一. 什么是Lambda :WJ[a#
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 IXe[JL:
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,
8dNwi&4
VW}xY
\f5$L`
oM M`7wJw
class filler }v"X.fa^
{ sjvlnnO
public : %l(qyH)*
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 7H %>\^A^
} ; cLEBcTx
(:4N#p
nm_]2z O
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: q]ER_]%Gna
MuQyHEDF
#H fvY}[o
aqSHo2]DX9
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); q;3.pRw(
NTkGLD1e.
m-dyvW+
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 %QCh#v=ks
~Pq1@N>n
BqC!78Y/e
!`LaX!bmp
二. 战前分析 L<'3O),}
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 1JMEniB+9
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 a{v1[i\
/7/d
u[P6
4|9M8ocR
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ^V#9{)B
/* --------------------------------------------- */ MF)Xc\}0p
vector < int *> vp( 10 ); ViIt'WX
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); (n_lu=E70
/* --------------------------------------------- */ DN3#W w2[r
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); <5X?6*Qvr
/* --------------------------------------------- */ T[]2]K[&B
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); >>oR@
/* --------------------------------------------- */ [@fw9@_'
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); Cgq/#2BM
/* --------------------------------------------- */ %{WZ
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); M0zJGIT~b
~47Bbom
eM
Ym@~4
U]jHe
看了之后,我们可以思考一些问题: mN
Hd
1._1, _2是什么? l$N
b1&
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。 +aR.t@D+"Y
2._1 = 1是在做什么? Z]kk.@P
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。 cVya~ *
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`+ ^FS
BB@I|)9O(
feU]a5%XZ
三. 动工 RP 'VEJ
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: k]?M^jrm
AT Dm$ *
`2`Nu:r^
v|uY\Z
template < typename T > hd{Vz{;W
class assignment /^ *GoB
{ ,Fo7E
T value; gSLwpIK%
public : .I\)1kjX
assignment( const T & v) : value(v) {} 7LMad%
template < typename T2 > EXn$ [K;
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } cfI5KLG~#
} ; \|^fG9M~
v\7k
{.F``2
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ;m6Mm`[i<
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment l*]9
.C=&`;Vs
.s$#: ls?
^ei[#I
class holder r"#h6lYK&
{ a,X=!oJ
public : Y#'mALC2
template < typename T > DF D5">g@
assignment < T > operator = ( const T & t) const FkJa+ZA
{ pcw!e_"+
return assignment < T > (t); s'%KKC
} dbU
} ; KI (9TI*
A6w/X`([O
-f?Rr:#
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: !1<x@%
: sIZ+3
static holder _1; i(.c<e{v~
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 K@xp!
1lRqjnzve&
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); BcV;EEi
而不用手动写一个函数对象。 !ZP1?l30
oH~ZqX.3
/bA\O
Mi'Q5m
四. 问题分析 }%k,PYe/
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 0^44${bA
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。 $hB;r
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 M52kau
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 bu"Jb4_a>
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Bv"Fx*{W
;cZ9C 1
五. 问题1:一致性 )CS7>Vx
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| :4$Ex2
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 &|<~J(L;
EK.L>3
struct holder /:dVW"A|
{ W.p->,N
// IBl}.o&]B#
template < typename T > Vja' :i
T & operator ()( const T & r) const o*/\oVOq
{ 4@#1G*OO
return (T & )r; M0o=bYI
} {neE(0c
} ; "%ag^v9
z2t;!]"'l
这样的话assignment也必须相应改动: :YjOv
Cq1t[a
template < typename Left, typename Right > [$?S9)Xd
class assignment 3hR7 ./
{ XRs/gUT
Left l; mquna"}N
Right r; f4s[R0l
public : *Q=-7am
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 6N.mSnp
template < typename T2 > U._ U!U
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 4q@o4C<0
} ; Pb} &c
v)N6ZOj*C
同时,holder的operator=也需要改动: 23+6u{
R2Tvo?xI7
template < typename T > fFXs:(
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 9YHSL[
{ V2w[0^L
return assignment < holder, T > ( * this , t); 0x# 6L
} i40r}?-
toTAWT D
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。 f;u;hQxs
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ;~~Oc
spO?5#
return l(rhs) = r; g/z9bOgIX
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。 C==tJog[
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: >jl"Yr#
2l5@gDk5
template < typename Tp > rF~q"9
class constant_t w?M*n<)
O
{ ?2EzNN cS
const Tp t; jn}6yXB
public : vp mSzh
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 4Hzbb#
template < typename T > W\~ZmA.
