一. 什么是Lambda
rP IAu[],g 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
X*M2 O%g`L 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,
Q%W>m0% ]F3fO5Z %awr3h>$ 5[]Yx l class filler
O-ppR7edh {
T%aM~dp public :
NH4T*R)Vz void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
;Irn{O } ;
;Kh?iqn^ p@ U[fv8u vs@u*4.Ut< 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:
<8^ws90Y q4g)/x%nc F{Oaxn W4(GI]`_+ for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
6Zx5^f(qd dEkAUH h:i FLS f 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
&t6:1 T h-\Ov{~ vlFq-W! X|C=Q 二. 战前分析
>z73uKA( 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。
R&Ss ET. 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
<{i1/"k?X Js^(mRv= Zr(eH2}0D for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
Kw(S<~9-@ /* --------------------------------------------- */
"q
KVGd vector < int *> vp( 10 );
rDGrq9 transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
JAy-N bb\ /* --------------------------------------------- */
o.V
JnrJ sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
n. vrq- /* --------------------------------------------- */
Rm`P.;% int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
TW}].A_- /* --------------------------------------------- */
39L_O RMH for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
o5:md :\ /* --------------------------------------------- */
@|{8/sOq for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
S0ltj8t :KqSMuKR <sSH^J4QqX 7>h(M+
/ 看了之后,我们可以思考一些问题:
Ii<k<Bt, 1._1, _2是什么?
~V0 GRPnI 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。
\jb62Jp 2._1 = 1是在做什么?
+No` 89Y 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。
{^k7}`7, 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。
o#>Mf464I
l| y.6v DVf}='en8 三. 动工
WJ,? 5# 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
m'M5O@? VQ8Fs/Zt! xVRxKM5 { 8#[2]1X^8 template < typename T >
v]rbm}uU9 class assignment
6}~k4;'}A {
y9k'jEZ"oh T value;
SVObJsB^ public :
% bKy assignment( const T & v) : value(v) {}
gLg.mV1< template < typename T2 >
<$ qT(3w<y T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
#fk1'c2 } ;
^Vf@J a^_W}gzzd wc-v]$DW 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
Ai)>ot 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
H?,Dv>.#* :4)(Qa( *j=58d`n ]wfY<Z class holder
9_8\xLk {
85$ WH public :
ZXXJ!9-&+J template < typename T >
]Inu'p\ assignment < T > operator = ( const T & t) const
))<vCfuz2 {
S9^SW3 return assignment < T > (t);
3Pp+>{2_? }
h50]%tp\ } ;
%V#MUi1 <"}t\pT] iP@FXJJ 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`03?8l( ?9>wG7cps7 static holder _1;
]68FGH Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
.jiJgUa7 ] ^?w0A for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
C6Cr+TScH 而不用手动写一个函数对象。
Ikw.L d[ _@l ?uU_N$x `VvQems 四. 问题分析
#f%fY%5q 虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。
mwsdl^c 1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。
apt$e$g 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
:X:s'I4J
D 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
K;w2qc.+ 下面我们可以对这几个问题进行分析。
T8%!l40v EhW"s%Q 五. 问题1:一致性
An^)K 首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?|
W*Ow%$%2 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
%I{>H%CjE 6J@,bB
jVz struct holder
A&M(a {
Z1:<i*6>D //
$F[+H Wf template < typename T >
4O.R=c2}7> T & operator ()( const T & r) const
PgA1:i&' {
IP@3R(DS% return (T & )r;
U$3DIJVI }
8@LUL)" } ;
9%53_nx? s=5k7 这样的话assignment也必须相应改动:
dQ_4aO _l1"X ^Aa template < typename Left, typename Right >
g-B{K "z class assignment
2.=u ' {
2,^> lY Left l;
U_;="y Right r;
-7'|&zP public :
X Q
CE`m assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
