v oC<
/}E
|mMW"(~
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。 tkNuM0
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ':.d,x)
&,NHk9.aq
template < typename Left > YdC:P#
Nf
struct value_return J0o U5d=3
{ _ogT(uYyr
template < typename T > 60X B
struct result_1 xu&
v(C9
{ ]*):2%f
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; (_<ruwV]`
} ; :Tj,;0#/
Hej0l^
template < typename T1, typename T2 > 4:6@9.VVT
struct result_2 {/R4Q1
{ ~j F5%Gu
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; r"5]U`+
} ; $2;YJjz(
} ;
n-H0cm
H3`%#wQ0j
L6l~!bEc
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ,:=E+sS
"#[Y[t\Ia
下面我们来剥离functor中的operator() x`C;
首先operator里面的代码全是下面的形式: k`\DC\0RG
CgEeO,N]j
return l(t) op r(t) 9J2%9,^
return l(t1, t2) op r(t1, t2) C_'Ug
return op l(t) {&K#~[)
return op l(t1, t2) [Hn+r &
return l(t) op (CuaBHR
return l(t1, t2) op ^IQC:21
return l(t)[r(t)] -qx Z3
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Kj-:'jzW
VZ_4B *D
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: J5|Dduv
单目: return f(l(t), r(t)); o^DiIoor
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); yDy3;*lE
双目: return f(l(t)); 27,WP-qie
return f(l(t1, t2)); U
R@'J@V#:
下面就是f的实现,以operator/为例 2! &:V]
vQBfT% &Q-
struct meta_divide W dIr3
{ hnE@+(d=qJ
template < typename T1, typename T2 > $7|0{Dw
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) B;G|2um:$
{ oleRQ=
return t1 / t2; LX*T<|c`'
} d@] 0 =Ax
} ; PX]A1Kt?
z
KJ6j ]m
这个工作可以让宏来做: &a48DCZ
rBgLj,/`U/
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ o
@*3<_e
template < typename T1, typename T2 > \ *h-nI=
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; W.0dGUi*
以后可以直接用 VQqEsnkz
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) UN,@K9
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 !7 *X{D v
(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。。。) 4fpz;2%
~>#=$#V
:Q&8DC#]
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 J0|/g2%0
q/%f2U%4:
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 6S`eN\s
class unary_op : public Rettype 9^Wj<
{ CE*@CkC0z
Left l; M^g"U`
public : %&z9^}Vd[
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ,ci
tzh
JrCm >0g
template < typename T > Oo=}j
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const o?hya.;h4
{ D%Pq*=W
return FuncType::execute(l(t)); PlBT
H
} 'SOp!h$
ApS/,cV
template < typename T1, typename T2 > P8;|>OLZ)
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const >`s2s@Mx
{ PiAA,
return FuncType::execute(l(t1, t2)); p^~lQ8t
} WERK JA
} ; rxm!'.+
vco:6Ab$
)v
['p
同样还可以申明一个binary_op uCUQxFp
?~u"w OH'
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > {!6!z,
class binary_op : public Rettype qZA?M=NT?
{ Ibpk\a?A{
Left l; M}M.
Right r; qw"`NubX
public : xPsuDi8u
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} htMpL
]km8M^P
template < typename T > (x?A#o>%
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const r=qb[4HiV
{ yuKfhg7
return FuncType::execute(l(t), r(t)); R.>/%o
} "C}nS=]8m
::adT=
template < typename T1, typename T2 > 2eb
:(D7Cq
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const [ &R-YQ@
{ t{84ioJ"$
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); hDVD@b
} <\Y>y+$3
} ; p~=%CG^5
eMWY[f3
mn
8A%6W
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 T6AFwo,Q
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 {WFYNEQ[
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) R2u[IVZW:-
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 p?8>9
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! :
<m0
GG
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 AO/J:`
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ,n&Dg58K
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) p&XbXg-
下面是修改过的unary_op p3sz32RX
0jj
}jw
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > <}i\fJX6
class unary_op ng<|lsZd
{ gEPCXf
Left l; S}*#$naK
CEI#x~Oq
public : 0]i#1Si~@
a)`h*P5@
unary_op( const Left & l) : l(l) {} .Jou09+
\N/T^,
template < typename T > 0/-[k
struct result_1 R,6?1Z:J
{ EeL~`$f
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; !~>u\h
} ; Dr`A4LnqY
&=_YL
template < typename T1, typename T2 > )[%#HT
struct result_2 9)H~I/9Y
{ : @YZ6?hf
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ?WUu@Z
} ; ]lm9D@HMC
z2 nDD6N
template < typename T1, typename T2 > F>!fu.Ws
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const >Q"eaJxE!l
{ kk^KaD4dA
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); *:GoS?Ma
} dL[mX .j"
5r`g6@
template < typename T > ! =|{
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const eQzSWn[
{ JX>_imo
return OpClass::execute(lt(t)); _gw~A{O
} _(oJ8h(
kdgQ -UN$
} ; \kC/)d
]FsPlxk6
1/j}VC
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 ~e'FPVDn
好啦,现在才真正完美了。 <3ovCqa
现在在picker里面就可以这么添加了: mlIc`GSI
=`.9 V<
template < typename Right > Nu|?s-
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const b\6w[52m
{ MUVp8!*@
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); oh,Nu_!