const Tp & operator ()( const T & r) const ;t?pyFT2Z
{ [&3"kb
return t; HqYaQ~Dth
} 1}ZBj%z4l
} ; ;;nmF#
'3hvR4P
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 jHz]
下面就可以修改holder的operator=了 >^InNJd
>MQW{^
template < typename T > }_?7k0EZ@
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const _4E+7+
{ N,[M8n,
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
vN4X%^:(
} sL/Lw
WH
A{+ZXu}
同时也要修改assignment的operator() &R^mpV5
^E:;8h4$9
template < typename T2 > |g;XC^!%=o
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } uwQ4RYz
现在代码看起来就很一致了。 D1g1"^~g
hcf>J6ZLT
六. 问题2:链式操作 O0$ijJa|
现在让我们来看看如何处理链式操作。 "t\9@nzdX
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。 wK\SeX
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。 RgRcW5VxK
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。 Xif`gb6`
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct #F{|G:\@[
cxv)LOl-
template < typename T > A6U6SvM;
struct result_1 n&V(c&C
{ rpXw 8
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; |ITg-t
} ; zO\"$8q*
VI+Y 4T@
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: ,}|V'y
TX+t
template < typename T > e| l?NXRX
struct ref }`g*pp*
{ {Y/
typedef T & reference; 3&*%>)
} ; ){(cRB $
template < typename T > p_nrua?
struct ref < T &> d)AkA\neWo
{ J *B`C^i
typedef T & reference; EPg?jKZava
} ; a&cV@~
r\1*N.O3|O
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ]f c:CR
j>:T)zhyY
template < typename T > |% kK?!e+-
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const L7b{H2 2
{ S:j0&*
return l(t) = r(t); -|T^
} R.QcXz?d
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。
4NzHzn
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ~@O4>T+VW
INT2i8oU
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 0t&H1xsxX
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 2u:j6ic
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 FSB$D)4z>b
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 !(~>-;A8
最后的布局是: 3$b(iI< "
Add :tgTYIF
/ \ D0P% .r"v
Divide 5 9%wppNT/
/ \ q8lK6p\:W
_1 3 utE:HD.PN
似乎一切都解决了?不。 5 6R,+sN
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。 pWp2{G^XB
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。 K|/a]I":
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: uj@<_|7
w\ :b(I
template < typename Right > &|4Uo5qS=Z
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const LNb![Rq
Right & rt) const 4tU~ ^z
{
Y[DKj!v
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); qw/{o:ce]
} 1L|(:m+
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ? `KOW
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。 w;(gi
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。 mI0r,Z*+M
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。 MD)"r>k
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。 D^{:UbN
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^l!y5s/H
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: ChGM7uu2
gK( 4<PO'
template < class Action > !O-+h0Z
class picker : public Action @FV;5M:I
{ .g~@e_;):
public : SDwSlwf
picker( const Action & act) : Action(act) {} bM-Rj1#Lo
// all the operator overloaded :I('xVNPz
} ; 12a #]E
(`u!/
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。 B`aAvD`7
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: }}_uN-m
*PEuaRDN
template < typename Right > pYG,5+g
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const *
2%e.d3"M
{ Uz|]}t5V
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); \7/_+)0}'
} m=}X$QF`^
Anv8)J!9u
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > uH[0kh
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 OpLSjr
N 3c*S"1
template < typename T > struct picker_maker }hYE6~pr
{ G,-OH-M!
typedef picker < constant_t < T > > result; j%;)CV
G"
} ; G{.+D2
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > Z L</
{ ([*t.
typedef picker < T > result; DcA'{21
} ; ~S6 {VK.
