一. 什么是Lambda E"<-To
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 fK/|0@B8
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, ~J:qG9|]}
zhZ!!b^6<
@@W-]SR
SX)o0v+
class filler =D3K})&
{ \yhj {QS.k
public : 1xTNrLW
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} FZBdQhYF
} ; L#k`>Qn2
]q`'l_O
cj;k{Moc
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: $Wn!vbL
@
JfQ}`
'O^<i`8U]
*";O_ :C!
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); [QDM_n
a{
p1Yy-]
X..<U}e
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 {>Yna"p
DCP
B9:u
Lk lD^AJA
Uz_OUTFM
二. 战前分析 G,X> f?
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。 2cQG2N2*
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 ,p' ;Xg6ez
ubs>(\`q"
]KM3G
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); RI2/hrW
/* --------------------------------------------- */ =#T3p9
vector < int *> vp( 10 ); (`"87Xomnn
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); U|~IJU3-
/* --------------------------------------------- */ !g[UFw
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); LjySO2
/* --------------------------------------------- */ kInU,/R*
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); kXN8hU}iq
/* --------------------------------------------- */ R ~? 9+
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); yvCX
is
/* --------------------------------------------- */ \AOHZ r
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); \R[f< K%
,1
^IFBJ
K3^2;j1F Q
LEd@""h
看了之后,我们可以思考一些问题: _ SJFuv/
1._1, _2是什么? G-[.BWQ
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。 Ex+E66bE
2._1 = 1是在做什么? EkpM'j=
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。 KY+BXGW*
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。 h4E[\<?
MLvd6tIv,
kYZj^tR
三. 动工 HhB&vi
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: "IJ 9vXI
tjJi|
a v"dJm
+W+o~BE
template < typename T > z7!@^!r
class assignment UM}MK
{ 2O(= 2X
T value; z9
$1jC
public : b *Ca*!
assignment( const T & v) : value(v) {} H~;s$!lG
template < typename T2 > }qg.Go
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } m](q,65 2
} ;
JN-W`2
-ZH6*7!
Ay|K>8z
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ]$)U~)T
iW
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment =gAn;~
&hnKBr(Lw
L=&dJpyfT
5}4>vEn
class holder 85rjM#~
{ vAqVs5 j
public : \ZtF,`Z
template < typename T > {JtfEna
assignment < T > operator = ( const T & t) const /Jc54d
{ )@_5}8
return assignment < T > (t); vw*,_f
} IoCi(N;
} ; ,&LGAa
F.iJz4ya_
@DuSii#.S
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: %I#[k4,N
rnP *}
static holder _1; _ q^JjR
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 }8dS[-.
P"a9+ti+'
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
j>)yV@g/
而不用手动写一个函数对象。 r2=4Wx4(
$q g/8G
cd.|>
IN?rPdY
四. 问题分析 -] `OaL!
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。 m`xzvg
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。 T7Qw1k
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 LLPbZ9q
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ?sclOOh
下面我们可以对这几个问题进行分析。 z4r g.ai
<|;)iT1VeT
五. 问题1:一致性 pwmH(94$0
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| -Q"
N;&'[&
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 MNocXK
QFU1l"(qGk
struct holder "$ U!1
{ "bA8NQIP
// 9uW\~DwsZ%
template < typename T > mI,!8#
T & operator ()( const T & r) const :xZ^Jq91
{ Rv|X\Wm
return (T & )r; [4b_`L
} -5GRit1q?
} ; 7 ;SI=
'5}@#Mi
这样的话assignment也必须相应改动: jd+U+8r
@QAI 0ZY
template < typename Left, typename Right > -op(26:W<
class assignment UgD&tD0fp
{ I2)#."=Ew
Left l; fcisDu8n
Right r; )<vuv9=k\%
public : 6$
ag<
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ;`
!j~
template < typename T2 > ?y2v?h"
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 1{?5/F \ +
} ; +J7xAyv_Oz
}o7"2hht
同时,holder的operator=也需要改动: d[y(u<Vl
nZ/pi$7
template < typename T > O_^;wey0}?
