一. 什么是Lambda UIyOn` d "
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 c#rbyx?5
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, rkzhN59;
0)84Z.k
.*,Zh2eXU
;ndg,05_
class filler 6?t5g4q*nn
{ E+Gea[c
public : ).&$pXj
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} * T~sR'K+|
} ; L72GF5+!!
kQ:2 @SOm
5=
F-^
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: u}$U|Cw-;T
p;B
+g X
jLEU V
=N3~2=g~A
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 6)?TWr'K e
8pk5[=3Z
U?}Ma f
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 +wio:==
'fgDe
]f-e/8$`@
}KOu
二. 战前分析 WTd})
s
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 `|v#x@s
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 &"CS1P|
ck^Z,AKL+
6Z'zB&hM}
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); p;'vOb
/* --------------------------------------------- */ nU`;MW/^w
vector < int *> vp( 10 ); >U}~Hv]
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); `C=p7%
/* --------------------------------------------- */ m+!%+S1
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); J^?O]|
/* --------------------------------------------- */ >:K3y$]_
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); c1z5t]d
/* --------------------------------------------- */ N1SR nJu<f
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); /
)EB~|4']
/* --------------------------------------------- */ gF:wdcO
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); A^m hPBT_
0(..]\p^d
.Kv@p jOr
O}%=c\Pb
看了之后,我们可以思考一些问题: <Q8bn?Z
1._1, _2是什么? _}\&;
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。 : Z.mM5
2._1 = 1是在做什么? a RV!0?fS
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。 |g9^]bT
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。 ]:f1r8<3p
Z@*Z@]FC
"q%)we
三. 动工 SnXLjJe
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: :_^YEm+A
9V;m;sz
,iHt*SZ,*
g>Z1ZK0;M
template < typename T > <6`,)(dj
class assignment ?@u
&3/&
{
!]`]67lC
T value; 6tzn% ?
public : O8lOr(|l
assignment( const T & v) : value(v) {} SrKF\h%/+
template < typename T2 > QoW3*1o
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } H1@"Yg8
} ; jXdn4m/O
E85 03
aCTVY1
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 $~2Ao[
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Fb*;5VNU.
~C[,P\,
_,'UP>Si
l==T3u
r
class holder IEA[]eik>
{ h0gT/x
public : Z86[sQBg
template < typename T > g5?Fo%W
assignment < T > operator = ( const T & t) const u|Ai<2b$
{ }%}eyLm(
return assignment < T > (t); ^hgpeu
} a(
qw
} ; G%P]qi
1n,JynJ
6-^+btl)#
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: "3v%|
d,>l;l
static holder _1; /q^( uWu
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 E6US
wg[*]_,a
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); dzcPSbbpt
而不用手动写一个函数对象。 zL{KK9Or
kn<[v;+
~jPe9
=*'`\}];"
四. 问题分析 F8k1fmM]Y
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。 isN"7y|r:X
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。 FYi<+]HZ
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 q80?C.,`
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ;CC[>
下面我们可以对这几个问题进行分析。 'J\%JAR@
5yQgGd)
五. 问题1:一致性 ;m\(fW*ii
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?| uo%zfi?
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Sz._XY^
6tJM*{$$H
struct holder |_A35"v
{ 1wq6E
// -}>Q0d )
template < typename T > Z2ZS5a
T & operator ()( const T & r) const c2i^dNp_
{ QTDI^ZeuF
return (T & )r; ,JjTzO
} n.T
[a
} ; Lh0<A%
5=$D~>-#
这样的话assignment也必须相应改动: /f2*J
t4Z.b 5g
template < typename Left, typename Right > cBAA32wf
class assignment m3,v&Z
{ Rk'pymap
Left l; Xh{EItk~oO
Right r; c-3? D;
public : 'tdjPdw
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} >Qi2;t~G
template < typename T2 > N_T;&wibO
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } Z$@Juv&>5^
} ; @hCGV'4
a]Lr<i8#%
同时,holder的operator=也需要改动: sQ_{zOUPh
zi5;>Iv0}
template < typename T > mO\6B7V!