T6$<o\g'
下面总的结构就有了: cloI 6%5r
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。 ~PnpYd<2
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。 EC'bgFe
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 dO,05?q|
至此链式操作完美实现。 \<B6>
WZ&@
J B
L@r.R_*H?s
七. 问题3 sV[Z|$&Z
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 Xb*_LZAU
h\d($Ki
template < typename T1, typename T2 > PEEY;x
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const bOMP8{H,
{ sjgR \`AU
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 0
0&$SE
} R+0"B
Rk%M~ D*-
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: +3>/,w(x
x
5Dt5Yp"o
template < typename T1, typename T2 > ;|QR-m2/
struct result_2 `YNC_r#tG
{ %E"/]!}3
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; "NH+qQhs
} ; 7RE6y(V1
B:4qW[U#
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? J.2]km
这个差事就留给了holder自己。 K=TW}ZO
lO> 7`2x=F
YBIe'(p
template < int Order > MIF[u:&
class holder; Az9J{)
template <> &6=ZT:.6Te
class holder < 1 > #0^3Wm`X;
{ D{c>i`\G
public : BJxmW's/
template < typename T > &W+G{W{3
struct result_1 NoZ4['NI\
{ :TYzzl43
typedef T & result; 8;\tP29
} ;
jnzz~:
template < typename T1, typename T2 > KH>sCEt
struct result_2 <S@mQJS!y
{ vC<kpf!
typedef T1 & result; -^Km}9g
} ; ?>jArzI
template < typename T > G>S1Ld'MV
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const JS?l?~
{ [pgkY!R?)
return (T & )r; OXX(OCG>
} dzNaow*0&V
template < typename T1, typename T2 > PB<Sc>{U
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const N|d.!Q;V.y
{ soQzIx
return (T1 & )r1; n;^k
} JvJ!\6Q@
} ; `[ ` *@O(y
-_*XhD
template <> IA 9v1:>
class holder < 2 > G%8)6m'3
{ wQrPS
public : }:l%,DBw
template < typename T > nB Iv{
struct result_1 UH,4b`b
{ +fCyR
typedef T & result; k&_u\D"^"%
} ;
!QW 0
template < typename T1, typename T2 > GlgORy=>
struct result_2 +JAfHQm-
{ V<NsmC=g
typedef T2 & result; b:5%}
} ; [xs)u3b
template < typename T > QRZTT qG
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 9Glfi@.
{ Ysc|kxLb
return (T & )r; VDu
.L8
} nP{sCH 1
template < typename T1, typename T2 > Z=Y_;dS9
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const q,,>:]f#
{ $s(4?^GP
return (T2 & )r2; qTa]th;
} lp0T\
%
} ; ))69a
])ALAAIc-
GE8D3V;*V
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> >。 {L-aXe{
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: a(43]d&
首先 assignment::operator(int, int)被调用: )"c]FI[}
L1!hF3G
return l(i, j) = r(i, j); a.`JS
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) ~iR!3+yg4
si!9Gz;
return ( int & )i; >7(~'#x8A"
return ( int & )j; >&Ui*
最后执行i = j; -}qGb}F8!
可见,参数被正确的选择了。 bR8
HGH28
z2nUul(2
;'Vipj
6v2RS
3{I=#>;
八. 中期总结 .";tnC!e
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: E
^SM`
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 vu'!-K=0
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 SL\y\GaV
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ?ZuD
_L-i
HHIUl,P
<j1d~XU}
l;{N/cS
NtA|#"^
ZG\ I1
九. 简化 z Jo#3
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。 <E7Vbb9*
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 j
zmSFK 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: \`Ph=lJO
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 6aF'^6+a
+-*/&|^等 qvfAG 0p
2. 返回引用。 ekl?K~
=,各种复合赋值等 :af;yu
3. 返回固定类型。 "U5Ln2X{J
各种逻辑/比较操作符(返回bool) hNq8
uyKx
4. 原样返回。 5Ckk5b
operator, C>`.J_N
5. 返回解引用的类型。 v1X&p\[d
operator*(单目) r@ T-Hi
6. 返回地址。 C@UJOB
operator&(单目) !8" $d_=h
7. 下表访问返回类型。 #-gGsj;F
operator[] X~)V )'R
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 \A3>c|
operator<<和operator>> x(3
I?#kE
x,w`OMQ}c
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 =FD`A#\C~
例如针对第一条,我们实现一个policy类: #EQx
k}f<'g<H
template < typename Left > VNxpOoV=S
struct value_return A"bSNHCKF
{ ]2xx+P#Y
template < typename T > bDh:!M
struct result_1 ]lB3qEn<
{ .XLV:6
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; T)Zt'M
} ; mSw?2ba
An8%7xa7
template < typename T1, typename T2 > =ve*g&
struct result_2 .^W\OJ`G
{ (Xr_ np @
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
ENYF0wW
} ; Kixr6\
} ; N&x WHFn]C
DQ n`@
)ZgER[
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait x8pbO[_|
S`W'G&bCj
下面我们来剥离functor中的operator() a$xeiy9
首先operator里面的代码全是下面的形式: <>T&ab@dE(
x#:BE
return l(t) op r(t) M ~ i+F0
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 6<qwP?WN
return op l(t) 1o;g1Z/
return op l(t1, t2) n2jvXLJq
return l(t) op r{_B:
return l(t1, t2) op V&mH#k
return l(t)[r(t)] :Er^"9'A2
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] :!+}XT7)/
u^aFj%}]L
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: n ,&/D
单目: return f(l(t), r(t)); 4[LLnF--
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ElEv(>G*
双目: return f(l(t)); #LN5&i;s
return f(l(t1, t2)); !sfXq"F
下面就是f的实现,以operator/为例 8z."X$
7|+|\7l#
struct meta_divide ,TKs/-_?
