一. 什么是Lambda
VPuo!H 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
5 8L@:>" 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,
]TUoXU2<x ]\>MDH lx0BKD?n <^Y#q class filler
`1Md1e:J {
sh0x<_ public :
Q%!xw( void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
7<(U`9W/q } ;
hH-!3S2' H8B.c%_|U p[%~d$JUq 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:
dD'KP4Io@ @"98u$5 C~K/yLCAi p`Tl)[* for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
Y#-c<o}f OVgak>$ '43U v 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
<nV 3`L&] mr_NArF ;}KJ[5i-V TV_a(#S 二. 战前分析
=>Z4vWX* 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。
n}1hmAhZ 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
qh&KNJ>1 9^ C6ZgNS f* h nzj for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
~R=p[h) /* --------------------------------------------- */
Eg&Q,dH[ vector < int *> vp( 10 );
4\ )WMP transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
MIZ!+[At /* --------------------------------------------- */
iWUxB28 sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
e$Y7V /* --------------------------------------------- */
=*6frC~ int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
tBwPB#:W /* --------------------------------------------- */
DAtAc(05) for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
|pU>^ /* --------------------------------------------- */
p&`I#6{ for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
ZD$I-33W BtJF1#f ~"wnlG-: [{T/2IGq 看了之后,我们可以思考一些问题:
%4#ChlXB 1._1, _2是什么?
9n\v{k= 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。
Sn.I{~ 2._1 = 1是在做什么?
(tzAUrC 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。
4
BNbS|?vV 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。
~U1: 0 MC B2 _jxysFl= 三. 动工
m{lS-DlRg 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
6 {3q l: 9NU-1vd~ -wNhbV2 Spo[JQ%6 template < typename T >
,s@S`KS0 class assignment
chE}`I? {
Tn38]UL T value;
%F;uW[4r public :
Ur""&@ assignment( const T & v) : value(v) {}
:N
xksL^ template < typename T2 >
,>TDxI; T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
9~iDL|0'~ } ;
5:EE%(g9 uIJ
zz4 ?4Zo0DiUB 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
#X5Tt ; 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
REk^pZ3B !+Sd%2o :O;uP_r9 j{/wG:: class holder
x^pHP|<3` {
g$#JdN public :
t +CU template < typename T >
IueI7A assignment < T > operator = ( const T & t) const
x_4{MD^% {
)$2h:dw_ return assignment < T > (t);
g%4=T~ }
lgHzI( } ;
.
vea[ jwwst\f eN<?rVZl 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:
IF? $')Uie<!8 static holder _1;
q }9n. Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
#q?:Act K*j1Fy: for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
*NIhYg6 而不用手动写一个函数对象。
xT+@0?|F "+4r4 #Z_f/@b ADA*w 1 四. 问题分析
>LEp EMJ\ 虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。
S?~/
V ] 1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。
7{f{SIB 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
!/e8x;_ 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
j2%#xZ{33 下面我们可以对这几个问题进行分析。
mi sPJO&QD DJR r 五. 问题1:一致性
#)KQ-x, 首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?|
P?iQ{x}w~ 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
-9"[/ (i^<er q struct holder
Jqt|'G3 {
8.' THLI //
v%Su#xq/ template < typename T >
NbhQ- T & operator ()( const T & r) const
qNbgN{4 {
Ymg,NkiP0 return (T & )r;
i$'#7U }
.[o?qCsw } ;
d1d:5b ~NO'8Mr 这样的话assignment也必须相应改动:
0av2w5>af z8w@pT template < typename Left, typename Right >
7!8R)m^1[ class assignment
xa%2w] {
J)=Ts({ Left l;
=Xb:. Right r;
,V=]QHcg public :
OV $|!n assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