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const Ltu;sw
{ -PX {W)Aw
return assignment < holder, T > ( * this , t); {:? -)Xq
} =A,i9Z&
_E1:3N|
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。 .|rpj&>g
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 d6Z;\f7[
;Z8K3p
return l(rhs) = r; o|UZdGu
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。 Bkcs4 x
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 8
/\rmf\
3cs'Oz<w
template < typename Tp > %II |;<
class constant_t 8J@REP4
{ EJRwyF5LK
const Tp t; ~< k'{
public : 8J>s|MZ
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} .<tb*6rX>
template < typename T > 7wZKK0;T
const Tp & operator ()( const T & r) const 6.k2,C4dT<
{ Q!@"Y/
return t; H_jMl$f)j
} 9iGJYMWf
} ; <8'}H`w%
l.&6|
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 0uj3kr?cv
下面就可以修改holder的operator=了 k<AnTboa
WyO10yvR
template < typename T > k6$.pCH6
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const ;ASlsUE\)
{ uRp-yu[nt%
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); 7H=/FT?e]
} z;Kyg}
uv Z!3 UH.
同时也要修改assignment的operator() =WHdy;
V a<L[8
template < typename T2 > `~gyq>Ik2
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } ] @IzJz"R
现在代码看起来就很一致了。 \[Q,>{^
WJl&Vyl2FL
六. 问题2:链式操作 ZX'/[wAN)
现在让我们来看看如何处理链式操作。 1YQ|KJ*K
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。 >8QLo8)3C
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。 t.3b\RV[
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。 k|&@xEbS
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 9CxU:;3
g_-Y-.M
template < typename T > sv
=6?uYW
struct result_1 [ibnI2I]`
{ Q
xKC5`1
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; hg |DpP
} ; 2 y,f
yv&&x.!.Z
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: Fd0R?d
O$KLQ '0"n
template < typename T > t}]=5)9<
struct ref =r#of|`Q
{ \y{C>!WX4
typedef T & reference; @/7tN3O
} ; eR =P
template < typename T > j^>J*gLM}W
struct ref < T &> ]^E<e!z={$
{ g&X$)V4C
typedef T & reference; YGNO]Q~A
} ; 4OC^IS
jsjH.O
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: L_Ff*
e![n$/E3R
template < typename T > vDqmD{%4N
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const TU^UR}=lP
{ eqg|bc[i!t
return l(t) = r(t); pm@Mlwg`1
} zcy!YB
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。 >]s|'HTxF
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 QT&2&#Z
+q6/'ErN]m
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 A+_361KH
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: zXIVHC,"{
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 VPet1hAy
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 bU7n1pzW,o
最后的布局是: ol[
Add H)ud?vB6
/ \ MQ7N8 @!t
Divide 5 u%}zLwMH
/ \ !Qy%sY
_1 3 2h%/exeS;
似乎一切都解决了?不。 1pg&?L.MA
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。 **N{XxdN
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。 krFuEaO
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: 6* (6>F5
i^f*Em1
template < typename Right > @l41'?m
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const Ixk L]
Right & rt) const tZB"(\
{ p
D-k<8|
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); (_ HwU/
} ]ri5mnB
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 )[oegfnn-
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。 N2#Wyt8MC
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。 5<^$9('
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 C8W#$a
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。 2<q>]G-nN
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? =^\yE"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: 3"FvYv{
}>]V_}h
template < class Action > P%2aOsD0
class picker : public Action 8iA[w-Pv
{ }OL?k/w
public : f#f<Ii
picker( const Action & act) : Action(act) {} C-u'Me)H