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const ?U(`x6\:
{ ?btZdnQ))S
return assignment < holder, T > ( * this , t); #_'|
TT>p#
} '<Jqp7$dL
aUbmEHFTV
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。 *V?p&/>MT
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 %<@x(q
(}MN16!
return l(rhs) = r; T*rx5*:o
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。 2-_d~~O1N
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 4+q3
Kw
,7ZV;f81
template < typename Tp > 6HRr4NDcj
class constant_t ,L$,d
{ Y(6 p&I
const Tp t; 9K4Jg]?
public : 8'o6:
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} b9 TsuY
template < typename T > O^sOv!!RH/
const Tp & operator ()( const T & r) const xMHu:,ND
{ |6!L\/}M%
return t; /Gvd5
} ;}4^WzmK^(
} ; @Q%<~b[y
%>EM ^Z
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 tl^![Z
下面就可以修改holder的operator=了 L(DDyA{bA
X%
X
&<
template < typename T > |6GDIoZ
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const HD153M,
{ Hg2Rcl
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); i2 G.<(3O
} um*!+Q
Q=#N4[W'
同时也要修改assignment的operator() ;lc/FV[/
s}bv
o
template < typename T2 > ,O`~ D~$
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } nP#|JRn=
现在代码看起来就很一致了。 >WmTM0
Wph@LRB]
六. 问题2:链式操作 mH/9J
现在让我们来看看如何处理链式操作。 2dnyIgi
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。 'yNS(Bg=
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。 Zx 5Ue#I
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。 t>JPK_b0
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct `w EAU7m:
Q<T+t0G\O-
template < typename T > Uq^-km#a
struct result_1 L'r gCOJ<
{ UB,:won
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; a}[ 1*_G
} ; @k3xk1*
]h?p3T$h
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: N^%7
o+F<
r#
template < typename T > 5LzP0F
U
struct ref aM|;3j1p
{ +\U#:gmw
typedef T & reference; Z!2%{HQ=q
} ; H&!?c5
template < typename T > =pd#U
struct ref < T &> 6D/K=-
{ Q|(G -
typedef T & reference; m#`1.5%
} ; x@? YS
$u%7]]Y^\
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ^!rAT1(/_
#}S<O_
template < typename T > }fh<L CwTi
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const q6EZ?bo{
{ FgnPh%[u
return l(t) = r(t); "-R19SpJKh
} 0$=w8tP)
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。 4~~G
i`XE
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 si#1sdR
raJv$P
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 SSysOeD+
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: U o[\1)
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ZK5
wZU
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 #D-Ttla
最后的布局是: "wnN
0 p
Add v4vIcHDs
/ \ X ;Cl8
Divide 5 uYCWsw/
/ \ :N64FR#
_1 3 f f5 e]^,
似乎一切都解决了?不。 CkR
95*
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。 SaFNPnk=
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"f)\FPGe
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: HcCT=x7:
A.cNOous|
template < typename Right > mOfTq]
@B
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const s2"<<P[q'
Right & rt) const HpIWH*
{ =fK6P6'B
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); yR1v3D4E
} d-`z1'
下面对该代码的一些细节方面作一些解释
::sk)
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。 0SV4p.
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。 "P a y2
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。 b=XXp`h~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。 11?d,6Jl
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? #oJ%i+V
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: =[LUOOR*]
8 `}I]
template < class Action > Ru@ { b`
class picker : public Action -8Hv3J'=
{ n!&F%|o^^
public : vP'#x
picker( const Action & act) : Action(act) {} 0DX)%s,KO
// all the operator overloaded @1s
2#)l(
} ; 3|PV.
_*++xF1
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。 th%T(D5n
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: Wo{4*~f
nQ#NW8*Fs
template < typename Right > ZoR6f\2M
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const /kAbGjp0
{ [r^WS;9n
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ]JHInt
} }p `A>
jIck!