KWT[b? template < typename T2 >
DGx<Nys@B T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
"& q])3h = } ;
3#c0p790 t3aDDu 同时,holder的operator=也需要改动:
'C1yqkIa` xO'xZ%cUI template < typename T >
j|(bdTZY: assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
`[.4SIah {
o}lA\ A return assignment < holder, T > ( * this , t);
Kdb:Q0B }
^g N?Io s!K9-qZl< 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
~^"s.Lsb 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
+ WFa4NZ @)S d3xw[ return l(rhs) = r;
*
n>YS 在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
|K$EULzz 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
] Y6y ]u 'xc=N template < typename Tp >
17;qJ_T) class constant_t
4ew#@ {
v@]\
P<E const Tp t;
QU^?a~r public :
w<=-n;2 constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
se]QEd7]7 template < typename T >
ln=:E$jX const Tp & operator ()( const T & r) const
YU%U {
L)/^%/! return t;
WEugm603 }
,[ M^rv } ;
e5.sqft FKu^{'Y6E0 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
/hbdQm 下面就可以修改holder的operator=了
Ng<oz*>U H}&4#CQ'! template < typename T >
TY*q[AWG assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
&+F}$8, {
\"hP*DJ" return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
r#'E;Yx }
Fpf-Fa-K\b .ID9Xd$fky 同时也要修改assignment的operator()
%(n^reuP GF awmNZ template < typename T2 >
?$rHyI T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
7e`h,e= 现在代码看起来就很一致了。
;CdxKr-d M/a5o|>8 六. 问题2:链式操作
3D"?|rd~ 现在让我们来看看如何处理链式操作。
Fo[=Dh*AqU 其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。
!3Me
6&$O 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。
8qQrJFm|3* 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。
+%RB&:K7, 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
q| 7$@H^* ]k.'~Syz template < typename T >
QDJ:LJz\ struct result_1
w`r)B`!g {
1 :d,8 typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
j+>&~ } ;
?;)F_aHp
.</.(7 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:
7`Bwo*Y kv'gs+,e template < typename T >
d<B=p&~ struct ref
K_E- Hgg_ {
R?GF,s<j typedef T & reference;
9\D 0mjn=l } ;
YO^iEI. template < typename T >
Hg;; > struct ref < T &>
2w? 5vSv {
OLM}en_L typedef T & reference;
0] $5jW6] } ;
ZRo-=/1 0I@Cx{$ 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
ac??lHtH9 +zn207.` template < typename T >
@&M$oI$4* typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
0vm}[a4+i; {
i7(\i2_P return l(t) = r(t);
vAp?Zl?g }
-$m?ShDd 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。
^L;k 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
Q.Ljz
Z i@XFnt 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
5!)_"u3 _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
oc3}L^aD _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
(N25.}8Y +5 调用divide的对象返回一个add对象。
mMRdnf!Uid 最后的布局是:
bkfk9P Add
Rk.GrLp / \
vswBK-w(Z Divide 5
@n:.D9 / \
D&r2k
9 _1 3
J=qPc}+ 似乎一切都解决了?不。
bP ,_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。
}8cX0mZ1j 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。
$1$T2'C~+ 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:
;BMm47< F"M$ "rC] template < typename Right >
+O,h<*y assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
!%{s[eO\ Right & rt) const
jB-)/8.qk {
CD+2
w
cy return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
h8lI#Gs }
v/B:n
下面对该代码的一些细节方面作一些解释
rv?d3QqIC 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。
{l -V 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。
v
lsS 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。
Z'I0e9Jw 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。
!p~K;p, 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?