// all the operator overloaded {<+B>6^
} ; 0n<>X&X
E^qJ5pr_P
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。 _3~/Z{z8
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: qQ6rF
nA
?71?Vd
template < typename Right > ^hiIMqY_{`
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const b~>kTO
{ <NKmLAfX
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 3dheT}XV?p
} UTwXN |'|
t/%{R.1MN
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ,a
2(h
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。 g\%;b3"#
PDQEI55
template < typename T > struct picker_maker /<C}v~r
{ ut
j7"{'k|
typedef picker < constant_t < T > > result; Fj;];1nt
} ; CiF(
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > ( f]@lNmx
{ Jui:Ms
typedef picker < T > result; }$%j} F{
} ; BA(erf>
GBeWF-`B
下面总的结构就有了: *uW l 804
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 7qsu0 .[d
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 e%[0
NVo
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 !$n@-
至此链式操作完美实现。 (w[#h9j
Aqy y\G;
#z6[8B
七. 问题3 A#7/,1h\
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。
3-~*
_nwsIjsW
template < typename T1, typename T2 > {#` O'F>
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const #ME!G/
{ YN]xI
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 76::X:76
}
}_mVXjF
_+7+90u
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: 0Wkk$0h9
(1IYOlG4
template < typename T1, typename T2 > #)r^ZA&E
struct result_2 QHU|aC{r
{ \<ko)I#%
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; p~'iK4[&6
} ; >V%lA3
6;:z?Q
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? \1Xr4H
u
这个差事就留给了holder自己。 Yyx sj9
Xfc+0$U@
Y-?0!a=e.
template < int Order > %8O1sF
class holder; XQ3"+M_KG
template <> JtvZ~s
class holder < 1 > jFDVd;#CS
{ *O|_)G
public : ObPXVqG"?
template < typename T > \E(^<Af
struct result_1 NiH =T
{ ~] &yHzp2
typedef T & result; `- HI)-A97
} ; TTa$wiW7'
template < typename T1, typename T2 > 8TBv~Qu
struct result_2 efr 9
{ Rtu"#XcBw+
typedef T1 & result; n!-]f.=P
} ; QArph0e
template < typename T > %}IrZrh
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const <Hf3AB;#4
{ G{.[o6>
return (T & )r; Ct][B{
} jj&mRF0gCb
template < typename T1, typename T2 > I A%ZCdA;
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const hp c &s
{ {^D; ($lm
return (T1 & )r1; z+Guu8
} v,'k2H
} ; ;kI)j
?
4Ei8G]O
$_
template <> [g bFs-B2/
class holder < 2 > 1Q_Q-Z
{ KpBOmXE
public : 5e3p9K`5
template < typename T > ds9U9t
struct result_1 h#p[6}D
{ htT9Hrx
typedef T & result; {'Y()p3kl
} ; ;`O9YbP#
template < typename T1, typename T2 > [uwn\-
struct result_2 ?y-@c]
{ &MZ{B/;;H
typedef T2 & result; P{LS +.
} ; 2 g\O/oz
template < typename T > *knN?`(x
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const CNe(]HIOH
{ kQ]4Bo
return (T & )r; :_,a%hb+8
} 6B|OKwL
template < typename T1, typename T2 > ~47 0LgpO1
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const **$kWbS
{ =xQPg0g
return (T2 & )r2; ^F'~|zc"C
} 2n+ud ?|l
} ; `_f&T}]
Kton$%Li
Egz6rRCvg
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> >。 1Ys)b[:
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: u/<ZGW(&s(
首先 assignment::operator(int, int)被调用: !</U"P:L
kbL7Xjk
return l(i, j) = r(i, j); deQ {
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 7+88o:G9
{Q>4zepN!
return ( int & )i; >k
==7#P
return ( int & )j; sSf;j,7V
最后执行i = j; 9OFH6-;6`\
可见,参数被正确的选择了。 &.(iS
YZ]}l%e
\K9.]PfbI
fWPa1E@
*s#6e}
八. 中期总结 mz Cd@<T,
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: KWxTN|>
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ?2_h.
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 =;GmLi3A
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor q %j8Js
{Q[ G/=mx
:f:&B8
lI%RdA[
Yecdw'BW?
