一. 什么是Lambda
[(%6]L} 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
&.1F\/]k 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,
jlhyn0 >MXE)= <p_r{ 1_chO?&,I class filler
z^tws*u],5 {
#g)$m}tv? public :
l`#XB:#U void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
z:Sr@!DZ } ;
%cy]dEL7
K|Q|v39{b =\jp%A1$
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:
Z^Y_+)=s `O:ecPD4M #2N']VP ;
E Nhy for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
aD
33!
:y P=Au~2X t:pgw[UJ 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
0RaE!4)!; d E0
`tX Oa[G
# I/whpOg 二. 战前分析
yJ(BPSt 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。
43i@5F] 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
g>])O 9XU"Ppv iy{n"#uX for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
Ww8C}2g3 /* --------------------------------------------- */
5C03)Go3Z vector < int *> vp( 10 );
"rV-D1Dki transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
YMlnC7?_/ /* --------------------------------------------- */
7/p&]0w sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
wHGiN9A+ /* --------------------------------------------- */
~;m3i3D int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
^TC<_]7 /* --------------------------------------------- */
-ahSFBZlg for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
3['aK|qk. /* --------------------------------------------- */
y">_$ for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
+/">]QJ %t*_Rtz\o O<A$,<6 7 Qktj 看了之后,我们可以思考一些问题:
$d<vPpJ3 1._1, _2是什么?
*2K/)( 显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
}|MPQy 2._1 = 1是在做什么?
ba=-F4? 既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。
iX3Y:
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。
gBF2.{"^ Gp0B^^H$ zQ;jaS3hf 三. 动工
J>H$4t#HX 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
i{#5=np H ^jY'Hj.Bs 4Dd@&N xY3KKje template < typename T >
=dVPx<l5 class assignment
<!+T#)Qi {
c ilo8x` T value;
){XaO;k<] public :
xJ/<G$LNJ0 assignment( const T & v) : value(v) {}
6P0\t\D0 template < typename T2 >
\0K3TMl)J T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
z>\vYR$ } ;
"OIra2O 3ID1> R)p+#F(s 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
~EYsUC#B_ 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
yuTSzl25,/ f)~j'e 9-Y.8:A` QD<GXPu?N class holder
`k ^d)9 {
YQ\c0XG public :
DEdJH4 template < typename T >
NU>'$s assignment < T > operator = ( const T & t) const
)<fa1Gz#^ {
(qf%,F,_L return assignment < T > (t);
|.OXe!uU41 }
[Pn(d[$z } ;
-i,=sZXB C}i1)
0QWc1L 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:
v;S_7# q%G"P*g$( static holder _1;
k<bA\5K Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
aP#nK
/(iq^ for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
K,ccM[hu| 而不用手动写一个函数对象。
8'niew
5d +3;`4bW cip"9|" gpIq4Q< 四. 问题分析
.u+ZrA# 虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。
hkifd4# 1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。
+prr~vgE 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
4,nUCT 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
V^v?;f? 下面我们可以对这几个问题进行分析。
\yQs[l%J ~9[^abz 五. 问题1:一致性
5:oteNc3 首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?|
cph&\
V2jt 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
+,"O#`sy< TzPG(f struct holder
3lkz:]SsE {
xsPY# //
"@P) template < typename T >
DdI
V~CxD T & operator ()( const T & r) const
J)*7JX {
E41ay:duAl return (T & )r;
n86=1G:% }
ZQY]c
} ;
a9+l:c@ <Mt>v2a3Y 这样的话assignment也必须相应改动:
v;%>F)I )z:"P;b"Nl template < typename Left, typename Right >
C(4r>TNm class assignment
/t4#-vz {
Wu{cE;t Left l;
vs*Q { Right r;
WbIf)\ public :
^]{)gk8P~2 assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