L7lRh=D 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:
XUyoZl? a\PvRW*I template < class Action >
\7Fkeo+ class picker : public Action
E5b JIC(
{
p-t*?p
C public :
Ma`Goi\vFk picker( const Action & act) : Action(act) {}
?hQ,'M2 // all the operator overloaded
rX<gcntv } ;
1"82JN|! M%NapK 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。
GI:$(< 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
*jF VYg *t+E8)qL template < typename Right >
eL+L
{Ac picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
nE)|6
{
:>t?^r( return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
]'/ZSy, }
~t~5ctJ@ 4U*uH Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
H}$hk 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。
An%V>a-[ ;|Ja|@82 template < typename T > struct picker_maker
zjrr*iw {
\#A=twp typedef picker < constant_t < T > > result;
r2*'5jk_ } ;
K{&b "Ba1 template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
42m}c1R {
/j1p^=ARV typedef picker < T > result;
CXsi } ;
h8yv:}XU* S}hg*mWn{$ 下面总的结构就有了:
nd]AvVS 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。
]cv|A^ 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。
0+\~^ picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
ewn/@;E 至此链式操作完美实现。
|UO1v A@ ,A>i)brc /e5Fx 七. 问题3
jnoFNIW 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。
a'v%bL;H~ [i '\d} template < typename T1, typename T2 >
d%istFL) ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
Z0~}'K {
995^[c1o6 return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
,K'}<dm|x }
Lu~e^Ul
e<p_u)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:
z^f-MgWG rGZ@pO2 template < typename T1, typename T2 >
h ,@x5q>g struct result_2
Wb4%=2Qn {
uxto:6),P< typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
3\,TI`^C } ;
Xm`K@hJ@ 8<g_JW[% 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?
C%P"Ds=w0N 这个差事就留给了holder自己。
hfvs'. e;=G|E ?nFT51t/4 template < int Order >
XU0"f!23x class holder;
;D/'7f7.} template <>
*TuoC5 class holder < 1 >
azB~>#H~ {
n^/,>7J public :
]T+.kC
M template < typename T >
>NE]TZ.F struct result_1
fxLhVJ"b {
`,(1' typedef T & result;
%;9eh' } ;
(D8'qx-M template < typename T1, typename T2 >
&-+&`h|s struct result_2
MjU>qx:: {
{kJ[) 7 typedef T1 & result;
$gZ|=(y&r } ;
1F5F2OT$8 template < typename T >
33\b@F7b typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
`bZ_=UAb {
RWBmQg^]X return (T & )r;
k#%19B }
|y%pP/;&! template < typename T1, typename T2 >
0;TMwE typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
YKh%`Y1< {
O)5-6lm return (T1 & )r1;
!00%z }
aG|)k, } ;
_@jKFDPL )K2n!Fbd template <>
NUL~zb class holder < 2 >
#G#gB {
O!f* @ public :
]?)zH:2) template < typename T >
PJAir8 struct result_1
m$J'n A {
rI]:| k typedef T & result;
)KRO=~Y } ;
q#\eL~k template < typename T1, typename T2 >
WaMn[/{ struct result_2
d(a6vEL4 {
9Zrn(D typedef T2 & result;
z|P& 8#txM } ;
~[9 ]M)=O0 template < typename T >
k5xirB_ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
A)7'\JK7b {
dbZPt~S'$ return (T & )r;
Q|G[9HBI }
'`o+#\,b^% template < typename T1, typename T2 >
m@c2'*&Y typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
w-nkf
M~ {
^ O` return (T2 & )r2;
9DtSYd/ }
9J]LV'f7 } ;
G>_ZUHdI &P{%C5?{ */8\Z46z 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> >。
50H [u| 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
mI`dZ3h 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
FySK& 98 O z return l(i, j) = r(i, j);
U3U eTa_ 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
x@k9]6/zs rfPJBD{Ve return ( int & )i;
*p WswcV/ return ( int & )j;
!E7/:t4 最后执行i = j;
;%82Z4 可见,参数被正确的选择了。
d#z67Nl6 "{0kg'fU ng 6G<hi TOuFFR =C:0='a 八. 中期总结
R\+$^G}#6 目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事:
q{_buTARq 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
lp]O8^][& 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
nEn2!)$ 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
]CL70+[^9 L]tyL) 6a,YxR\ P2Eyqd8 k<f*ns FP\[7?ZLn 九. 简化
?QMs< 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。
A=3U4L 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
