一. 什么是Lambda p+t79F.js
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 3U_,4qf
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`F~vrr)X
2l8TX #K
3;N+5*-
tn"n~;Bh?:
class filler Hq>"rrVhx
{ H.n+CR
public : }Q=@$YIesD
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} wva| TZ
} ; ,X&(BQj h
cNd;qO0$
4X()D {uR
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: %Ob#GA+
!%1=|PX_
pejG%pJ
EYsf<8cl
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); Z7Y+rP[l
U#7moS'r
hDP&~Mk
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ?>\JX
A3!xYG=+
:epjJ1mW
OLl?1
二. 战前分析 Dd=iYMm7
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。 aS7%x>.A!
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 x+X^K_*
W=$cQ(x4Z
P+hp'YK1
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); #nzVgV]
/* --------------------------------------------- */ .Lvg
$d
vector < int *> vp( 10 ); bsn.HT"5
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); /.Fvl;!J;
/* --------------------------------------------- */ ,pg\5b
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); $PNS`@B
/* --------------------------------------------- */
JyfWy
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); d{gj8
/* --------------------------------------------- */ RH"&B`
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); .;:jGe(
/* --------------------------------------------- */ /F3bZ3F
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); FTA[O.tiG
|.q K69
/.[;u1z"^
1Ar6hA
看了之后,我们可以思考一些问题: `4&a"`&$
1._1, _2是什么? 9uRs@]i
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。 lwhVP$q}
2._1 = 1是在做什么? !alO,P%>r
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。 6pKb!JJ
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。 !R`)S7!
'/h~O@Rw
S>'S4MJE`
三. 动工 _kJ?mTk
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: gk*Md+
DH5]Kzb/
=LsW\.T6
9AbSt&#
template < typename T > M[Kk43;QY!
class assignment //ZYN2lT4
{ z;74(5?q
T value; b')Lj]%;k
public : =,UuQJ,l
assignment( const T & v) : value(v) {} l5}b.B^w
template < typename T2 > \k8| 3Y~g
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 9qqzCMrI0e
} ; d- wbZ)BR
&>0ape
$_5@NOZ,M
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 HLPnbI-+
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment JLZ[sWP='
LvtZZX6!
nmc5c/C|-I
_;M46o%h
class holder c<(LXf+61
{ )/:r$n7
public : 8" x+^
template < typename T > HifU65"8
assignment < T > operator = ( const T & t) const a9OJC4\
{ yXpU)|o
return assignment < T > (t); 0UHX Li47Y
} B;r o(R
} ; Gm]]Z_
T{L{<+9%
SiM1Go}#
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: g.cD3N
#ilU(39e
static holder _1; )bM #s">Y
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 D>YbL0K>X~
jMT];%$[
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); icX$<lD
而不用手动写一个函数对象。 6L2Si4OGjG
vfh0aW-O
\[-z4Fxg|'
LEUD6 M+~t
四. 问题分析 !*U#,qY
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。 >-~2:d\M3
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。 0B4&!J
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 `$X|VAS2
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 8@S5P$b};
下面我们可以对这几个问题进行分析。 xSQ0] vE
f
+#
五. 问题1:一致性 bwo{
Lw~
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?| CD]2a@j{
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 (,J`!Y hS
aWLeyXsAu
struct holder WF6'mg^^?
{ 'm;M+:l
6
// G isI/Ir[
template < typename T > "/EE$eU
T & operator ()( const T & r) const *L%i-Wg"
{ B>^5h?(lt
return (T & )r; +18)e;
} Y'.WO[dgf
} ; ~okIiC]#
bi fi02
这样的话assignment也必须相应改动: xELnik_L2
.CrrjS w
template < typename Left, typename Right > ~)S Q{eK?&
class assignment H& #Od?