?}mbp4+j[ template < typename T2 >
s-S#qGZ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
bhqV2y*' } ;
{.,-lFb\ +NM`y=@@ 同时,holder的operator=也需要改动:
3Z taj^v pA~eGar_J template < typename T >
s<GR
? assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
j\/Rjn+:[ {
"DpgX8lG_ return assignment < holder, T > ( * this , t);
.%\lYk] }
rV5QKz6' "\CUHr9k 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
`dGcjLsIz 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
t'7A-K=k3 vrGx<0$ return l(rhs) = r;
rAuv`.qEV 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。
eeix-Wt*E 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
nQHQVcDs8 x/)o'#d$|l template < typename Tp >
U?WS\Jji3! class constant_t
%UO ;!&K {
/x2MW5H const Tp t;
8c1ma public :
Ig.9:v` constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
UA%tI2 template < typename T >
[f8mh88r const Tp & operator ()( const T & r) const
)C1ihm!7\ {
UHaY|I${U return t;
20NotCM }
+~ZFao qf } ;
oiKY2.yW IXz)xdP 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
y%wjQC 0~ 下面就可以修改holder的operator=了
l
;fO]{ r;~2NxMF/ template < typename T >
JvI6+[ assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
'Cq)/}0 {
C7hJE- return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
01brl^5K }
$+%eLx* r ?e''r 同时也要修改assignment的operator()
)W0zu\fL = =KCAHNr4? template < typename T2 >
1dE|q{ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
asLvJ{d8s 现在代码看起来就很一致了。
kX1#+X }Q<cE$c 六. 问题2:链式操作
&%infPI' 现在让我们来看看如何处理链式操作。
#[<XNs!" 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。
U6sPJc< 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。
bS2)L4MQY 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。
$I$ B8 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
V`,tu `6 k%-S7iQ template < typename T >
)e|n7|} $ struct result_1
=0" Zse, {
6M)4v{F typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
1|Q-|jq` } ;
J
Gpy$T{t Eg/=VBtc 那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为:
'(.vB~m7*+ `;\<Fr template < typename T >
%aHQIoxg struct ref
9NPOdt:@ {
^5,B6 typedef T & reference;
VW%eB } ;
Zf [#~4 template < typename T >
V9SkB3-' struct ref < T &>
ndB [f {
6.0/asN} typedef T & reference;
!=t.AgmL } ;
!#' y# IFd2r;W8 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
u@ psVt s${|A= template < typename T >
,!{/Y7PmJ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
$ Lf-Gi {
fMSB return l(t) = r(t);
:"utFBO }
/P}Wp[)u 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。
"n
Zhuk 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
B]C 9f 5jS8{d0 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
YYzl"<)c _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
zo{WmV7[| _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
9yA? 82)E +5 调用divide的对象返回一个add对象。
8`4Z%;1 最后的布局是:
8<w8"B.i Add
A@HCd&h / \
ex}6(;7)O Divide 5
]|#%`p56 / \
fg8"fbG`: _1 3
uz8Y)b 似乎一切都解决了?不。
/#]4lFk:h 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。
|mO4+:-~D+ 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。
>kN%R8*Sx
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:
6Pzz= ai< q,->E<8 template < typename Right >
,FP<#
0F*a assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
,vE)/{:d Right & rt) const
<T0+-]i {
=yy7P[D return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
5[\LQtM }
qL
0{w7 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
J<'7z%2w 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。
?--EIA8mfp 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。
nsM :\t+
p 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。
<dA D-2O+ 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。
q/N1q& 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?