} coU`2n/
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。 zXp{9P\c
8 I,(\<Xv
"64pVaT4
H:p(C?tk{
fa"eyBO50
十. bind E)>6}0P
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。 ]$KH78MTW
先来分析一下一段例子 5?6ATP:[
-u)06C*39
X~n Kuo
int foo( int x, int y) { return x - y;} [ub,&j^
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 5E}0<&
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 q$U;\Mg)
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。 oX!s u
我们来写个简单的。 $6ITa }o
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: >;0z-;k6
对于函数对象类的版本: 2u#{K9g
+O9l@X$l=
template < typename Func > X @r5^A[9
struct functor_trait QWfwoe&;R:
{ rpy`Wz/[
typedef typename Func::result_type result_type; SE%i@}
} ; 1!BV]&,[
对于无参数函数的版本: N[zI@>x
"52wa<MVJ
template < typename Ret > sm\/wlbE
struct functor_trait < Ret ( * )() > */?L_\7
{ x{RTI#a.
typedef Ret result_type; $"x(:
} ; 4!iS"QH?;^
对于单参数函数的版本: ?Cmb3pX^\
.DCp)&m
l;
template < typename Ret, typename V1 > }RW4
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > BOfO$J}
{ YHCXVu<.b
typedef Ret result_type; y 0M&Bh
} ; ${e(#bvGZ
对于双参数函数的版本: tHhY1[A8m
6S]GSS<
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > [yjC@docH
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > iY.~N#Q
{ `M"b L|[R
typedef Ret result_type; "eGS~-DVK
} ; p72+:I
等等。。。 WV?iYX!
然后我们就可以仿照value_return写一个policy c( gUH
"ve?7&G7U
template < typename Func > -7;RPHJs
struct func_return ~+^,o_hT
{ p|Z"<
I7p(
template < typename T > _czLKbcF
struct result_1 m0/J3
{ EYG&~a>L*
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; y$\K@B4
} ; 7B+?1E(
iHQFieZ.E
template < typename T1, typename T2 > I%{U~
struct result_2 KAEf4/
{ cF,u)+2b|6
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; D {>,2hC
} ; 0Wv9K~F
} ; Tz%l9aC
LhV4 ^\+
j>0S3P,
最后一个单参数binder就很容易写出来了 /A##Yv!biR
8> O'_6Joj
template < typename Func, typename aPicker > Rp. @
class binder_1 PS \QbA
{ EA?:GtH
Func fn; qWQJ>
aPicker pk; bFJmXx&
public : w)DO"Z7
V<ODt%
template < typename T > o{>hOs
&
struct result_1 VO++(G)
{ zA-?x1th&
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; }qbz &%R
} ; s?OGB}
@/|sOF;8W
template < typename T1, typename T2 > swlxV@NQ
struct result_2 ;x+4jpH]B
{ x2|DI)J1'
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; !.3
MtXr
} ; P\SD_8
QC ?8
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} t@)~{W
{
=X+DC&]%!
template < typename T > )Tb{O
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const S7N54X2JwL
{ @JN%P}4)
return fn(pk(t)); )t)tk=R9N
} dqd Qt_
template < typename T1, typename T2 > B%'Np7
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const zU1rjhv+
{ vi lNl|
return fn(pk(t1, t2)); ,wZ[Y
3
} xB9^DURr\
} ; 7g(rJGjtg
5O)Z}
>@]E1Qfe
一目了然不是么? ;'p0"\SV
最后实现bind 73N%_8DH
a.w,@!7
1d-j_H`s
template < typename Func, typename aPicker > %NxNZe
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) <NS=<'U
{ xbn+9b
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 4b7}Sr=`
} S0p]:r";x
E 8,53$
2个以上参数的bind可以同理实现。 I0OsaX'
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。 Prjl ;[I}
17};I7
十一. phoenix G_dia6
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: *OsXjL`f
O#u)~C?)8
for_each(v.begin(), v.end(), ~ RTjcE
( @h^5*M
do_ gdkO|x
[ p4aM`PW8>=
cout << _1 << " , " 5!y3=.j
] W>1\f0'
.while_( -- _1), rEddX
cout << var( " \n " ) S93NsrBbY
) C"0gAN
); bS0^AVA
Zsf<)Vx
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: /B}]{bcp$
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 =YPWt>\a}
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 LM*9b
那么我们就照着这个思路来实现吧: z!RA=]3h
wBeOMA
&dOV0y_
template < typename Cond, typename Actor > Q[~O`Lz
class do_while ^Jc~G~x4*
{ uP+
j_is
Cond cd; `o:)PTQNg
Actor act; $ g1p!
public : JTz1M~
template < typename T > @&h<jM{D
struct result_1 0*tEuJ7
{ * z{D}L-&
typedef int result_type; S6]D;c8GE
} ; %e1<N8E4
4H\O&pSS
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} *NXwllrci
;#f%vs>Y7i
template < typename T > faMUd#o&
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const *23
{ q)@.f.
do O`@$YXuD
{ EDnmYaa)dZ
act(t); !)LR41>?
} zb;2xTH+
while (cd(t)); <v5toyA
return 0 ; EH,uX{`e
} /~AwX8X
} ; IM
+Dm
VN$#y4
@br%:Nt
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). L^ +0K}eD
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。 75^-93
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。 G&