{ [w+h-q
template < typename T1, typename T2 > O2`oe4."vd
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) JGk3b=K
{ s.R-<Y3
return t1 / t2; 68koQgI[^
} (
K6~Tj
} ; tp6csS,
LC,*H0
这个工作可以让宏来做: Yo~LckFF
;t;Y.*&=S
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 7xv4E<r2
template < typename T1, typename T2 > \ Z>(r9R3{
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; z.2r@Psk
以后可以直接用 E[|s>Xv~
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) %]a
@A8o0
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 k#axt
Sc
(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。。。) kf%&d}2to
"*++55
T3USNc51
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 b 0LGH.
z4
DU5:+"
u3
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > :]CzN^k(1c
class unary_op : public Rettype 3I9T|wQ-]
{ PGPISrf
Left l; 8)^B32
public : F_A%8)N
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ID67?:%r
/9x{^
template < typename T > 8
uDerJ!
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const jd%Len&p
{ nS_Ta
return FuncType::execute(l(t)); @~m=5C
} <Rcu%&;i
Awu$g.
template < typename T1, typename T2 > S~@r
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const {]wIM^$6+
{ ~7dM!g{W
return FuncType::execute(l(t1, t2)); Tub1Sv>J
} NFk}3w:
} ; )E'Fke
$&cz$jyY
$> "J"IX
同样还可以申明一个binary_op k:b/Gq`
S~KS9E~\
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > aq3~!T;W
class binary_op : public Rettype 3lo;^KX !
{ 2\^G['9
Left l; @Ii-NmOr
Right r; HXQ e\r
public : `I5O4|K)
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Tbv/wJ
e]lJqC
template < typename T > ?Bo?JMV
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const :.*HQt9N
{ \7pipde
return FuncType::execute(l(t), r(t)); ~9Zh,p;
} 9ky7r;?
;{|X,;s
template < typename T1, typename T2 > \|CPR6I
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 10p8|9rE}B
{ yn SBVb!)
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); )uZoH8?
} Zp?4uQ)[W
} ; 7ftR4
,4[dLWU
4&Byl85q
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 !c%
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 t/}L36@+
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 'It?wB W
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 B[r<m J
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! {fZb@7?GF
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 geksjVwPH
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ^YGTh0$W
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) P?kx
下面是修改过的unary_op -<_QF82
6?N4l ]l
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > O|QUNr9
class unary_op >R!"P[*
{ "!O1j
r;
Left l; |^R*4;Phe
bmu6@jT
public : m`z7fi7u
yL6^\x
unary_op( const Left & l) : l(l) {} $.pTB(tO
NmJ`?-Z
template < typename T > OTj,O77k
struct result_1 ._?V%/
{ %SAw;ZtQ:
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; h4_b!E@
} ; [)^mBVht
GF8 -_X
template < typename T1, typename T2 > .20V
3
struct result_2 `H\)e%]
{ "+)K |9T#
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Y25^]ON*\^
} ; Ve}[XqdS^p
gxwo4.,
template < typename T1, typename T2 > ,M QVE
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Oe51PEqn
{ ciudRK63M
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); uRE*%d>
} )P?IqSEA%
re^Hc(8M
template < typename T > >c4/?YV
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const v?%LQKO
{ ]IZ>2!6r
return OpClass::execute(lt(t)); ?s?$d&h
} =7%oE[
V|'1tB=;*1
} ; !nd*W"_gQ/
@Y}uZ'jt'
b7HffO O
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug d H?