{sxdDl
九. 简化 )3A+Ell`
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。 eIy:5/s
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 fs yVu|G
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: ePZAi"k
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 'gXD?ARW
+-*/&|^等 ]&; In,z
2. 返回引用。 TQ:h[6v
=,各种复合赋值等 0i"2s}^+_
3. 返回固定类型。 {\`y)k 7
各种逻辑/比较操作符(返回bool) uF|Up]Z G
4. 原样返回。 kOdA8XRY
operator, "N">RjJ"
5. 返回解引用的类型。 U'msHF
operator*(单目) T{2)d]Y
6. 返回地址。 !Pz#czo
operator&(单目) iITMBS`}
7. 下表访问返回类型。 :Jf</uP_
operator[] dGj0;3FI%
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 tK@7t0
operator<<和operator>> V;g) P
-+u}u=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。 HL]J=Gh
例如针对第一条,我们实现一个policy类: pacD7'1{
Pr>05lg
template < typename Left > =fH5r_n
struct value_return bI3GI:hp
{ PjX V.gz
template < typename T > *iY:R
struct result_1 8(&6*-7=
{ yY!)2{F+
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; %I9f_5BlT8
} ; cHVJ7yAZI
`k*;%}X\
template < typename T1, typename T2 > `#w#!@s#@
struct result_2 2@?X>,
{ wfe4b
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; w N`Njm9!
} ; FfxD=\
} ; &SPY'GQ!
pH.&C 5kA
i-;#FT+Xc
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait mI{Fs|9h
JWaWOk(t=?
下面我们来剥离functor中的operator() '^C
*%"I]
首先operator里面的代码全是下面的形式:
Qe7=6<
<"6\\#}VG
return l(t) op r(t) [3qH?2&
return l(t1, t2) op r(t1, t2) (]\p'%A)
return op l(t) TQKcPVlE
return op l(t1, t2) wdf;LM
return l(t) op 0>Td4qr+u
return l(t1, t2) op N
P+vi@Ud
return l(t)[r(t)] /\<x8BJ
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Z*f%R\u
bcvm]aPu
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: Itv cN
单目: return f(l(t), r(t)); yH]Q;X'
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); K!qOO
双目: return f(l(t)); ]" e'z
return f(l(t1, t2)); ~OsLbz:
下面就是f的实现,以operator/为例 N$#~&
PYWFz
struct meta_divide 2HSFMgy
{ i$p2am8f
template < typename T1, typename T2 > 1ig*Xp[
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) oJ*,a
{ `L 1+j
return t1 / t2; N8df1>mW
} aNY-F)XWa
} ; ykJ+LS{+
z/h]Jos
这个工作可以让宏来做: GDC@s<[k
v4Rci^ 8
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 0HU0p!yt&
template < typename T1, typename T2 > \ Z3YKG{g
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ~]RfOpq^w
以后可以直接用 ?<^8,H
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) d/F^ez
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 sbX7VfAR`
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) C|Y[T{g?t
<9
^7r J
G1w$lc
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 AaxQBTB
ubfh4
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Vt3*~Beb
class unary_op : public Rettype ?wlRHVZ
{ yQ[ ;.<%v
Left l; 9XtO#!+48
public : J^CAQfcx
unary_op( const Left & l) : l(l) {} eR>8V8@
b/qK/O8J
template < typename T > vdvnwzp!l
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Kr'? h'F
{ ?!jJxhK<h
return FuncType::execute(l(t)); YkMFU'?[
} 0Fon`3(^\
\-]tvgA~&
template < typename T1, typename T2 > n.a2%,|v
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const H"^9g3U
{ 8<T~AU8'*
return FuncType::execute(l(t1, t2)); sRZ<c
} F(."nUrf
} ; _0gdt4
,g}$u'A+d
"=
%"@"<)
同样还可以申明一个binary_op 8rS;}Bt
e(a,nZF.