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > S,f:nLT
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。 Xa$-Sx
yOO@v6jO)
template < typename T > struct picker_maker 88Vl1d&b
{ 7 )*q@
typedef picker < constant_t < T > > result; #|K5ma
} ; |O{kv}YZ
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > xE-
_Fv9
{ '?1g_C QsS
typedef picker < T > result; $0*D7P^8
} ; /_r` A
AI]lG]q8
下面总的结构就有了: B/I1<%Yk
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 v.F|8 cG
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 kL"Y>@H
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 %R P\,|
至此链式操作完美实现。 dy4~~~^A
^00C"58A
=>L2~>[
七. 问题3 UN|S!&C$
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。
xM$AhH
qVE<voB8
template < typename T1, typename T2 > R|[gEavFl
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const cH6J:0>W
{ !:Ob3Mq\
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); *iJ>@vew
} Z@0IvI
ZhFlR*EQ
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: X'p%K/-m
NUh+ &M
template < typename T1, typename T2 > 814cCrr,o
struct result_2 QBjvbWoIG(
{ |Q$Dj!!1P
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; bzh:
} ; O+t'E9Fa
lsU`~3nr
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? { a_&L
这个差事就留给了holder自己。 |xrnLdng0R
\lF-]vz*
Bw>)gSB5$k
template < int Order > /L=Y8tDt
class holder; as"@E>a
template <> @b{$s
class holder < 1 > wZt2%+$6m
{ \hP.Q;"MtO
public : 2FQTu*p&B
template < typename T > >aT~G!y
struct result_1 JZ/T:Hsh4
{ *fI\|%K
typedef T & result; n(
zzH
} ; iUlSRfrC$#
template < typename T1, typename T2 > q^6l`JJ
struct result_2 8|tnhA]~
{ uP.dCs9-
typedef T1 & result; bycnh
} ; Zou;o9Ww
template < typename T > a~Yq0 d?`D
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const %v[KLMo'(
{ 9>=S@hVMd
return (T & )r; bT`et*]
} 0qL.Rnt
template < typename T1, typename T2 > e?:1wU
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const WQsu}_g5y
{ .f`KP!p.
return (T1 & )r1; "Iacs s0;
} jXIVR'n(
} ; {
T?1v*.[
8zQN[[#n
template <> o@ @| 4
F
class holder < 2 > \lK `
{ G,6 i!M
public : /]2I%Q
template < typename T > |d=GAW
v
struct result_1 XQZiJ
%'
{ c|X}[
typedef T & result; Q}#xfrprF
} ; y<PQ$D)
template < typename T1, typename T2 > g#o9[su
struct result_2 X?Or.
{ .\8LL,zT
typedef T2 & result; =z\/xzAwX
} ; B^C5?
template < typename T > mt4X
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
czH# ~
{ _z>%h>L|g
return (T & )r; zZP&`#TAy
} .>p.k*vU
template < typename T1, typename T2 > R#!Urhh
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 7,Y+FZ
{ }O2P>Z?V
return (T2 & )r2; p ^Y2A
} b1yS1i
D
} ; u24XuSe$
Rg3g:TV9c
(V0KmNCW`
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> >。 t:n$9WB)
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: !{vZvy"
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Pb<6-Jc[
on
4
$n7
return l(i, j) = r(i, j); 6E9o*YSk
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) a0's6C
oz7=1;r
return ( int & )i; Qjmo{'d
return ( int & )j; zpg512\y
最后执行i = j; {FR+a**
可见,参数被正确的选择了。 9Dd`x7$a
g|M>C:ZT
q siV
j|@8VxZ
6O" y
八. 中期总结 : :928y
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: (&M,rW~Qxs
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 er<_;"`1
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 YTg8Zg-Z
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor A-u!{F
0O(V y y
(O/W`qo
oSl}A,aQ(
[d=BN ,?