{ H3#xBn>9
Left l; -V'`;zE6
Right r; yqg&dq
public : "hRY+{m
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} [N|/d#
template < typename T2 > -zeodv7
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } j15TavjGh
} ; ^UF]%qqOn
&wZ ggp
同时,holder的operator=也需要改动: I<w`+<o(
!n=@(bT*wT
template < typename T > cU y,q]PO
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const A%VBBvk
{ ;x[F4d
return assignment < holder, T > ( * this , t); ,RkL|'1l
} ;|2h&8yX(/
sP0pw]!
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。 s[yIvlHw`
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 u@`)u#
mGQgy[gX
return l(rhs) = r; N.J;/!%!
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。 Tl#Jf3XY}
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: I5"ew=x#
M y:9
template < typename Tp > CS 7"mE`{
class constant_t s*g yk
{ z.H*"r
const Tp t; XUD/\MoV
public : Y$^x.^dT,
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} s$Il;
template < typename T > {__Z\D2I
const Tp & operator ()( const T & r) const 7'[C+/:
{ #]s>
return t; Z\=].[,w4
} ~P*t_cpZ
} ; lN,8(n?g
L3Leb%,!
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 8gap _qTo
下面就可以修改holder的operator=了 %6`{KT?
r9Ux=W\
template < typename T > 2Yx6.e<
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const `_]Z#X&&h
{ >'i
d/
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); \/jr0):
} v+Vpak9|
[aF?1KxNMt
同时也要修改assignment的operator() mMqT-jT
-aiQp@^/J
template < typename T2 > G"jKYW
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } =&*:)
现在代码看起来就很一致了。 e`Xy!@`_
Sti)YCXH
六. 问题2:链式操作 yQ4]LyS
现在让我们来看看如何处理链式操作。 XA~Rn>7&H
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。 <z 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。 '0|AtO77
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。 "C$z)
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct d"nz/$
j.$#10*:
template < typename T > lz!F{mR
struct result_1 s-eC' )w~E
{ 0s = h*"[
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 0&U,WA
} ; JMu|$"o&{
%S8e:kc6
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: UA[2R1}d
,\;;1Kq
template < typename T > 'Y+AU#1~H
struct ref ?lv{;4BC
{ zCD?5*7
typedef T & reference; cL&V2I5O
} ; Q5e ,[1
template < typename T > %t0Fx
struct ref < T &> R@``MC0
{ buo_H@@p{s
typedef T & reference; rt%.IQdY
} ; *b?C%a9
DCb\=E
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: rE"`q1b#
ZVpMR0!
template < typename T > [ADr
_
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 9`\hG%F
{ v*5n$UFV
return l(t) = r(t); -6MgC9]
} 4-[L^1%S[
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。 8WU
UE=p
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 [~bfM6Jw
vy#n7hdCc
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 wKhuUZj{
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 4KE"r F
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 SU"-%}~O#,
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 CG IcuHp
最后的布局是: $]4^ENkI
Add ll{jE
/ \ 22|eiW/a
Divide 5 vV1F|
/ \ p5^,3&
_1 3 h&J6
似乎一切都解决了?不。 n6;jIf|
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。 i TY4X:x
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。 SF 61rm
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: .ag4i;hS8
i 8I%}8
template < typename Right > >#B%gxff
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const gd[jYej'RP
Right & rt) const KotJ,s]B
{ o)'T#uK
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); EA%(+tJ^0
} E;~gQ6vAI
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 *52*IRH
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。 g o/]+vD
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。 5n1;@Vr
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。 xL4qt=
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。 !o 2"th
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? .Vux~A
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: EvIL[\Dy
!<]%V]5[_
template < class Action > W-@A
class picker : public Action !!_K|}QOE
{ 9@Yk8
public : S2K_>kvG)~
picker( const Action & act) : Action(act) {} sM({u/
// all the operator overloaded >e*m8gm#
} ; !v^D}P 3Y
~fB: >ceD
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。 Q,Vv
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: d<.
