一. 什么是Lambda lq%s/l
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 HX=`kkX
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, wiFckF/
z!F?#L5
t;4{l`dk
`[:f;2(@
class filler
Ng-3|N
{ Pd@?(WQ
public : ^$T>3@rDB
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 1= <Qnmw
} ; Y)a 7osML
@|cas|U.r
r-!8in2
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: e8gD(T
"C0oFRk
-bs~{
h\20
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); M&>Z[o
|~Z+Xla
M"V?fn'
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 E8V,".!+E
g!K(xhEO
Y]Xal
)9PQj
二. 战前分析 VvPTL8Z
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 \.*aC)
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 lJK U^?4S8
&]ImO
RN
IRcZyry
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); :Tjo+vw7$H
/* --------------------------------------------- */ xl<Cstr
vector < int *> vp( 10 ); "4ovMan
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); N2x\O~7
/* --------------------------------------------- */ -ff*,b$Q/
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); #PFf`7b,z
/* --------------------------------------------- */ U`:$1*(`
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); \6sp"KqP
/* --------------------------------------------- */ eR;cl$
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); RE*SdazY?
/* --------------------------------------------- */ #^eviF8
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); Dpof~o,f
T"dEa-O
^Ji5)c
,c7 8O8|
看了之后,我们可以思考一些问题: rt."P20T
1._1, _2是什么? Z!ub`coV[
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。 0h#' 3z<
2._1 = 1是在做什么? Gh@QR`xxc
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。 c"fnTJXr79
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。 M#2DI?S@
Mb+cXdZb
Blf;_e~=[j
三. 动工 ^Dd$8$?[
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: mF#{"
~xzRx$vU
^OYar(
\f%jN1z
template < typename T > ~I!7]i]"*?
class assignment nKV1F0-
{ vu1F
T value; U*,5t81
public : $%sOL(
r
assignment( const T & v) : value(v) {} 4GaF:/
template < typename T2 > Dmn6{jyP
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } hPH=.rX
} ; e6]u5;B
r
72Ft?;R
N0/DPZX7
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ?mrG^TV^+r
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment /Wk\6
LUJKR6oT{>
:3u>%
@@_f''f$
class holder @Vc*JEW
{ H}X3nl\]
public : k%JwS_F
template < typename T > q]<cn2
assignment < T > operator = ( const T & t) const gNN{WFHQX:
{ @e+QGd;}
return assignment < T > (t); p)Z$q2L
} g)2}`}
} ; =3l%ZL/
sy#CR4X
}<A\>
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: fnwtD*``
F}.<x5I-;h
static holder _1; $^d,>hJi
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Xb3z<r
L)J0TSh
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); (|"KsGl
而不用手动写一个函数对象。 b`fPP{mG
X>=`{JS1
_KC()OIeC
B&`#`]
四. 问题分析 d z&8$(f,
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。 i5q
VQo
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。 wjQu3 ,Cj
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 hH|3s-o
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 j:\MrYt0H
下面我们可以对这几个问题进行分析。 i\2~yXw\
Z6A*9m
五. 问题1:一致性 ]xfu@''
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?| Tf<1Z{9
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 F3i+t+Jt
Hq3"OMG q
struct holder z45ImItH
{ q:+,'&<D
// $62!R]C9\
template < typename T > O}"VK
T & operator ()( const T & r) const (n|PLi
{ (%YFcE)SRS
return (T & )r; M)#aX|%Mh
} -]\UFR
} ; v:nm#P%P
tc.R(F96
这样的话assignment也必须相应改动: 5ZSV)$t
8dNwi&4
template < typename Left, typename Right > 7q^osOj"
class assignment $&I##od
{ S{zi8Oc6
Left l; :4;ZO~eq!