N!<X%Ym
九. 简化 6\? 2=dNX
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。 seb/rxb
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 (^m~UN2@~m
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: eF?jNO3
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 E,QD6<?[
+-*/&|^等 AR c
2. 返回引用。 %!R\-Vej
=,各种复合赋值等 % -.V6}V
3. 返回固定类型。 ?gCP"~
各种逻辑/比较操作符(返回bool) v)nBp\fjxp
4. 原样返回。 %&eBkN!T
operator, d"S\j@
5. 返回解引用的类型。 #
S0N`V
operator*(单目) rd,!-w5
6. 返回地址。 )"%J~:`h}
operator&(单目) {x~r$")c?
7. 下表访问返回类型。 "ZuA._
operator[] \"d\b><R
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 Wr+1e1[
operator<<和operator>> uJa.]J~L=
<&HHo>rl
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 ]+>Kl>@
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 0CI\Yd=
%K0Wm#)
template < typename Left > Th4}$)yrkN
struct value_return k<RaC=
{ `:d\L
H
template < typename T > A2.4#Qb'
struct result_1 fsWPU]\)
{ 4D6LP*
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; oAvLSFn
} ; eTI?Mu>C
Ac\e>N
template < typename T1, typename T2 > r+tHVh
struct result_2 [buLo*C4:
{ $5DlCN
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; M2nUY`%#v
} ; w`atk=K
} ; *P?Rucg
c`oW-K{
+y\o^w4sT
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 0JW
=RW
u.}H)wt
下面我们来剥离functor中的operator() <(1[n
pS&+
首先operator里面的代码全是下面的形式: (Mw+SM3<
xdMY2u
return l(t) op r(t) z7pw~Tqlz
return l(t1, t2) op r(t1, t2) eKRE1DK
return op l(t) biRkqc;
return op l(t1, t2) ADA}_|O
return l(t) op W9S6
SO^\
return l(t1, t2) op .u]d5z
BR
return l(t)[r(t)] v=DC3oh-
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] sYB2{w
"oh;?gQ.
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:
)!FheoR
单目: return f(l(t), r(t)); y s[ z[
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); znAo]F9=J"
双目: return f(l(t)); N l^uA
return f(l(t1, t2)); z Ece>=C
下面就是f的实现,以operator/为例
spWo{
7v}(R:*
struct meta_divide RQ4+EW1G
{ |gU)6}V@
template < typename T1, typename T2 > `chD*@76I
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) =&m;5R
{ [EK@f,iM
return t1 / t2; B?4Iu)bCxI
} 5>hXqNjP2
} ; @QE&D+NS
{:=]J4]
这个工作可以让宏来做: H;#C NB<e
/h@3R[k
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 5yjG\~
template < typename T1, typename T2 > \ w"L]?#
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
Az/B/BLB
以后可以直接用 g*!1S
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) Bve',.xH
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 eV"Uv3
(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。。。) *d31fBCk%
Zh_3ydMD1
5ka6=R(r
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 WT}xCni
un}!&*+
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > x+v&3YF
class unary_op : public Rettype [kMWsiZ
{ 3E}j*lo
Left l; 3mL(xpT.8z
public : lHE \Z`
unary_op( const Left & l) : l(l) {} R0K{wY58
AEUR`.
template < typename T > yE;S6 O
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const :k2J
&@8
{ 0qm CIcg
return FuncType::execute(l(t)); h-U]?De5\
} qKE +,g'
yh'*eli
template < typename T1, typename T2 > <v?2p{U%
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const y2 R\SL,
{ x@D>JG
return FuncType::execute(l(t1, t2)); "BIhd*K[~
} ]`|;ZQiD
} ; bD?gwhAKA
8t|?b
WkV0,_(P
同样还可以申明一个binary_op ft~QVe!