hkNN
elb|=J`M0
template < typename Right > ?U~C= F?K
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const ]y@8mb&
{ K8doYN
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); n'0^l?V
}
dlN(_6>b
aOfL;I
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > =:[Jz1 M5
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。 WV!qG6\W
Rj9z'?a9
template < typename T > struct picker_maker VYkOJAEBg
{ -_.)~)P
typedef picker < constant_t < T > > result; *PE1)bF
} ; @jO3+
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > j]}A"8=1
{ d/Xbk%`p
typedef picker < T > result; cu(2BDfiL
} ; 2V_C_5)1
Y$!K<c k
下面总的结构就有了: 8I04Nx
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。 oAe]/ j$
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。 xn1
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 G!k&'{2
至此链式操作完美实现。 vGO- a2Z
Y8`4K* 58%
B:)9hF?o@
七. 问题3 fLL_{o0T
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。 |{+D65R
#9}E@GGs
template < typename T1, typename T2 > ^kxkP}[Z.
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const $'dJ+@
{ :\L{S
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); VdQ}G!d
} AU} e^1h
6+BR5Nr
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: /J`8Gk59
5#s?rA%u
template < typename T1, typename T2 > f:\jPkf'
struct result_2 &Qy_= -]
{ Ji4c8*&Jpc
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; z+FhWze
} ; LEvdPG$)
G`PSb<h\oc
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? mm\Jf
这个差事就留给了holder自己。 `o
yz"07m
ct=|y(_
NqvL,~1G
template < int Order > H7?C>+ay
class holder; 0[TZ$<v"
template <> lZZ4 O(
class holder < 1 > Cq;t;qN,nQ
{ !=--pb
public : GM|gm-t<@
template < typename T > gBUtv|(@>[
struct result_1 o!^':mll
{ Lgpj<H[
typedef T & result; G^!20`p:
} ; ]R\k@a|G
template < typename T1, typename T2 > L)&?$V
struct result_2 6tB-
{ z6S
N
typedef T1 & result; q3JoU/Sf
} ; EC$wi|i
template < typename T > bVSa}&*kM
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const x0@J~
_0
{ (p26TN;*$5
return (T & )r; %h 6?/
} OsPx-|f
S~
template < typename T1, typename T2 > zI8Q "b
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const A>(m}P
{ n
c:^)G
return (T1 & )r1; &N GYV
} RN238]K
} ; {EGiGwpf
% ribxgmd
template <> , fFB.q"
class holder < 2 > X+;Ivx
{ sy+1xnz
public : )(TaVHJR
template < typename T > ~ ?m';
struct result_1 Y v }G"-=
{ Brr{iBz*"
typedef T & result; &F9BaJ
} ; u*Z>&]W_
template < typename T1, typename T2 > 7'Y 3T[
struct result_2 VI0^Zq!6R
{ +'Pl?QyH
typedef T2 & result; C%t~?jEK~^
} ; VlRN
template < typename T > YlwCl4hq
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const |`_qmk[:R
{ ?Q[uIQ?dV
return (T & )r; //]g78]=O
} lHv;C*(_=
template < typename T1, typename T2 > 8hba3L_Z
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const xOP%SF
{ |8PUmax
return (T2 & )r2; `Gzukh
} ))|Wm}
} ; ^_#0\f
\k / N/&;
oh:q:St
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> >。 XWV)
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: ~4y&]:I
首先 assignment::operator(int, int)被调用: F& .iY0Pt
I=6\z^:
return l(i, j) = r(i, j); $cEl6(66iX
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) ]#P9.c_}
o0^..f
return ( int & )i; ,$EM3
return ( int & )j; >[B}eS>
最后执行i = j; ZQ9!k*
^
可见,参数被正确的选择了。 V|KYkEl
r1
'; ,DgR;'
ne] |\]
}GJIM|7^
N ncur]
八. 中期总结 B~QX{
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: EQ'iyXhEe
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 .^j#gE&B
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Pf;'eOdp
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor jnsV'@v8Nj
EGL1[7It`
ojU:RRr4l$
0"7xCx
e^Q$Tog<
|>@Gbgw^M
九. 简化 >;kCcfS3ct
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。 =)vmX0vL
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 /fbI4&SB!