Right r; F/IXqj
public : D({%FQ"
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} }v"X.fa^
template < typename T2 > OV_Y`u7YR
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } nK)U.SZ
} ; "FwbhD0Gb
JUt
7
同时,holder的operator=也需要改动: |^[]Oy=
2I*
7?`
template < typename T > Q
&<:W4N*
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const O=?WI
{ J 6D?$
return assignment < holder, T > ( * this , t); D4$;jz,,
} ?<STt 9
4#1[i|:M
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。 MuQyHEDF
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 bx_`S#*N
QX1QYwcm G
return l(rhs) = r; ]v{f!r=}
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。 ,`ST Va-
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: *Fi`o_d9[`
0&mOu #l
template < typename Tp > xT6&;,|`
class constant_t J\^ZRu_K
{ wC+_S*M-K
const Tp t; f 0A0uU8y
public : $!)Sgb
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} rlEEf/m:
template < typename T > 3(0k!o0"
const Tp & operator ()( const T & r) const B"rnSui
{ >RZ]t[)y
return t; GVP"~I~/:
} sEP-jEuwG
} ; +P:xB0Tm
D
/Ut h#s:
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 %5Hsd
下面就可以修改holder的operator=了 y!)
4wk-f7I(
template < typename T > B8;jRY
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const (&HAjB
{ l?2(c
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); eM
Ym@~4
} m7}PJ^*b
78zjC6}`
同时也要修改assignment的operator() "Ah (EZAR
6bF?2 OC
template < typename T2 > . J[2\ "W
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } RZ 4xR
现在代码看起来就很一致了。 x(pq!+~K
r!:W-Y%
六. 问题2:链式操作 BB@I|)9O(
现在让我们来看看如何处理链式操作。 hqrI%%
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 O_^O1
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 VtIPw&KHW
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 tl9=u-D13@
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct NsDJq{
XN65bq
template < typename T > {,EOSta
struct result_1 l}odW
{ J%}9"Q5
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; yZkHBG4
} ; W _j`'WN/
2c:H0O
0o
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: NJK?5{H'
:a$ZYyD
template < typename T > 4bXAA9"
struct ref Y8!T4dkn
{ [GKSQt{)
typedef T & reference; 7
+A-S9P)
} ; AdBF$nn[
template < typename T > +bK[3KG4F5
struct ref < T &> l*]9
{ .C=&`;Vs
typedef T & reference; c*MSd
} ; rx`G*k{X
K8E:8`_cx
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: V"":_`1VW
VesW7m*z
template < typename T > QYDTb=h~
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const T{=.mW^ x
{ `< 8Fc`;[
return l(t) = r(t); pL` snVz
} !R,9Pg*Ey
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。 V+M2Gf
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 !M:m(6E1
=uKGh`^[
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 lS P{9L6
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 0[6llcuj
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 K@xp!
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 W"9iFj X
最后的布局是: ^Q8m)0DP
Add E\!:MCL
/ \ oiAU}iK:
Divide 5 y@g{:/cmO
/ \ _DfI78`(
_1 3 wP3PI.g-g
似乎一切都解决了?不。 3}O.B
r|
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。 2=tPxO')B
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。 20 gPx;
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: 6suB!XF;
]7kq@o/7
template < typename Right > SxXh
N
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const 2L.UEAt
Right & rt) const N^|r.J
{ uF5d
]{Qt
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); fX G+88:2
} /:dVW"A|
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 UNocm0!N'
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。 }|f\'S
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。 K/oPfD]
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。 @Zd+XWFw
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。 E*Vx^k$
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? IDBhhv3ak
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: `9Ngax=_
HCQv"i}-
template < class Action > C|"T!1MlY4
class picker : public Action z2t;!]"'l
{ _%l+v
public : Faa:h#
picker( const Action & act) : Action(act) {} y<PPO6u7
// all the operator overloaded Q3%a=ba)h
} ; #c4LdZu9
EH3jzE3N
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。 9In&vF7$
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: l>"gO9j
?t)y/@eG
template < typename Right > P;KbS~ SlC
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const H*|Bukgt/M
{ =YA%=
d_
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 8!>uC&bE8
} PGT!HdX#{
%H<w.]>
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > @babgP,
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。 T'XAcH
_1y|#o
template < typename T > struct picker_maker 2EE/xnwX
{ F)e*w:D
typedef picker < constant_t < T > > result; "+nURdicO
} ; l=9&
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > !dhZs?/UI
{ 9 K$F.{cx
typedef picker < T > result; %9mB4Fc6b)
} ; B>X+eK
1sc #!^Oo
下面总的结构就有了: 9ciL<'H\
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 9][Mw[k>
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 (]1le|+
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 i04Sf^
至此链式操作完美实现。 c'`7p/l.