9}_ccq 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:
Bf-KCqC". ,f(:i^iz! template < class Action >
%=t8 class picker : public Action
4#c-?mh_ {
WdvXVF public :
Vr1yj picker( const Action & act) : Action(act) {}
zG0191f // all the operator overloaded
VBe.&b8 } ;
xD|CQo}: )?zlhsu}1; 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。
<Jwx| 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:
rgOc+[X [fjP.kw;J template < typename Right >
u+
?Wm40E picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
Tz"Xm/Gy {
JJ=%\j return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
7B"*< %< }
$Z2Y% z6y [$bK%W{f Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
UW?(-_8 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。
`ywI+^b (TjY1,f!H template < typename T > struct picker_maker
ztRe\(9bL {
),u)#`.l
G typedef picker < constant_t < T > > result;
(aQNe{D# } ;
},W<1*| template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
<RFT W}f! {
4sCzUvI~Y1 typedef picker < T > result;
5?{ytNCY } ;
`uN}mC!r] #@cOyxUt 下面总的结构就有了:
)^^Eh=Kbj 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。
$afE=
qC* 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。
E/6@>.T?' picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
{"x>ewAf 至此链式操作完美实现。
4U1!SR]s 9BA*e-[ }bZcVc2 七. 问题3
!eH9LRp 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。
#F~^m ~g_]Sskf7 template < typename T1, typename T2 >
4*vV9*'! ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
x%WL!Lo
{
+"HLx%k return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
%9qG|A,cA }
F6$QEiDu@ J_H=GHMp} 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:
e~+VN4D&b> oieZopYA template < typename T1, typename T2 >
Up/s)8$. struct result_2
n=+K$ R {
y_F{C 9KE typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
E Pgn2[z } ;
!B#Lea "B~ow{3 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?
9AGf4tuy 这个差事就留给了holder自己。
*co=<g]4KY b# RTHe&X ^q$m>|KI template < int Order >
:{YOJDtR class holder;
<Z -d5D> template <>
E6f{z9y6 class holder < 1 >
u*aFWl]= {
#go!"HL public :
l\NVnXv:> template < typename T >
mK>c+ u) struct result_1
_?+gfi+ {
5^}"Tn4I typedef T & result;
ycr\vn
t } ;
=mq02C~y template < typename T1, typename T2 >
7P!Hryy struct result_2
Uo7V)I;o {
h ?Ni5 typedef T1 & result;
3,QsB<9Is } ;
9\aR{e,1 template < typename T >
QS*!3?% typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
X9YYUnR2 {
yHka7D return (T & )r;
oOU?6nq }
fF\s5f#: template < typename T1, typename T2 >
{);S6F$[3 typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
%~`y82r6 {
>C1**GQ return (T1 & )r1;
(1|_Nr }
xD#r5 } ;
;ZSJ-r Y@+e)p{ template <>
YXdd=F class holder < 2 >
w[A$bqz {
`h:$3a:5 public :
J'% template < typename T >
b&i0)/; struct result_1
nVp*u9] {
')8c typedef T & result;
ir-= @@ } ;
Rqk;!N template < typename T1, typename T2 >
is2OJ, struct result_2
n&51_.@Q {
JS&=V67[ typedef T2 & result;
_"Bh
3 7 } ;
:ziV3jRM template < typename T >
O=9mLI6 typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
=Z($n:m=* {
+ \DGS return (T & )r;
?/SI A9VK }
{5$.:Y template < typename T1, typename T2 >
U1Z.#ETnM typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
RO]Vn]qb {
\R6D'Yt return (T2 & )r2;
3%g\)Cs }
R43yr+p } ;
^hpdre" ncGg@$E L*rND15 新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
*gJ:irah 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
#-0}r 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
0&YW#L|J sI@y)z return l(i, j) = r(i, j);
3Pj 6(cf 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
A`Nk gVq5: :z^VI M return ( int & )i;
r fl-(_3 return ( int & )j;
@-7h}2P Q 最后执行i = j;
)YB@6TiD 可见,参数被正确的选择了。
LFi 8@ F@76V$U. E>bK-jG bpQ5B'9 r&u&$"c 八. 中期总结
sbxOnwP\ 目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事:
tML[~AZh 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
#i8] f{ 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
K%+[2Hj2 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
q13bV fG+/p 0sJ? Q*W`mFul )YP"\E jO|D #nC C6$F.v 九. 简化
*~t&Ux#hj 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。
vy
<(1\ 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