ScXM=
好啦,现在才真正完美了。 .Pe9_ZH$W
现在在picker里面就可以这么添加了: 5{K}?*3hJ
*FK`&(B+}
template < typename Right > 0w %[
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const :]PM_V|
{ Dw_D+7>(v
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); Iy';x
} <xo-Fv
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。 06 i;T~Y
o%`Xa#*Ly
im]g(#GnKh
G,XPT,:%
H6K`\8/SeN
十. bind )}MHx`KT2
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。 WA6!+Gy
先来分析一下一段例子 O/Rhf[7v*
KL [ek
5|I55CTx
int foo( int x, int y) { return x - y;} t9^A(Vh"-
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 uLQ
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 cK@jmGj+
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。 xyA-P& N
我们来写个简单的。 /6KIl
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: !2tW$BP^
对于函数对象类的版本: geM6G$V&
RO&H5m r%@
template < typename Func > ^B/9{0n'
struct functor_trait 3QXjD/h
{ [q*%U4qGO
typedef typename Func::result_type result_type; JWv{=_2w
} ; 6/Fzco#N
对于无参数函数的版本: :7g=b%;
~+G#n"P n
template < typename Ret > P[ r];e
struct functor_trait < Ret ( * )() > 47r&8C+&\
{ f )Z%pgB
typedef Ret result_type; t<j^q`;@v
} ; MFt*&%,JX
对于单参数函数的版本: VZy4_v=
I.'b'-^
template < typename Ret, typename V1 > QA#3bFZt1n
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > (=4W-z7
{ ytz SAbj
typedef Ret result_type; FT.,%2
} ; |Ic`,>XM
对于双参数函数的版本: | ?yo 3
&a,OfSz
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 52_#
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > V\]" }V)"
{ p(F " /
typedef Ret result_type; /9pM>Cd*Z
} ; $ ((6=39s
等等。。。 (ljF{)Ml+=
然后我们就可以仿照value_return写一个policy (u3s"I
d
"2?l{4T\
template < typename Func > 23!;}zHp
struct func_return o|BP$P8V
{ %+)o'nf"U
template < typename T > bzN-*3YE=
struct result_1 ^].jH+7i*
{ sP@X g;]
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; FR[ B v
} ; 8.J(r(;>
bx4'en#
template < typename T1, typename T2 > R6-n IY,
struct result_2 >EsziRm
{ fBn"kr;
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; /u%h8!"R
} ; &MZ$j46
} ; nlYR-.
+!IQj0&'Y3
$~0Q@):
最后一个单参数binder就很容易写出来了 WE6a'
B/JO~;{
template < typename Func, typename aPicker >
-t2T(ha
class binder_1 "9EE1];NT
{ D]a:@x`+Bz
Func fn; wxg^Bq)D*R
aPicker pk; dy__e ^qi
public : rl#vE's6.e
/ $ :j
template < typename T > OLGBt
struct result_1 2&'|Eqk
{ 7uorQfR?
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; |BT MJ:B
} ; %@a8P
K;hh&sTB
template < typename T1, typename T2 > 1=sXdcy;
struct result_2 Q5{Pv}Jx
{ }?F`t[+
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; '>$EOg"
} ; im} ?rY
:A
%^^F%
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 5!YA o\S
\!vN
template < typename T > gWABY%!}
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ?\KM5^eX
{ n+@F`]Ke
return fn(pk(t)); (&|_quP7O
} @E( 7V(m/
template < typename T1, typename T2 > <~TP#uAz
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const pLa[}=
{ '{I_\~*
return fn(pk(t1, t2)); 8dD2
} <!-sZ_qq
} ; W?yd#j
b*a2,MiM
|Fm6#1A@
一目了然不是么? BqDKT
最后实现bind =S '%`] f?
~>O)
6qN~/TnHZ
template < typename Func, typename aPicker > S po?i.#
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) :j|IP)-f
{ gqXS~K9t
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 6S6f\gAM
} <FMq>d$\
`l2O?U -@
2个以上参数的bind可以同理实现。 ?
J}r
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。 !US d9
8}H1_y-g[
十一. phoenix ~\x:<)
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 0;S, tJg
J q{7R
for_each(v.begin(), v.end(), }X
GEX:1K
( 3nT
Z)L }
do_ \s3]_1F;t
[ +*\X]06
cout << _1 << " , " y;mj^/SxK
] #HS]NA|e@
.while_( -- _1), y4h=Lki@
cout << var( " \n " ) EbeI{-'aF
) UnVm1ZWZ
); @(P=Eh
!fBF|*/
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: t8^m`W
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor Y(cN}44
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 +&zYZA