eV9:AN }K=
.U5+PQN
七. 问题3 +\Q6Onqr
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 ' 1P_*
N0
?O*a
template < typename T1, typename T2 > D{BH~IM
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const }T,E$vsx
{ 4vqu(w8
L
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); w5n>hz_5
} NlcWnSv
DvOg|XUU0
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: |xKB><
^;@Bz~Z
template < typename T1, typename T2 > k}T~N.0
struct result_2 ui 2RTAb
{ <Isr
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; eHnC^W}|s
} ; 8#Z$}?W
&OzJ^G\o
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? Q ^ 39Wk@
这个差事就留给了holder自己。 uDoSe^0
fs)O7x-B(
9(X
*[X#
template < int Order >
%;W8;
class holder; m9e$ZZG$
template <> !h4 So4p
class holder < 1 > ^Ws~h\{%
{ um8ZhXq
public : J7cqn j
template < typename T > D3^v[>E2
struct result_1 T >-F~?7Sv
{ ` j Un
typedef T & result; >LLz G
} ; Q o=
template < typename T1, typename T2 > t]&n_]`{.
struct result_2 ^9{ 2
{ "t\9@nzdX
typedef T1 & result; IS=)J( 0
} ; QM _~w\
template < typename T > H+ M~|Ju7
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Ppp&3h[dW)
{ &Y#9~$V=
return (T & )r; QiRzA4-zq
} 9QX{b+}"e
template < typename T1, typename T2 > D3HB`{
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
>=Rb:#UM
{ jgMWjM6.
return (T1 & )r1; EhVnt#`Si
} r}5GJ|p0
} ; 1Gqtd^*;
dl;A'/(t
template <> |ITg-t
class holder < 2 > UNAuF8>K
{ ?t%5 /
public : <_Lo3WGwc
template < typename T > #UI`G3w<
struct result_1 }}xR?+4A
{ -OW$
typedef T & result; 0yZw`|Zh[
} ; 34l=U?
template < typename T1, typename T2 > D@ lJ^+
struct result_2 ){(cRB $
{ Ud9\;Qse
typedef T2 & result; ]E3g8?L
} ; ;kF p)*i
template < typename T > 23fAc"@ B
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 7yj2we
{ G^OSXf5
return (T & )r; =1JRu[&]8
} o._^
template < typename T1, typename T2 > So 5{E4[
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const v|'N|k l
{ {38aaf|'/
return (T2 & )r2; .5z|g@
6
} Zu hT \l
} ; tO0+~Wm
}hf*Jw
=0-qBodbl
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> >。 xSUR<
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: | UaI i^
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Q6>vF)(
-
b$e JH
return l(i, j) = r(i, j); IpP0|:}
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) d^Wh-U
2#[Y/p
return ( int & )i; p?h;Sv/
return ( int & )j; Qp54(`
最后执行i = j; *~"`&rM(
可见,参数被正确的选择了。 )
jvkwC
h^c'L=dR
D0P% .r"v
",+uvJT1O
c%dy$mkqgK
八. 中期总结 ,ym;2hJ
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: !L_ SHlU
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 tvUvd(8w
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 WWLVy(
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 525 >=h
`3KprpE8v
Ed-gYL^<
m0,9yY::wj
]4yvTP3[Rm
6b|`[t
九. 简化 l.juys8s
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。 ""d>f4,S
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 m0"\3@kB
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: o~K 2K5I
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 (AYS>8O&
+-*/&|^等 1sjn_fPz
2. 返回引用。 ihWz/qx&q
=,各种复合赋值等
R'/wOE2
3. 返回固定类型。 %},gE[N!J
各种逻辑/比较操作符(返回bool) o;mIu#u
4. 原样返回。 o0L#39`'g
operator, *
2%e.d3"M
5. 返回解引用的类型。 Uz|]}t5V
operator*(单目) \7/_+)0}'
6. 返回地址。 G= cxc_9
operator&(单目) {1%ZyY
7. 下表访问返回类型。 >B
operator[] pxx(BE
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 r\d:fot
operator<<和operator>> clw91yrQn
=@ZtUjcJx
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。 +a-@
!J~:
例如针对第一条,我们实现一个policy类: xW =$j|
Ol[gck|~
template < typename Left > o}A #-
struct value_return ea0tx3'
{ zIFL?8!H9{
template < typename T > ^mpB\D)q
struct result_1 @UX@puK`/
{ ;vdgF
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; sCQup^\
} ; oNZW#<K
[{F7Pc
template < typename T1, typename T2 > !@{[I:5
struct result_2 SZ{cno1`
{ b<AE}UK
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; lg>AWTW[
} ; dA/o4co
} ; |vz;bJG
zDyeAxh4
x Ui!|c
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait QJWES%m`
9Oyi:2A
下面我们来剥离functor中的operator() #ya|{K
首先operator里面的代码全是下面的形式: x
5Dt5Yp"o
zI! R-Nb
return l(t) op r(t) (H+[ ^(3d2
return l(t1, t2) op r(t1, t2) v:MS0]
return op l(t) 2TEeP7
return op l(t1, t2) K)&XQ`&
return l(t) op 8$U ZL
return l(t1, t2) op vw]
D{OBv*
return l(t)[r(t)] tQ
JH'YV
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] \)ZX4rs{8
t[,T}BCy.