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > hKN ;tq,
class binary_op : public Rettype C P&u
{ lEwQj[ k
Left l; `:~Wu/Ogr
Right r; gCPH>8JwS0
public : ps:`rVQ7
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 13Z,;YW
HyWR&0J
template < typename T > '" %0UflJS
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const f 42F@M(:
{ R_g(6l"3R^
return FuncType::execute(l(t), r(t)); UP)<(3YA
}
ebJTrh <{
l4+ `x[^
template < typename T1, typename T2 > e21J9e6z
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const '"\n,3h
{ tbR
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); elhP!"G
} 0 AffD:
} ; <F&XT@
o938!jML_
\W TKw x
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 6@/k|t>OT
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 #yR&|*@
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 0\Jeyb2dl
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 "|dhmV[;
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! ?)(/SZC0
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 ]o"E4Vht
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 @{fwM;me]P
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) oz.z>+Q
下面是修改过的unary_op bcy
D6?h
6`J
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > E:/!]sm!
class unary_op 9'sZi}rT
{ Rrry;Hr
Left l; :w5g!G?z
oVZzvK(zR
public : w.J$(o(/
gy,)%{,G
unary_op( const Left & l) : l(l) {} X\H P{$fY_
Rzsu 7w
template < typename T > j0~c2
struct result_1 \6/Gy!0h-
{ fgj$
u
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ?qSwV.l]d
} ; t CO?<QBE
1Dhe!
n#
template < typename T1, typename T2 > VK*`&D<P
struct result_2 ke;=Vg|
{ Z?=o(hkd
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; =8tK]lb
} ; 286reeN/e
<+q`Dk
template < typename T1, typename T2 > [QQM/ ?
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const /*BU5
{ GT]>
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); oxeu%wj_
} Twd*HH
?0KIM*
.
template < typename T > 6la'\l#
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const V3cKdlu Na
{ DBaZ cO(U
return OpClass::execute(lt(t)); M6Xzyt|
} 6QT&{|q=
}ff^^7_
} ; >jmHe^rH
J%r:"Jm[y1
'-N5F
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 H?Sv6W.~
好啦,现在才真正完美了。 <>f;g"qS
现在在picker里面就可以这么添加了: O>nMeU
*BM#fe
template < typename Right > ackeq#
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const 0nD?X+ u
{ >\:GFD{z
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); xq,ql@7
} <N~9=g3
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。 j[\:#/J
D bi ^%
7R79[:uwJ
`'XN2-M8
O"o|8
l}M/
十. bind tl~ZuS/
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。 Vi^vG`L9
先来分析一下一段例子 P/WGB~NH
@uV]7d"z(
M1NdlAAf
int foo( int x, int y) { return x - y;} 6[R6P:v&'G
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 I2RXw
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 l8+)Xk>
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。
*$DD+]2
我们来写个简单的。 hPz=Ec<zW
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ' ,]Aj!q
对于函数对象类的版本: L'KKU4zj
*!
:j$n;
template < typename Func >
jwLZC
struct functor_trait d(RMD
{ <
-W 8
typedef typename Func::result_type result_type; k%Tp9x$
} ; [$d]U.
对于无参数函数的版本: d&|5Rk
~
8O{V#aop
template < typename Ret > 9__Q-J
struct functor_trait < Ret ( * )() > p8-$MF]]6
{ K$}K2w
typedef Ret result_type; r9M3rj]
} ; QbSLSMoL
对于单参数函数的版本: acUyz2x
"m6G;cv
template < typename Ret, typename V1 > mDv<d =p!
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > @f|~$$k=
{ 8mdVh\i!Kf
typedef Ret result_type; UeZ(@6_:
} ; }dMX1e1h8
对于双参数函数的版本: r
20!
90iveb21}
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > jxm#4
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > (7!pc
{ toD!RE
typedef Ret result_type; ;3& wO~lW
} ; >}NnzZ
等等。。。 "'Gq4<&y
然后我们就可以仿照value_return写一个policy F,VWi$Po\N
\/SOpC
template < typename Func > #l-zY}&
struct func_return D'ZUbAh!