<3[,bTIk 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:
Y[hTO.LF 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
yBd#*3K1 +-*/&|^等
s$V'|Pt 2. 返回引用。
GW]b[l =,各种复合赋值等
WSt&?+Y 3. 返回固定类型。
x*Lm{c5+ 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
u~WE}VC 4. 原样返回。
Ik4FVL8~ operator,
Qh4<HQ<9 5. 返回解引用的类型。
O%1X[ operator*(单目)
?k5m1,fHW 6. 返回地址。
^""Ss operator&(单目)
r+4<Lon~ 7. 下表访问返回类型。
3kTOWIX operator[]
HF2w?: 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
vZDM}u operator<<和operator>>
QoGvjf3z W[+=_B 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。
|>/T*zk< 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
*Zj2*e{Z9U :sf(=Y.qA template < typename Left >
9^ DXw! struct value_return
J=%(f1X<W {
20Umjw.D template < typename T >
[VD)DO5 struct result_1
i'[o,dbE {
0|RFsJ" typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
[&tN(K9* } ;
!\)9fOLs cc*xHv^ template < typename T1, typename T2 >
?89K
[D| struct result_2
TVk C pO,H {
sPu@t&$
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
Dd3GdG@*~ } ;
:`pgdn } ;
SuO@LroxTB 7$z]oVbO' =54"9* 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
"kS(b4^ ]r|nz~Aa$ 下面我们来剥离functor中的operator()
ODggGB` H` 首先operator里面的代码全是下面的形式:
0u3"$o'R NZP>aV- return l(t) op r(t)
Z=L~W,0' return l(t1, t2) op r(t1, t2)
c"|4'#S return op l(t)
1<Z~Gw4 return op l(t1, t2)
}JF,:g
Lk return l(t) op
#@i1jZ return l(t1, t2) op
#>]o' KQx return l(t)[r(t)]
#QWG5 return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
k*?Axk# ?`,Rkg0fe 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:
y; .U-}e1 单目: return f(l(t), r(t));
,KfBG<3 return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
dbmty|d 双目: return f(l(t));
Y&G]M return f(l(t1, t2));
\Q
CH.~] 下面就是f的实现,以operator/为例
<b5J"i&m 4v=NmO} struct meta_divide
\Y>!vh X {
3I" <\M4x template < typename T1, typename T2 >
yY3Mv/R static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
6r|Bi HP {
=GP~h*5es return t1 / t2;
NoR=:Q 9e }
~h:/9q } ;
2I8RO\zR I3#h 这个工作可以让宏来做:
JUf{;nt nVO|*Bnf) #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
@CxXkR template < typename T1, typename T2 > \
e5"?ol0 static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
^Hdru]A$2 以后可以直接用
&fIx2ZM[ DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
Ah_Ttj 来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数
",qcqG( (ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。)
b8>2Y'X JfrPK/Vn zvDg1p 下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体
!9n!:"(r N?RJuDW template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
]+OHxCj: class unary_op : public Rettype
hj8S".A_ {
#fuc`X3:HL Left l;
>z,SN public :
!%1=|PX_ unary_op( const Left & l) : l(l) {}
{m<NPtp910 m^9[k,;K template < typename T >
[pc6!qhDG& typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
W@T_-pTCjK {
ThvVLK return FuncType::execute(l(t));
e%B;8)7 }
HxH.=M8S_ m9&MTRD\ template < typename T1, typename T2 >
#VLO6 typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
RfZZqeU {
G;'=#c
^ return FuncType::execute(l(t1, t2));
_(TYR* }
SviGLv;oR } ;
UTThl2=+ `akbzHOM " iKX-VIl 同样还可以申明一个binary_op
TqZ&X|G DaK2P;WP template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
PCx] >& class binary_op : public Rettype
|, Lp1 {
a9w1Z4 Left l;
w<4,;FFlZ/ Right r;
Gx$rk<;ZW public :
oD0N<Ln} binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
#U=}Pv~wM =$^<@-; template < typename T >
LHS^[}x^1 typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
6{qI {
xpzQ"'be return FuncType::execute(l(t), r(t));
Hy_}e" }
Hf
]w {|jrYU.k~ template < typename T1, typename T2 >
DM73
Nn^5 typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
Z6`oGFq {
9T#JlV return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
EE^
N01<"\ }
1l~(J:DT } ;
}'FNGn.~# C8J3^?7E }IRx$cKV 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
hZudVBn 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
+(*;F4> DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
itp$c|{ 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。
6z (eW]p 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
XQH
wu 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。。。