@LmUCP~ 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:
QTyl=z7 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
$ `ho+ +-*/&|^等
-J6}7>4^8} 2. 返回引用。
3~S~)quwP =,各种复合赋值等
O0I/^ 3. 返回固定类型。
,#m\W8j 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
x-W0 h 4. 原样返回。
C'$U1%:
j operator,
5s|gKM 5. 返回解引用的类型。
Cv=0&S. operator*(单目)
lubS{3< 6. 返回地址。
7)]G"m{ operator&(单目)
A6Qi^TI 7. 下表访问返回类型。
bVrvb`0 operator[]
d8K^`k+x 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
& 3a+6!L[ operator<<和operator>>
l%:_#1?isf l{3utQH-=z 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。
jW*A(bK8: 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
nAYjSE &Y&zUfA template < typename Left >
r9U1 O@c struct value_return
9PBmBP~ {
a|>MueJ template < typename T >
AuCVpDH struct result_1
bd9c/>& {
s0h)~z typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
0'<S7?~| } ;
$pKS['J0 BZBsE
:(F template < typename T1, typename T2 >
WV% KoM,% struct result_2
g?`J ,*y {
I
F@M typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
&d2/F i+ } ;
o]j* } ;
<eI;Jph5 iOyYf!yg t&oNJq{ 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
l%IOdco# E5dXu5+ye 下面我们来剥离functor中的operator()
(o|E@d 首先operator里面的代码全是下面的形式:
'K!kJ9oqe Q9' p2@Z return l(t) op r(t)
AjS5 return l(t1, t2) op r(t1, t2)
oMVwIdf return op l(t)
j{PX ~/ return op l(t1, t2)
:8ZxO wwv return l(t) op
Y `{U45 return l(t1, t2) op
q}!4b'z^ return l(t)[r(t)]
c' 6H@m#= return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
8+u8piG BAhC-;B#R 很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式:
M Q6Y^,B 单目: return f(l(t), r(t));
,y >Na{@Y return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
@K/Ia!Lw 双目: return f(l(t));
@.{ return f(l(t1, t2));
A_.QHUjpx 下面就是f的实现,以operator/为例
|);>wV" xEBjfn struct meta_divide
Q^k#?j# {
(gZ!o_ template < typename T1, typename T2 >
!2Orklzd1 static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
1mX*0> {
1 W0; YcT] return t1 / t2;
0D'Wr(U( }
TU/J]'))C } ;
aPC!M4# ~g{,W 这个工作可以让宏来做:
)=D&NO67Pq b>i=",i\ #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
-:,h8JyMP template < typename T1, typename T2 > \
r>Ln*R,9D
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
I ?>#neHc6 以后可以直接用
<%z/6I
Af| DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
B4}XK=) 来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数
q
:bKT#\ (ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。)
c&++[ (yP55PC
O$ <} %ir,8 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
_a&|,ajy> Q-F9oZ*0 template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
"7HB3?2>W class unary_op : public Rettype
~laZ(Bma); {
asg>TOW Left l;
o >Lk`\ public :
Pio^5jhB6 unary_op( const Left & l) : l(l) {}
z+*Z<c5d -?W@-*J template < typename T >
|6>_L6t typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
aM~fRra7 {
f2wW2]Fg return FuncType::execute(l(t));
L3AwL)I }
zqh{=&Tjx Db=gS=Qm template < typename T1, typename T2 >
gnXjd} typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
V5B-S.i@ {
{Fi@|' return FuncType::execute(l(t1, t2));
:j~5(K" }
{rT`*P~ } ;
u3vmC:bV >| ?T| [R4x[36Zp 同样还可以申明一个binary_op
Wv"tAseu kre&J template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
2?QJh2 class binary_op : public Rettype
Q$1K{14I {
Nd!VR+IZ Left l;
vi8~j Right r;
^>Y%L(> public :
W[Bu&?h$ binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
7g)3\C @@wx~|% template < typename T >
CeTr%j typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
_sVs6AJ {
|xVCl<{F% return FuncType::execute(l(t), r(t));
86#mmm) }
2JP?6N KeB4Pae|V template < typename T1, typename T2 >
4MJzx9# typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
m]\zt {
hZ<btN.y5 return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
iwQ-(GjM[A }
"Vq]|j,B/c } ;
4Umsc>yfK n*Vd<m;w #[y<h3f] 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
N}fUBX4k 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
N-`;\ DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
hXm}d\ 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。
,dx)rZ* 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
JtpY][}"~3 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\NZDkd 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