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: $7eO33Bm
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 i71,
+-*/&|^等 hX?L/yf
2. 返回引用。 !cPiH6eO
=,各种复合赋值等 IXNcn@tN
3. 返回固定类型。 < gB>j\:
各种逻辑/比较操作符(返回bool) h\".TySz
4. 原样返回。 4wh_iO
operator, Jaz|b`KDj
5. 返回解引用的类型。 Wm$(b2t
operator*(单目) N|K,{
p^li
6. 返回地址。 j@1cllJkh
operator&(单目) eWzD'3h^
7. 下表访问返回类型。 H7n5k,
operator[] eKi/Mt
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 yG|^-O}L
operator<<和operator>> 5!u.w
r2H \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。
&SfJwdG*=
例如针对第一条,我们实现一个policy类: |#8u:rguy
Q3>
3!FAO
template < typename Left > </F@5*
struct value_return )k@W6N
{ /Y@^B,6\
template < typename T > yep`~``_
struct result_1 DqyJ]}|
{ FJKW=1=,
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; g3Q]W(F%$
} ; X{zg-k(@
(e sTb,
template < typename T1, typename T2 > 9 X}F{!p~1
struct result_2 JF!?i6V
{ ~6m-2-14q
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; uqwB`<>KJ
} ; zJJ
KLr;
} ; P5/K?I~/So
7sKN`
$s<,xY 9
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait &}wrN(?w
J.Mj76\_
下面我们来剥离functor中的operator() >(5*y=\i
首先operator里面的代码全是下面的形式: E6a$c`H@?
T)wc{C9w
return l(t) op r(t) m<)0XE6w
return l(t1, t2) op r(t1, t2) Z&FC:4!!
return op l(t) g*C&Pr3
return op l(t1, t2) :acnrW>i[@
return l(t) op 08AC9
return l(t1, t2) op {Ts@#V=:
return l(t)[r(t)] N<o3pX2i]
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ._@Scd
U;Z6o1G
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: Jcf'Zw"\
单目: return f(l(t), r(t)); vRa|lGeW
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); p6m](Jg
双目: return f(l(t)); *n mr4Q'v{
return f(l(t1, t2)); #~?Q?"
下面就是f的实现,以operator/为例 g+Vfd(e
jqxeON
struct meta_divide Q!K@
{ YSwAu,$jf
template < typename T1, typename T2 > !Cxo4Twg
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 1~:7W
{ (\m4o
return t1 / t2; jv7-i'I@
} bK;I:JK3
} ; hZ|*=/3k
eq.K77El{J
这个工作可以让宏来做: #g[jwl'
N),bhYS]
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ hR,VE'A
template < typename T1, typename T2 > \ }Kc[pp|9<
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; Ug>yTc_(7
以后可以直接用 !xmvCH=2
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) WccTR
aq
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 ^$qr6+
(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。。。) z-fP#.
[uK*=K/v
]-"~?
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 A6ipA/_
P5s'cPX
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > J'^H@L/E
class unary_op : public Rettype Dyv 6K_,
{ v}p'vh^8B
Left l; h|OqM:J;
public : -1).'aJ^
unary_op( const Left & l) : l(l) {} K3*8JF7_F
0<*R 0
template < typename T > O{Bll;C
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const yf`Nh
{ `tA~"J$32l
return FuncType::execute(l(t)); K] ;`
} j`jF{k b
!4-B
xeNY\
template < typename T1, typename T2 > 3wZA,Z
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const HqNM3 1)
{ N,U<.{T=A
return FuncType::execute(l(t1, t2)); bM7y}P5`1
} oC0K!{R*
} ; [=*c8
's]I:06A
l
H:Y8j
同样还可以申明一个binary_op gi!{y
2mUq$kws
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > SKf9
yS#
class binary_op : public Rettype ut
z.