cB36w$n8 template < typename T2 >
"K$c 9Z8 T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
&[
],rT } ;
qL`yaU ZI1*Cb 同时,holder的operator=也需要改动:
}fv7WhQ !uO@4]:Y template < typename T >
~j(vGO3JB assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
87W!R<G {
u;!h return assignment < holder, T > ( * this , t);
+\;Ro18? }
pzoh9}bue pLCS\AUTsv 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
D$>&K& 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
0rz1b6F5, H1L)9oa return l(rhs) = r;
!]Qk?T~9- 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。
BFhEDkk 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
`#wEa'v6 Gqc6]{ template < typename Tp >
w!v^6[! class constant_t
5f?GSHA} {
fA]sPh4Uag const Tp t;
'/t9#I@G\ public :
aXG|IN5 *m constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
XjP& template < typename T >
=:xX~,qmv const Tp & operator ()( const T & r) const
eThFRU3 F {
&BNlMF return t;
8F[ ;ma>Z8 }
6 C
O5:\ } ;
ao=e{R) C.":2F;-e 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
0l& '` 下面就可以修改holder的operator=了
"
DLIx} EJMd[hMhe template < typename T >
TC44*BHq assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
bvrXz-j {
kX`m(
N$ return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
nTGZ2C)c<' }
Ha/Qz'^S; db8vm4 同时也要修改assignment的operator()
(n~fe-?}8 D`!BjhlW
template < typename T2 >
maY.Z<lN T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
VpAwvMw 现在代码看起来就很一致了。
r&B0-7r s! 六. 问题2:链式操作
A+foc5B 现在让我们来看看如何处理链式操作。
wIR"!C>LE 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。
cYe2a" 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。
~av#r=x 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。
zVf79UrK 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
%72(gR2Wa2 \'[tfSB template < typename T >
@#hvQ6u struct result_1
dlCiqY:} {
9W]OtS G typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
8Dtpb7\o } ;
koS?UYF` e1E_$oJP 那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为:
ot2zY
dWAz >`a^E1) template < typename T >
ILl~f\xG) struct ref
@RszPH1B {
4e
eh+T typedef T & reference;
dQ-shfTr] } ;
~/)]`w template < typename T >
60$;Q,]o struct ref < T &>
H~vrCi~t" {
c/^jD5U7 typedef T & reference;
ezY^T } ;
f(blqO.@l Qc?W;Q+ 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
_izjvg \xl$z*zI template < typename T >
EmrkaV-?k typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
EK[J!~ {
L[D+= return l(t) = r(t);
uKXD(lzX }
ik/
X!YTu* 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。
PX/{!_mM 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
PH:5 SpU|Q1Q/h 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
y9R%%i _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
F<6(Hw#> _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
YZ8[h`z +5 调用divide的对象返回一个add对象。
I;E?;i 最后的布局是:
o8<~zeI Add
[:gg3Qzx / \
l5VRdZ4Uf Divide 5
W!O/t^H> / \
%dW;P[0 _1 3
[ei~Xkzkj 似乎一切都解决了?不。
f
-F}~S 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。
uo2k 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。
=fnBE`Uc 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:
Op]*wwI*h >2pxl(i template < typename Right >
RC1bTM assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
et)n`NlcK Right & rt) const
Jh&DL8` {
W]7<PL*u return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
]*mUc` }
^JMG'@x 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
K/N{F\ 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。
EwV$2AK 因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。
i6n,N)%H 最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。
\a|~#N3? 除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。
1`L.$T,1! 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?