'r1X6?dJ
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > :_Iz(
2hV
class binary_op : public Rettype u/xP$
{
[WXcp1p
Left l; <RcB: h
Right r; -h=wLYl@0i
public : '@5x=>
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 5?|y%YH;R\
W{1l?Wo
template < typename T > 7|
`_5e
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const + -rSO"nc
{ l-5O5|C
return FuncType::execute(l(t), r(t)); ($gmN 4
} AdbTI#eY
SJE!14|e
template < typename T1, typename T2 > yM7FR);
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const "]q0|ZdOwH
{ z? GtC{L9
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ZgmK~iJ
} {fY(zHC
} ; >y$*|V}k
=E:sEw2j
4 b}'W}
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 {mLv?"M]
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 .(s@{=
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) i_nUyH%b
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。 `%~f5<
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Z7 ++c<|p
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。。。 b,47
EJ}
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 3TN'1D ei
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) Jg$ NYs.xZ
下面是修改过的unary_op aM:tg1g
e}s,WC2-
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > -CALU X
class unary_op F*Ul#yX
{ AjsjYThV
Left l; SCjVzvG$yg
2o7o~r
public : I*pFX0+
Z/;hbbG
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ;KG}Yr72
sosIu
template < typename T > .!'rI7Kz'i
struct result_1 Kr`.q:0GK
{ SN`L@/I
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; I/gfsyfA
} ; 7,Q7`}gBf
,t|_Nc
template < typename T1, typename T2 > w1
A-_
struct result_2 }IQ! [T5
{ [geT u
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; |7.X)h`
} ; "V,dH%&j
@JOsG-VW~
template < typename T1, typename T2 > )}k"7"
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const @[1,i~H
{ 9QkssI
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); *48LQzc
} J+`gr_&
TC
;Aj|)N
template < typename T > [7[$P.MS{
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ]ed7Q3lq
{ [?da BXS
return OpClass::execute(lt(t));
}}wSns
} [mF=<G"
{@Z*.G^
} ; $$R->
8:]5H}Hi
lg@q}
]1
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 Rb
<{o8
好啦,现在才真正完美了。 , _ xJ9_
现在在picker里面就可以这么添加了: T <RWz
Iapzh y2l
template < typename Right > >_X(rar0
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const 3 >^B%qg6
{ {s?hXB
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); avqJ[R
} Xg}~\|n
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。 t'C9;
N9z!-y'X
K81&BVx/
+ Cq&~<B
eqpnh^0}d
十. bind ^!O2Fw
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。 !V/p.O
先来分析一下一段例子 X4"[,:Tw
*C> N
U"Z%_[*
int foo( int x, int y) { return x - y;} H$&P=\8n
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 By<~h/uJ
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 g$8aB{)
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 XsMETl"Av4
我们来写个简单的。 Z3iX^
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: [U{RDX
对于函数对象类的版本: 'b_SQ2+A
*Oy%($'
template < typename Func > eh3CVgH91;
struct functor_trait 11JO [
{ a0
w
typedef typename Func::result_type result_type; 9(BB>o54r
} ; o2LUB)=R'
对于无参数函数的版本: <Q.-WV]Z
`=8G?3
template < typename Ret > fy!,cK};
struct functor_trait < Ret ( * )() > ^X<ytOd5
{ 3N{
ZX{}
typedef Ret result_type; ;giT[KK
} ; K]i2$M
对于单参数函数的版本: '9 <APUyu
,q
Bu5t
template < typename Ret, typename V1 > uL@'Hv A
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ' @j8tK
{ oF0*X$_X
typedef Ret result_type; + L#):xr
} ; uTP4r
对于双参数函数的版本: et}s yPH
w"j [c#vM
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > dJZ
9mP!d
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > e1K{*h
{ {>#4{D00
typedef Ret result_type; jt",\%j
} ; N)$yBzN
等等。。。 $EuI2.o
然后我们就可以仿照value_return写一个policy [zl"G^z
Pe7%
9
template < typename Func > 6z+*H7Qz
struct func_return ;#?+i`9'q
{ BP@Lhii
template < typename T > rW9ULS2d
struct result_1 h}P""
{ bC]GL$ph9*
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; p"J\+R
} ; .{k^
tf4
Xdc>Z\0V
template < typename T1, typename T2 > <' b%
struct result_2 HoKN<w
{ `
_]tN
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; wmgKh)`@_{
} ; 0CUUgwA/
} ; O7T wM Yh
&k {1N.