{ =" Q5Z6W
Left l; lZoy(kdc
Right r; \.h!'nfF
public : X v;} !z
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Z)E[Bv=
k(l
template < typename T > &?L
K>QV
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const )>,;
GVu"
{ .ko8`J%%M
return FuncType::execute(l(t), r(t)); 1_JtD|Jy
} df@I C@`pB
fNb2>1
template < typename T1, typename T2 > heQ<%NIA"
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const N-*
^V^V
{ )IUeWR
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); vg@kPuOiO
} uNnx
i
} ; L3[r7 b
[/_M!&zz2
H^y%Bi&^
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 ;/gH6Z?
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 !ceT>i90h
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 5Y<O
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。 Hc.r/
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! pzcV[E1
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。。。 L
;5R*)t
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 q{D_p[q
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) b0W~*s [4
下面是修改过的unary_op )Los\6PRn
r|!w,>.
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 9MfBsp}c
class unary_op E?%SOU<
{ ')C%CAYW
Left l; ^6&?R?y
x3ds{Z$,>(
public : GFM$1}
>q+o
MrU
unary_op( const Left & l) : l(l) {} &k'J5YHm8H
>y&Db
template < typename T > f-6hcd@Ca
struct result_1 E`vCYhf{
{ nNuv 0
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; A y ?;0w0
} ; T}DP35dBzE
r9!jIkILz
template < typename T1, typename T2 > 9
Yv;Dom
struct result_2 uJ:'<dJ
{ @C[]o.r
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Y1e>P
} ; !uaV6K
6ww4ZH?j
template < typename T1, typename T2 > k.Tu#7
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const .hI3Uv8[
{ Yphru"\$
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 1rs`|iX5
} O'tVZ!C#J
#i$/qk=N
template < typename T > E]G#"EV!Y
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ^kg[n908Nw
{ w74)kIi
return OpClass::execute(lt(t)); ^`0^|u=
} CXC,@T
QcZ*dI7]:
} ; l| 1O9I0Gd
/?<tjK' "H
*#ccz
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 =HJ)!(
好啦,现在才真正完美了。 tqI]S
X
现在在picker里面就可以这么添加了: V&7jd7
2{
Wi a%rm
template < typename Right > tI651Wm9
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const 5sbMp;ZM
{ V6)e Jy
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); bWc3a
} Y\e,#y
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。 ]Z/<HP$#
z#qlu=
\i
Ylh
HD
M%dJqwH5{
s>}ScJZK
十. bind =,Yi" E
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。 Pba 6Ay6B
先来分析一下一段例子 4F_*,_Y
/I[?TsXp
h-0sDt pR
int foo( int x, int y) { return x - y;} 'FB?#C %U
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 6=V&3|"
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 T /iKz
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。 jJ^p
?