.$}z</#! 正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明:
{'M/wT)FeC uyk;]EYjHZ template < class Action >
N1c0>{ class picker : public Action
Q[NoFZ
V! {
579D public :
([rn.b] picker( const Action & act) : Action(act) {}
25vjn 1$sW // all the operator overloaded
[s]$& } ;
4Ps;Cor+ ;K8}Yq9p9 Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。
57;0,k5Gy 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
7~Inxk; <^5$))r template < typename Right >
%regt{ picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
-['& aey}a {
;4b=/1M' return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
[efU)O& }
%au>D 08^f|K Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
e
}C,) 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。
Myg;2 . |?^qsnB template < typename T > struct picker_maker
EU:N9oT {
j~ds)dW%`& typedef picker < constant_t < T > > result;
&53,8r } ;
Z>y6[o template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
u
e {
IZ>l typedef picker < T > result;
s
Y1@~ v } ;
wI
7gHp R8lja%+0$ 下面总的结构就有了:
Hk4k 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。
\ Qx%76 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。
{#?|&n< picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
n>eDN\5 至此链式操作完美实现。
;/4x.t#b kGnT4R*E Dl0{pGK~ 七. 问题3
(m Yi 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。
g.62XZF@
2o[ceEg template < typename T1, typename T2 >
(
6zu*H) ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
JBc*m {
Xe:^<$z return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
l SKq }
wS,fj gX St!0MdCH 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:
?ZC!E0] b[:m[^ template < typename T1, typename T2 >
9vDOSwU* struct result_2
/ s Apj {
s 8K.A~5 w typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
WZ!zUUp}V } ;
R64f0NK. Pz
D30VA 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?
ct,;V/Dx 这个差事就留给了holder自己。
M?('VOy) ^ @=4HtA /G]/zlUE template < int Order >
N5K2Hv<" class holder;
$g VbeQ template <>
v/~&n class holder < 1 >
@U?&1.\ {
9qGba=}Ey public :
}z9v*C template < typename T >
jHHCJOHB8 struct result_1
Vz-q7*o$S {
=\ 5f_g2M typedef T & result;
e87a9ZPm } ;
Us#/#-hJ template < typename T1, typename T2 >
Jwj=a1I 53 struct result_2
PMbq5 {
!RwhVaSh typedef T1 & result;
6,~1^g* } ;
X+u1p? template < typename T >
M5:*aCN6P typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
,|zzq@fk {
g$Vr9MH return (T & )r;
Q3bU"f }
?< yYm;B template < typename T1, typename T2 >
b9T6JS j typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
zzW$F)X {
'}bmDb* return (T1 & )r1;
e5 zi "~ }
) vVf- zU } ;
)"6"g9A 1cRF0MI template <>
HNj;_S class holder < 2 >
fZ;}_wR-H {
>dD$GD{ public :
-:J<JX)o template < typename T >
/_Ku:?{ struct result_1
}Ujgd2(U {
T-/3
A%v typedef T & result;
FCKyKn } ;
=20
+(< template < typename T1, typename T2 >
gOah5*Lj struct result_2
Vx>Q {
Ip)u6We>I typedef T2 & result;
oj)(.X<8N } ;
N`N?1!fM<} template < typename T >
}#g+~9UK typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
X-TGrdoX {
+o"CMI return (T & )r;
R(cg`8 }
.c__T{<)[ template < typename T1, typename T2 >
5ddfdIp typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
Ld/6{w4ir {
imAOYEH7} return (T2 & )r2;
&}pF6eIar }
0G33hIOS } ;
Cx.##n0 ^=1u2YdVw KT >Y^ 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> >。
?d{O'&|: 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
#5'@at'1 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
hdSP#Y'- qfxEo76' return l(i, j) = r(i, j);
L%QRWhB 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
&?Q^i">cZ z5Tsu1c return ( int & )i;
t+]1D@h v return ( int & )j;
H=g%>W%3 最后执行i = j;
Q7<VuXy 可见,参数被正确的选择了。
U|\ .)h= 6KXW]a ` c14d0x{ 1\Pjz
Lj u^CL }t* 八. 中期总结
%.l={B,i 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:
dG]B-(WTC 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
IA[:-2_ 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 $o1Q 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
B'`25u_e< Iwh0PfWJ :M f8q!Q' -o{ x
;:4 ) jvI Nb re}PpXRC 九. 简化
r)K5<[\r 很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。
[?O4l` 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