#fb <\!iza 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
rl<!h5 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)
d- wbZ)BR 下面是修改过的unary_op
X53TFRxnT $_5@NOZ,M template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
HLPnbI-+ class unary_op
RgPY,\_9+ {
nmc5c/C|-I Left l;
c
T[.T#I yD0,q%B`} public :
K?4/x4p@ Pdg %:aY unary_op( const Left & l) : l(l) {}
a9OJC4\ yXpU)|o template < typename T >
0UHX Li47Y struct result_1
B;r o(R {
$?dAO}f3O) typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
5:=ECtKi } ;
sbZ^BFqp @_O,0d
g template < typename T1, typename T2 >
XyS|7#o struct result_2
_QhB0/C {
<Bmqox0 typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
][b2Q> } ;
X1P_IB (IrX\Y template < typename T1, typename T2 >
|H,g}XWMU typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
nt"8kv {
{O"?_6', return OpClass::execute(lt(t1, t2));
NWGSUUa }
/f:)I.FUm [~
Wiy3n template < typename T >
`F#<qZSR typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
{U`B| {
.Fz5K&E= return OpClass::execute(lt(t));
T%Vg0Y)P; }
Od>^yhn bwo{
Lw~ } ;
A ko}v"d m-~eCFc (f5v{S6b( 该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug
e|L$e0 好啦,现在才真正完美了。
R/yOy^< 现在在picker里面就可以这么添加了:
t;Rdrk =uYz4IDB template < typename Right >
4-?'gN_ picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
A5lP%&tu( {
xTnd9'Pk`: return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
`f@VX
:aL} }
l*+"0 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。
]Tje6iF gAx8r-` ` U2 tsHm.O $jd>=TU| )P{I<TBI; 十. bind
$ljgFmR_ 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。
?|i6]y=D 先来分析一下一段例子
/f_c?| J.`z;0]op -zeodv7 int foo( int x, int y) { return x - y;}
j15TavjGh bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
^UF]%qqOn bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
fs]9H K/@\ 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。
I<w`+<o( 我们来写个简单的。
!n=@(bT*wT 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
brQkVt_)EE 对于函数对象类的版本:
cI)XXb4 A2`QlhZ template < typename Func >
W~1/vJ.*l struct functor_trait
m_%1IJ {
n0X_m@ typedef typename Func::result_type result_type;
&h7q=-XU } ;
,_66U;T 对于无参数函数的版本:
mGQgy[gX @G
vDl=. template < typename Ret >
G -U% struct functor_trait < Ret ( * )() >
|~!
R5|Q {
W#<&(s4 typedef Ret result_type;
`ag7xd! } ;
$jYwV0 对于单参数函数的版本:
ub"(,k P 5XNIX)H template < typename Ret, typename V1 >
3:$hC8 struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
!b O8apn {
7'[C+/: typedef Ret result_type;
#]s> } ;
Z=O 2tR 对于双参数函数的版本:
8s4y7%,| Nxu10 template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
&gkGH<oaX struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
*yuw8 {
+$ )C KC typedef Ret result_type;
B|IQ/g? } ;
e75k- 等等。。。
W{OlJRX8 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
{IeW~S'& .+G),P) template < typename Func >
eSynw$F2N struct func_return
Ae,-.xJ {
&bx;GG\<4 template < typename T >
8wz4KG3SK struct result_1
%h**L'~`` {
n:?fv=9n typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
^4LkKYMS } ;
F|*{Ma d{.cIv template < typename T1, typename T2 >
a;Ic!:L struct result_2
{~yj]+Im {
PUB|XgQDY: typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
=*.Nt*;; } ;
%$j)?e } ;
EXDtVa Ot j%iz> D4yJ:ATO& 最后一个单参数binder就很容易写出来了
7N^9D
H{` e~r%8.Wm template < typename Func, typename aPicker >
iTU8WWY< class binder_1
Xj^6ZJc {
G7k0P-r,0 Func fn;
$Yt29AQ aPicker pk;
,\;;1Kq public :
'Y+AU#1~H ?lv{;4BC template < typename T >
zCD?5*7 struct result_1
07"dU
{
\5^#5_< typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
9&}`.Py } ;
dtQ>4C"N \4wM8j template < typename T1, typename T2 >
m",wjoZe* struct result_2
g$~3 @zD {
WYTeu " typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
{
p {a0*$5 } ;
Q>nq~#3? &0Zn21q binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
[ADr
_ @oC8: template < typename T >
ZLdvzH@' typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
-@%*~^~z' {
(veGztt return fn(pk(t));
'v4#mf }
m~9Qx`fi` template < typename T1, typename T2 >
2 q J}5 typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
m~~_iz_* {
wJJ4F$"b return fn(pk(t1, t2));
BQv+9(:fQB }
F\+wM*:U } ;
H,qIHQW# hGcq>Cvf h&J6 一目了然不是么?