Yy8%vDdJO
最后一个单参数binder就很容易写出来了
jQ Of+ZE
w1|YR
template < typename Func, typename aPicker > KP!ctlP~
class binder_1 3`m
n#RM
{ "@E(}z'sM
Func fn; =nN&8vRH
aPicker pk; WqRg/
public : :+|os"
D|!^8jHj
template < typename T > zLLe3?8:
struct result_1 _ ;_NM5
{ s&zg!~@5b
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; cwA+?:Ry}
} ; p[-buB]
EK}f-Xei
template < typename T1, typename T2 > l=<
:
struct result_2 > 9wEx[
{ fdTyY ;
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; nA^UF_rD-
} ; B^uQv|m
\)vxZ!
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 4]]1JL(Ka
DcQsdeuQ
template < typename T > *.0#cP7 "
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const #x|h@(y|
{ NEh5
return fn(pk(t)); co!#.
} ByPzA\;e
template < typename T1, typename T2 > @[4 Tdf
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const )fz<n$3|$#
{ 3EKqXXzOB
return fn(pk(t1, t2)); (""1[XURQK
} ~?n)1Vr|
} ; r$~
f[cA
<ib#PLRM
y2eeE CS]
一目了然不是么? Awad!_VdHS
最后实现bind cC6W1K!
G.a^nQ@e%
|JW-P`tL0
template < typename Func, typename aPicker > JY tM1d
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) Pz1[ b$%
{ 0UvN ws
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); xI7;(o"
} P=V=\T<4_
)0JXUC e
2个以上参数的bind可以同理实现。 dF%sD|<)
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。 %Ot^G%34
%vO b"K$X
十一. phoenix w;(`!^xv
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: qwU,D6
TY3WP$u
for_each(v.begin(), v.end(), I)Dd"I
( n1xN:A
do_ ?qt>;o|Ue
[ 8j}CP
cout << _1 << " , " 4W9#z~'
] 5? `*i"
.while_( -- _1), S5Q$dAL
cout << var( " \n " ) {uRnZ/m
) YRYAQj/7
); cM;&$IjCt
^L(}c O
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: ;$\d^i{N
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 m4~Co*]w
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 `\:92+
那么我们就照着这个思路来实现吧: l1\/ `
-$4#eG%3
PXk+Vi,%k
template < typename Cond, typename Actor > PZRm.vC)k
class do_while gekW&tRie
{ .h2K$(/
Cond cd;
ajayj|h
Actor act; ttPa[h{!
public : mzz77i
template < typename T > Y,kTk
struct result_1 UNJ]$x0
{ x62b=k}
typedef int result_type; V11Zl{uOl
} ; zM^ux!T=
4w:_4qyb
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} UJ_E&7,L
&LO<!WKQ
template < typename T > (ROurq"
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const |:s4#3
{ A`4j=OF\
do :mU,g|~55
{ 9i8D_[
act(t); D84`#Xbi
} U<**Est
while (cd(t)); `<h}Ygo>k/
return 0 ; !+4}x;!8
} y8Bi5Ae,+1
} ; }MDu QP]
->x+ p"
gd6We)&
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ~\c]!%)o
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 t,;1?W#
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 ) w.cCDL c
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 N?H;fK4v
下面就是产生这个functor的类: EnJAHgRV;e
kn_%'7
m-lUgx7
template < typename Actor > Cyxt EzPp
class do_while_actor `5;O|qRq
{ /H=fK
Actor act; )FM/^
public : l|`%FB^ k
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} UB]}j^
&_
Ewu@4
template < typename Cond > lM C4j
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; BW}^ n
} ; M=$y_9#
Cd.pMoS
O^I~d{M 5I
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ,qak_bP
最后,是那个do_ &E$jAqc
d{@X-4k:
Rx*T7*xg{
class do_while_invoker L=Q-r[
{ z]> 0A
public : ,ijgq EN
template < typename Actor > W$@q
~/E
do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const *usfJ-
{ P@:#NU[
return do_while_actor < Actor > (act); :cop0;X:Wm
} pJx88LfR
} do_; \BaN?u)a
'|<