V3r)u\ o' 首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种:
MuP>#Vk 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
3]9Rmx +-*/&|^等
,9_O4O% 2. 返回引用。
]*lZFP~ =,各种复合赋值等
Fu5Y<*x 3. 返回固定类型。
T]zD+/= 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
Y Q.Xl_ 4. 原样返回。
lz36;Fp operator,
8~s0%%{,M 5. 返回解引用的类型。
cL;%2TMk operator*(单目)
HX}B#T 6. 返回地址。
/93z3o7D> operator&(单目)
gH\>",[ 7. 下表访问返回类型。
748:*
(O operator[]
HpfZgkC+ 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
'`2MxRP operator<<和operator>>
xa<KF O"\_%=X9 OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。
bGK*1FlH 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
k<+Sj
h$ X"r.*fb;N template < typename Left >
YZSQOLN{ struct value_return
Ldv,(ZV,< {
o$+R template < typename T >
-1v9 struct result_1
r Dlu& {
)z18:C3 typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
@U1|?~M%s } ;
S<cz2FlV 7
@}`1>97 template < typename T1, typename T2 >
q9j~|GE| struct result_2
Dykh|" {
f5b|,JJ typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
K@g
~ } ;
SG|AJ9 } ;
~ho,bwJM[T C/qKa[mg @fp@1n 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
k3@d
=k / Wjc\n$' 下面我们来剥离functor中的operator()
<2&qIvHL 首先operator里面的代码全是下面的形式:
&B[*L+-E DrV[1Z return l(t) op r(t)
S#B%[3@ return l(t1, t2) op r(t1, t2)
+_cigxpTc return op l(t)
&|ne!wu return op l(t1, t2)
KW[y+c u.# return l(t) op
q0Q[]|L return l(t1, t2) op
"RK"Pn+ return l(t)[r(t)]
Mog [,{w return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
C,W_0=!e U:n~S 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:
CLVT5pj=' 单目: return f(l(t), r(t));
hZL!%sL7 return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
vo\'ycPv 双目: return f(l(t));
R.HvqO return f(l(t1, t2));
qCfEv4 下面就是f的实现,以operator/为例
ht ]n* O TlqJ struct meta_divide
oST)E5X;7 {
eLORG(;h4 template < typename T1, typename T2 >
7 =}tJ static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
r0lI&25w {
Tgtym"=xd return t1 / t2;
DzE^FY }
"U4c'iW } ;
5YNAb/!!F 1v.#ndk 这个工作可以让宏来做:
eZ]r"_?
~,&8)1 #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
% R25, V template < typename T1, typename T2 > \
Ib{l$# static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
#t(/wa4 以后可以直接用
3))R91I DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
qp6'n&^& 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
_rIo
@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。。。)
cyB+(jLHDs NcF>}f,}\ H7&y79mB 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
^[HUtq $poIWJM c template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
(UjaL@G class unary_op : public Rettype
}(Fmr7%m {
<5pNFj}0;X Left l;
KO#kIM- public :
lV^:2I/ unary_op( const Left & l) : l(l) {}
5Wa)_@qI)` ri59LY y= template < typename T >
u;rmqo1 typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
Nh^I{%.x {
[9Rh" H;h return FuncType::execute(l(t));
hN=kU9@knC }
kjV>\e r^C(|Vx template < typename T1, typename T2 >
4C_1wk(' typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
e#h&Xa {
YQ?hAAJ return FuncType::execute(l(t1, t2));
O]hUOc`k }
urx?p^c } ;
KP0(w(q ^i_v\E[QU a1I-d=] 同样还可以申明一个binary_op
2'M5+[8y8 n5A|Zjk; template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
R-Lpgi<a" class binary_op : public Rettype
dZ(Z]`L,B {
XZ@+aG_%q Left l;
@"fv[=Xb Right r;
?_AX;z public :
e> 9X binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
}6%\/d1~ 6 DIQ30(MS template < typename T >
cW0\f5[/ typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
2Q@na@s {
,D`jlY-1l return FuncType::execute(l(t), r(t));
m ne)c[Qn }
jmq^98jB }\8-&VoY#X template < typename T1, typename T2 >
~gZ1*8 s` typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
P(8Yz W {
WQVU 82b* return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
(_}q>3 }
!+@70|gFF } ;
[|*7"Q( W%^!<bFk}m tk'&-v'h 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
!fAvxR 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
MhE".ZRd DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
v
))`U,Gm 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。
dI7rx+L 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
N@<-R<s^ 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。。。