/w M 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)
~lqGnNhh7 下面是修改过的unary_op
5L}>+js2 5lnSa+_/f template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
ulf/C%t,R class unary_op
<zuE=0P~% {
ex\W]5 Left l;
H@E ")@92 )7GLS\uf<% public :
WEtA4zCO 8e!DDh unary_op( const Left & l) : l(l) {}
pYl{:uIPN8 ;9 ,mV(w template < typename T >
HhmVV"g struct result_1
TE%#$q {
ttaQlEa=Z typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
Q)`gPX3F } ;
uxyTu2L7 45sxF?GSwL template < typename T1, typename T2 >
}m%?&c struct result_2
`QdQ?9x{F {
*xg`Kwl5Kl typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
xwnoZ&h } ;
UVc<C
1q ^}Qj} template < typename T1, typename T2 >
4iNbK~5j typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
99"[b {
hNnX-^J<o return OpClass::execute(lt(t1, t2));
pP* ~ =? }
P5>5ps"iU `%M-7n9Y template < typename T >
W Gw!Y1wq typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
'd#\7J>d {
Zknewv*sS4 return OpClass::execute(lt(t));
Hp} }
PKR $I }l(m5 } ;
i9eyrl+! s
S5fd)x ydND$@; Z 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
HNy/ - 好啦,现在才真正完美了。
=6L*!JP< 现在在picker里面就可以这么添加了:
`{U%[$<[W y[p$/$bgC5 template < typename Right >
ml.;wB| picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
#M?F^u[ {
Ah>gC!F^ return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
w,Zx5bBg% }
0<@KDlF 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。
dA1
C)gLi dHG Io 8b:clvh &.Latx %,,`N I{ 十. bind
;wXY3|@ 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。
3XwU6M$5g 先来分析一下一段例子
^'&iYV oY%"2PW1B a1G9wC:e int foo( int x, int y) { return x - y;}
*i?rJH bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
|vfujzRZ bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
px_s@>l` 可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。
~J1;tZS 我们来写个简单的。
r|^lt7\ 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
8nIMZV 对于函数对象类的版本:
^+.t-3|U OyJsz]b} M template < typename Func >
.3a:n\tY struct functor_trait
HX3D*2v": {
],\sRQbv& typedef typename Func::result_type result_type;
IAP/G5'Q } ;
>wKu6-
]a 对于无参数函数的版本:
`u#;MUg )d}H>Qx= template < typename Ret >
PNbcy!\U struct functor_trait < Ret ( * )() >
|
"Jx {
j?\$G.Y typedef Ret result_type;
gT(th9'+z } ;
d$fvg8^ 对于单参数函数的版本:
"($Lx 9jO`gWxV8* template < typename Ret, typename V1 >
6[*;M struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
4[TS4p {
VyecTU"W typedef Ret result_type;
C5es2!^-]O } ;
K/vxzHSl 对于双参数函数的版本:
894r;UA7 q Vm"f,ruo template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
m7r j>X Y struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
W?qpnPW {
x0\e<x9s typedef Ret result_type;
-uA 3Y } ;
Z}8k[*. 等等。。。
]By0Xifew 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
|*^8~u3J" uW}Hvj;0a* template < typename Func >
URYZV8=B~ struct func_return
q.=^iz&m {
&|Lh38s@$# template < typename T >
#puQi struct result_1
ih>a~U< {
Z+Yeg typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
kS B } ;
VK2@2`$ :`0'GM" ` template < typename T1, typename T2 >
N;-/w ip struct result_2
xw PI {
{y,nFxLq typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
{Q5KV%F_ } ;
"7=bL7wM& } ;
J>`v.8y Mv.Ciyc iH-bo@ 最后一个单参数binder就很容易写出来了
2E$^_YT
C >=if8t! template < typename Func, typename aPicker >
2E^"r jLm class binder_1
;>NP.pnA) {
9wL!D3e
{Q Func fn;
q*\NRq aPicker pk;
C,o: public :
A LXUaE. Q |
template < typename T >
,{k<JA{ struct result_1
~?#~ Ar {
m</]D WJ typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
}>2t&+v+ } ;
gaQ[3g w{PUj template < typename T1, typename T2 >
L-#e?Y}$J struct result_2
(O$}(Tn {
j!YNg*H typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
O!;H}{[dg } ;
r0>q%eM8 N83!C=X' binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
l+%Fl=Q2em 4~!Eje! template < typename T >
8tU>DJ}0 typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
?RHn @$g8M {
n_v02vFAHT return fn(pk(t));
C(G(^_6 }
6N"m?g*Z
d template < typename T1, typename T2 >
rwy+~ typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
H4t)+(:D' {
Zr=ib return fn(pk(t1, t2));
d$pYo)8o({ }
^f9>l;Lb } ;
p"2m90IO Cl,9yU)1n >-b&v $ 一目了然不是么?