{ ZRw^<
+
template < typename T > z!b:|*m]w
struct result_1 %1#|>^
{ dD39?K/
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 8q6Le{G
} ; $\]Mvd
$39TP@?:Z)
template < typename T1, typename T2 > Dt7z<1-)l
struct result_2 Lh-Y5(c
o
{ 0(u}z
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; d
{ P$}b
} ; {0fQE@5@
} ; iI'ib-d
?G!p4u?C
+T*??OW@
最后一个单参数binder就很容易写出来了 l]t^MEoc8
9+<A7PM1T
template < typename Func, typename aPicker > <Tbl|9
class binder_1 p^w)@^f
{ rbv
Func fn; ,+OVRc
aPicker pk; wK fq'W{
public : xqlnHf<G
}LX!dDuwA
template < typename T > 99'c\[fd'
struct result_1 [K4k7$
{ .)%,R
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ~^'t70 :D
} ; g%^/^<ei
NgsEEPu?
template < typename T1, typename T2 > ,SdxIhL
struct result_2 *'M+oi
{ ,d.5K*?aI
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; `{yI|
Wf
} ; {`)oxzR
KC9VQeSc
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} Wq 1OYZ,
~@ <o-|#
template < typename T > |7Z}#eP//
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const kDQE*o
{ l$HBYA\Qh
return fn(pk(t)); /']`}*d
} ##mBOdx
template < typename T1, typename T2 > ?/,V{!UTtq
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const <pG 4g
{ h5aPRPU g
return fn(pk(t1, t2)); gth_Sz5!#
} N 5{w
} ; \>.[QQVI"l
V5
9Vf[i|
`s=Z{bw
一目了然不是么? 0/z$W.!
最后实现bind :]8A;`G}
xa?auv!
e_rEu'[av
template < typename Func, typename aPicker > vs$.i
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) UF89gG4
{ `8\"3S
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ?TW? 2+
} aDLlL?r3
j2:9ahW
2个以上参数的bind可以同理实现。 ?wIEXKI
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 s6;ZaU
tdu:imH~
十一. phoenix 0d~?|Nv -
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: /a-s9<
3aU4Z|f~
for_each(v.begin(), v.end(), !T~uxeZ/;
( md\Vw?PkU
do_ ao(Lv+
[ N0K <zxR
cout << _1 << " , " -Fop<q\b
] o:as}7/^
.while_( -- _1), 7g o Rj
cout << var( " \n " ) pA@R,O>zr
) ].QzOV'
); `!ja0Sq]U
y<v-,b*
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: fp 3`O9+em
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor JV!F<
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 aqi]5,
那么我们就照着这个思路来实现吧: 3_i29ghv
&wkbr2P
k#V\O2lb
template < typename Cond, typename Actor > "1DlusmCCB
class do_while }^n"t>Z8
{ R"F: (
Cond cd; H~ >\HV*
Actor act; }C=+Tn
public : :2A-;P4
template < typename T > a`C2:Z23(#
struct result_1 c,G[R k
{
VIod6Vk
typedef int result_type; 2j{T8F\]
} ; }^odUIj
^Vc(oa&;
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} /kO%aN
e>uq/|.!
template < typename T > H:16aaMn(
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const .NF3dC\
{ {
"f}
}}l
do |F~U
{ x IL]Y7HWM
act(t); criNeKa
} kp)1s>c
while (cd(t)); [4PiQyr
return 0 ; q((%sWp
} X:(t,g*7
} ; iE
,"YCK
2ryg3%+O
9wC='
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). u*7>0o|H:
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。 i>pUTT
_[
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。 mJVru0
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。 ]qk`Yi
下面就是产生这个functor的类: a5`9mR)Y$'
>T\^dHtz
2aUE<@RU[
template < typename Actor > dA(+02U/.
class do_while_actor ,LU|WXRB
{ k/Ao?R=@gI
Actor act; Y5mk*Q#q
public : WBD"d<>'
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} > IZ$ .-
`n`HwDo;i
template < typename Cond > ,!^;<UR:
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; NV2$ >D
} ; OuPfB
5N2`e3:I
M^/ZpKeT"
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 5^2P\y(?
最后,是那个do_ H"pwIiC
%e/L
.#0
_+0c<'
class do_while_invoker k&