:/][ n9J^ 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
}eZ\~2 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)
td\gk 下面是修改过的unary_op
Zi}h\R a qrw*?6mSQ template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
/[>_Ry, class unary_op
\oxf_4X {
Er@xrhH Left l;
CfrO1i F Xqm?@JN public :
5WfZd tuwlsBV unary_op( const Left & l) : l(l) {}
v4 rO 0y=C =<9Mv+Ry8 template < typename T >
s@%>
struct result_1
#Cs/.(< {
%K\B)HR typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
|p*cI @ } ;
jc:=Pe!E qu$FpOJ
template < typename T1, typename T2 >
n'pJl struct result_2
@ kv~2m {
%UooZO typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
j<Pw0?~s6 } ;
NzhWGr_x' #!TlalV template < typename T1, typename T2 >
#>~A-k) typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
Bmt8yR2 {
UHfE.mTjM return OpClass::execute(lt(t1, t2));
"BpDlTYM }
^P [#YO &dw=jHt template < typename T >
69ycP( typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
o^d|/; {
VpbJe@*D return OpClass::execute(lt(t));
x=W s)&H_Y }
%t9Kc9u3p N@'l:N'f4 } ;
Eoo[H2=^H jL3
*m Ty!V)i 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
6b` Jq>v 好啦,现在才真正完美了。
"<&o;x< 现在在picker里面就可以这么添加了:
0@u{(m 4>Q] \\Lc template < typename Right >
e+2lus,u6t picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
hD,^mru {
w+\RSqz/ return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
}+[!h=Bx }
xTcY& 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。
V j)"?|V chuJj
IY \
sz ](X Fghan.F eIPk$j{e 十. bind
<x$fD37 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。
)J[Ady^5 先来分析一下一段例子
cZWW[i F?y
C= fl_a@QdB# int foo( int x, int y) { return x - y;}
K TE*Du bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
geqx":gpx9 bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
<`A!9+ 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。
%uP/v\l 我们来写个简单的。
73nmDZO| 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
7d_"4;K) 对于函数对象类的版本:
:}v:=c k f,@~@f
X template < typename Func >
un,W{*s8* struct functor_trait
,
d4i0;2}+ {
MAc/ T.[ typedef typename Func::result_type result_type;
\/y&l\ k) } ;
xkaed 对于无参数函数的版本:
% <%r sQT,@+JEr template < typename Ret >
4)N~*+~\h struct functor_trait < Ret ( * )() >
;/^O7KM- {
P\
2Bx *e typedef Ret result_type;
6SSrkj }U } ;
\5)
ZI'q 对于单参数函数的版本:
i}5+\t[Q -dUXd<=ue template < typename Ret, typename V1 >
{JcMJZ3 struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
dSzq}w4xY {
/Dk`? typedef Ret result_type;
vRO`hGH } ;
bgmOX&`G 对于双参数函数的版本:
a'\fS7aE0l j 2Jew template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
/9C>{29x! struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
Jz_`dLL^w {
ZpU4"x> typedef Ret result_type;
z#olKBs } ;
E>}3MfL 等等。。。
A Rjox` 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
NVo=5 \OF"hPq template < typename Func >
`q1K%id struct func_return
mz .uK2l{ {
9KZLlEk5O template < typename T >
, @6_sl struct result_1
EF'U`\gX {
J>@T'# typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
,>YW7+kY } ;
v[++"=<
o8 .paKV"LJ template < typename T1, typename T2 >
MmI[: struct result_2
h83W;s {
HLlp+;CF>< typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
2LO8SJ# } ;
@%aU)YDwi } ;
`(2Y%L(r +D3w2C bS1?I@ 最后一个单参数binder就很容易写出来了
-:$#koW "!g}Q* template < typename Func, typename aPicker >
[w1 4hHnq class binder_1
uZ1b_e0SGu {
e&R?9z-* Func fn;
u~]O #v aPicker pk;
// k`X public :
j[ fE^& AGWs> template < typename T >
=._V$:a6o struct result_1
M:PEY*4H {
c:d.mkF\ typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
<n;9IU } ;
TJO?BX_9 99KW("C1F template < typename T1, typename T2 >
D\4pLm"!v struct result_2
OsrHA {
x\i+MVR- typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
|7$Q'3V } ;
S/2lK*F +lhjz*0 binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
4#Bzq3,| ]4X08Cm^ template < typename T >
y0R9[;b07 typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
F*Y]^9] {
8
U<$u,WS return fn(pk(t));
hN U.y }
'44I}[cA/ template < typename T1, typename T2 >
!^x;4@Ejm typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
O'~>AC5{ {
U&'Xsz return fn(pk(t1, t2));
=j!nt8]8 }
o]<@E u G } ;
Jwtt&" c0. 5L 0w!q'W dsG:DS`q 一目了然不是么?