n6;jIf| 最后实现bind
;Jt*s ]{Vq; ~oI7TP template < typename Func, typename aPicker >
[JFmhLP9 picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
`pF|bZ?v {
IpY R return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
_3h(R`VdWO }
cTmoz.0 s;q]:+#7g 2个以上参数的bind可以同理实现。
Nm%&xm 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。
|@={:gRJ{x -UkP{x)S 十一. phoenix
6%NX|4_ Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
>`p`^: )JE;#m0q for_each(v.begin(), v.end(),
$b\`N2J-_ (
bL
(g$Yi do_
sT dD=> [
Z{`;Ys:zk cout << _1 << " , "
Mw@T!)( ]
9g+/^j^>?f .while_( -- _1),
Nh~ Hh( cout << var( " \n " )
"<0BCJJ )
-;'8#"{`^ );
QJp
_>K .pQH>;k]K 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:
?:Y{c#w> 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
=?T\zLN= operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
?"PUw3V3lB 那么我们就照着这个思路来实现吧:
`@ULG> "aK3
ylz; DDn@M|*$ template < typename Cond, typename Actor >
j$^3 class do_while
K+ xiov-r? {
a ^<W
?Z Cond cd;
=:[Jz1 M5 Actor act;
i 4
KW public :
7
2ux3D template < typename T >
p>=YPi/d struct result_1
?8. $A2(Xw {
xRW~xr2h@ typedef int result_type;
lDO9GNz$ } ;
#_y#sDfzh d/Xbk%`p do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
q=ZLSBZ 2V_C_5)1 template < typename T >
Y$!K<c k typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
8I04Nx
{
oAe]/ j$ do
]K0<DO9 {
V0z.w:- act(t);
G>&=rmK" }
pj&vnX6O^ while (cd(t));
8AT;9wZqt return 0 ;
|{+D65R }
v9INZ1# v } ;
9=pG$+01OR g}0}$WgH: 1Vt7[L* 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
_ 0%sYkUc 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。
5j1}?0v_ 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。
oL>m}T 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。
wxVf6` 下面就是产生这个functor的类:
LU~U> {NXc<0a( 6ND,4'6 template < typename Actor >
Zalgg/. class do_while_actor
-}1S6dzr {
;$l!mv7 Actor act;
L=3^A'| public :
Q^/66"Z:Z do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
CFAz/x@% G+
PBV%gE[ template < typename Cond >
2]C`S,) picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
ChF:N0w?
p } ;
AZz
} 7$WO@yOsh qlD+[`=b 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
buX$O{43I 最后,是那个do_
gBUtv|(@>[ o!^':mll *O,\/aQ+ class do_while_invoker
G^!20`p: {
]R\k@a|G public :
=K .' x template < typename Actor >
6tB- do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
z6S
N {
q3JoU/Sf return do_while_actor < Actor > (act);
EC$wi|i }
p}_bu@;.Z } do_;
{^>m3 ZdeRLX 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
j':Ybr>BR 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
S*Un$ngAh 最后来说说怎么处理break和continue
yd[}? 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。
D{I^_~-\5 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 ]