0; 7#ji
最后实现bind
-$.0Dc)3! ;AKwx|I$g eNtf#Rqym template < typename Func, typename aPicker >
j !`B'{cH picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
ymYBm:" {
ML=eL*}l return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
x|8^i6xB }
yO00I`5 "?35C
! 2个以上参数的bind可以同理实现。
F%
`zs\ 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。
)IHG6}< 0LdJZP 十一. phoenix
XIKvH-0& Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
uQnT[\k? 9UV9h_.x for_each(v.begin(), v.end(),
6hO-H&r++ (
xYPxg! do_
z`4c 4h]I [
RND9D\7 cout << _1 << " , "
V^WU8x ]
Q=WySIF. .while_( -- _1),
lCR!:~ cout << var( " \n " )
>TY6O.] )
R::zuv );
'S*k_vuN wjrG7*_Y4v 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:
M%I@<~wl 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
Xwt`(h[u operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
M*w' 1fT 那么我们就照着这个思路来实现吧:
*$S#o#5 ^ *0'\/N& <`)iA-Df;9 template < typename Cond, typename Actor >
L_Q S0_1 class do_while
(!3;X"l {
Hkege5{ Cond cd;
##cnFQCB Actor act;
&dr@6-xaq public :
i)MEK#{ template < typename T >
FH8k'Hxg struct result_1
{WQq}-( {
ygzxCn|# typedef int result_type;
s9 @Sd } ;
.fp&MgiQ 5pfYEofK[ do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
H>XFz(LWh 5!(?m~jJ template < typename T >
^`XCT typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
19W:-Om {
1y(UgEg do
\F{:5,Du) {
T7[NcZ:I act(t);
WF[bO7: }
F'FP0t!S while (cd(t));
4t*so~ return 0 ;
2: SO_O4C }
v+xB7w } ;
6~xBi(m` d|lpec PyBD 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
g9~]s9 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
pDl3!m 其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。
@kxel`,$e 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。
IeP
WOpj3 下面就是产生这个functor的类:
TB!((' T^:fn-S}= }r%X`i| template < typename Actor >
O"Q7Rx class do_while_actor
sOpep {
<%P2qgz5 Actor act;
BUsV|e\ public :
y(iY do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
h&;t.Gdf nB5zNyY4 template < typename Cond >
S6g<M5^R picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
}ptq
)p } ;
a`!@+6yC ^5; `-Ky Y`BRh9Sa 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
}t%W1UJ 最后,是那个do_
lz<]5T| oM1Qh? m@Rtlb class do_while_invoker
y7)(LQRE
{ {
]uQqn]+I! public :
mJ}opy!{; template < typename Actor >
k[kju%i4 do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
._PzYE|m2 {
~}"]&%Q{J return do_while_actor < Actor > (act);
?LK 2g }
[yS#O\$'e } do_;
1P(&J U;q];e:,=} 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
~xLJe`"JUx 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
%$5H!!~o 最后来说说怎么处理break和continue
n6<V+G)T 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。
~Z'w)!h 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 ]