;39~G T 最后实现bind
n_/;j$h -d]v6q'1 3n)\D<f]# template < typename Func, typename aPicker >
m:W+s4!E picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
#GfM!<q< {
Fp(-&,L0fc return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
Qm)c! }
mcb|N_#n/ nhLw&V3y 2个以上参数的bind可以同理实现。
,c&%/"i:w 另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。
n48%Uwa, l H{~?x 十一. phoenix
*s%M!YM Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
A kEt=vI
X?z
CB for_each(v.begin(), v.end(),
ehV}}1>O (
i{7Vh0n3S- do_
bqwn_=. [
m+EtB6r cout << _1 << " , "
, D} ]
'EO"0, .while_( -- _1),
V`_)H cout << var( " \n " )
l:14uWu| )
\Z^Tk );
(L,>P`CR6 LrhQG 是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:
]?k\ qS 首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor
S.*.nv operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
%TDY &@i= 那么我们就照着这个思路来实现吧:
8S@"6TG`
'^`% X8 x:/]/0 template < typename Cond, typename Actor >
vPET'Bf(YV class do_while
wF)g@cw {
W744hq@P% Cond cd;
0F%V+Y\R Actor act;
Bi`m +ob public :
K j6@= template < typename T >
xeKfc}:&z struct result_1
7D=gAMPvJ {
[w}KjV/yi typedef int result_type;
{TC_
4Y|8 } ;
r~; TId} # L r9z~T:ED do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
RsnFjfb' gacE?bW' template < typename T >
N3|aNQ=X0 typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
dRXdV7-! {
otJHcGv do
pTE.,~-J^j {
FfibR\dhY act(t);
]3~X!(O }
Dlx-mm_ while (cd(t));
=f=,YcRn+ return 0 ;
4/QQX;w }
FSyeDC^@ } ;
; d :i OIrr'uNH c3|/8 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
h 7*#;j 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
(d}z>?L 其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。
y*5$B.u`. 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。
j(`V&S 下面就是产生这个functor的类:
C:P.+AU"` $6yr:2Xvt ZsL-vlv template < typename Actor >
RiCzH class do_while_actor
]tO9< {
(#VF>;;L Actor act;
O<`\9 public :
Iw;J7[hJ&$ do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
mx")cGGQ =RQ\i6Y template < typename Cond >
F(+dX4$ picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
^|h})OHV } ;
UZ3oc[#D=] I,YP{H 4 m/>z}d05h 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
UY*[='l!) 最后,是那个do_
uY*|bD`6& CsW*E,|xyP ]QK@zb}x class do_while_invoker
#e(P~'A0 {
{;Ispx0m public :
h]#bPb template < typename Actor >
:Y>M//0 do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
Q]2v]PJ6" {
B;mt11M return do_while_actor < Actor > (act);
O)WduhlGQ }
kpt0spp } do_;
X4}Lg2ts _b1w<T
` 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
Bi|XdS$G 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
$l!+SLK 最后来说说怎么处理break和continue
@Zd/>' 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。
=a3qpPkx 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 ]