我们来写个简单的。 VCOz?Y*
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: y*ae 5=6(
对于函数对象类的版本: LKtug>Me
~udi=J|
template < typename Func > b"U{@
struct functor_trait ')pXQ
{ u nE h
typedef typename Func::result_type result_type; D ff0$06Nq
} ; ,sEu[m
对于无参数函数的版本: XA8{N
X+l&MD
template < typename Ret > $JKR,
struct functor_trait < Ret ( * )() > .~#<>
{ rLMjN#`^
typedef Ret result_type; <DG=qP6O
} ;
VgfA&?4[
对于单参数函数的版本: anwMG0
.+1.??8:+
template < typename Ret, typename V1 > sflH{!;p
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Jb'l.xN
{ ZA4NVt.yN
typedef Ret result_type; jq6BwUN
} ; Ap}^6_YXd
对于双参数函数的版本: Lf+M
+^l
md`PRZzj@
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 0(A(Vb5J.T
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > y%.^|
G
{ an+`>}]F
typedef Ret result_type; lq2P10j@
} ; A%H" a+
等等。。。 ICSi<V[y1
然后我们就可以仿照value_return写一个policy $$E!u}
2{!o"6t
template < typename Func > }Dk*Hs^E
struct func_return H8[L:VeNT
{ /[f9Z:>V
template < typename T > F?b5 !<5
struct result_1
NYwE=b~I
{ Gc= #
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; .ztO._J7f
} ; ]^HlI4 z
hL:n9G
template < typename T1, typename T2 > [a~|{~?8
struct result_2 (rfU=E
{ ]IQTf5n
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; B%HG7
} ; 8BnI0l=\
} ; jkd'2
^8S'=Bk
v=4,kG
最后一个单参数binder就很容易写出来了 iN\D`9e
?`PG`|2~
template < typename Func, typename aPicker > zUg-M
class binder_1 -)%l{@Mr
{ qaK9E@l
Func fn; BU|=`Kb|))
aPicker pk; C[h"w'A2
public : ~m~<xtoc
h+o-h4X
template < typename T > mSSDV0Pfn
struct result_1 >"qnuv G
{ R
+H0+omj
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; \$o5$/oU(
} ; c]]OV7;)>
=n_r\z
template < typename T1, typename T2 > #Z8=z*4
struct result_2 o#V}l^uU=
{
6C6<,c
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; d`>'<
} ; D$|@:
mW
aiP.\`>}
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 5c?1JH62o8
$5XE'm
template < typename T > >3R)&N
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const p<#WueR[
{ XV"8R"u%Q
return fn(pk(t)); gkDyWZG B
} \XaKq8uE
template < typename T1, typename T2 > qKX3Npw
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const &)?ECj0`
{ G}B)bM2
return fn(pk(t1, t2)); aw
z(W>
} 3z$9jN/<u
} ; "M.\Z9BCt
'l,ym~R
B5'-v%YO+
一目了然不是么? v8Ga@*
最后实现bind 8]U;2H/z
jqULg iC
ttlFb]zZh
template < typename Func, typename aPicker > egur}
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) _tJp@\rOz=
{ kWVaHZr
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); R
pUq#Y:a
} 5>{S^i~!
4-RzWSFbo`
2个以上参数的bind可以同理实现。 @J"Gn-f~
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 L4bx [
9V5}%4k%+
十一. phoenix i7hWBd4wK
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: qx,>j4yw
j9FG)0
for_each(v.begin(), v.end(), ?7Kl)p3
( I"TFj$Pg
do_ Fk01j;k.H
[ 49vKb(bz{
cout << _1 << " , " AN-qcp6=o
] DbRq,T
.while_( -- _1), '6Lw<#It
cout << var( " \n " ) .wj?}Fr?97
) }=.:bwX5
); Bp
#:sAG
M^f+R'Q3
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: cB,O"-
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 T0=8 U;
=
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 hfUN~89;
那么我们就照着这个思路来实现吧: /DxaKZ ;b
s,&tD
WU
sFhmp
template < typename Cond, typename Actor > .UJp#/EHs
class do_while 8|FHr,
{ /CRZ
Cond cd; Aj9<4N
Actor act; KxZup\\:v
public : hzG+s#
template < typename T > >NL4&MV:
struct result_1 $9LI v
{ 7OF6;@<
typedef int result_type; v?\Z4Z|f
} ; (-'Jf#&X^
L[M`LZpJo
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} Rd|#-7
KmUH([#
template < typename T > 2y"]rUS`
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ;8!L*uMI
{ (yh zjN~
do g9N_s,3jC
{ oT=XCa5
act(t); x6-bAf
} ~!bA<q
while (cd(t)); '3h"Ol{b
return 0 ; /XfE6SBz
} Jat|n97$
} ; 'Ipp1a
Z_M
UBj"m<
t@hE}R
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). B4 XN
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。 ?H7Ym N
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。 JerueF;J
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。 ?<