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: ddDJXk)!0
单目: return f(l(t), r(t)); ?]D+H%3[$i
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); #0^3Wm`X;
双目: return f(l(t)); w s>Iyw.u
return f(l(t1, t2)); l0\>zWLZZ9
下面就是f的实现,以operator/为例 !a(qqZ|s
jjT2k
struct meta_divide */dh_P<Yj
{ Y~hd<8 ~
template < typename T1, typename T2 > \w[ZY$/
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) /{MH'
{ 2G5!u)
return t1 / t2; '3UIriY6
} GdeR#%z
} ; iH}rI'U.
;
9&.QR(
这个工作可以让宏来做: O\F^@;]F6
5uJP)S?
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ FJ,\?ooGf
template < typename T1, typename T2 > \ W<N QUf[=
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 9hLmrYNM1
以后可以直接用 b;`#Sea
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) VE"0VB.
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 &R FM
d=
(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。。。) 5YG@[ic
K[a<
_B7?C:8Q-
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 YSz$` 7i
hPi
:31-0
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 0R 5^p
class unary_op : public Rettype 2td|8vDA
{ -kri3?Y,
Left l; X.AWs=:-
public : 'j<:FUDJ
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 2N8sq(LK{
^@LhUs>3
template < typename T > V?V)&y] 4
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Nw$[a$^n
{ ^AjYe<RU}
return FuncType::execute(l(t)); 9Bvn>+_K
} l)rvh#D
awSS..g}L
template < typename T1, typename T2 > a0/n13c?G
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 3G/ mB
{ ^%8Hvy
return FuncType::execute(l(t1, t2)); z'}= A
} c;8"vJ
} ; -f;j1bQ
5nM9!A\D
>-|90CSdSJ
同样还可以申明一个binary_op <
J<;?%]
`ToRkk&&>{
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > k1Mxsd
class binary_op : public Rettype Gg pQ]rw
{ #b"5L2D`y'
Left l; qqt.nrQ^
Right r; NZ+?Ydr8k
public : 'oHOFH9:{b
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} W
"\tkh2
vz#wP
template < typename T > }!yD^:[5
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const yc%E$g
{ !%RJC,X
return FuncType::execute(l(t), r(t)); #9hXZr/8
} x [{q&N!"`
vu'!-K=0
template < typename T1, typename T2 > SL\y\GaV
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const zr; Y1Xt4
{ rb}wv16?
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 23\j1?
} :
`6$/DK
} ; id#k!*$7
pJ$N@ID
Ibv_D$cT
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 At[n<8_|
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 mp+\!
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 9>[.=
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。 j#nO6\&o
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 8T.5Mhx0jS
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。。。 #SihedWi
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 1l|A[G
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) &DbGyV8d"|
下面是修改过的unary_op 0q>NE<L
$kD`$L@U
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 4z0R\tjT
class unary_op N9JgV,`
{ Xx y
Bg!R
Left l; & L.PU@
_^xh1=Qr}n
public :
u5{5ts+:
DtJTnvG~B
unary_op( const Left & l) : l(l) {} %M;_(jda
Z*vpQBbu
template < typename T > H ?=pWB
struct result_1 O2'bNR
{ ;( Ajf.i
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; iQm.]A
} ; RLu$$Eb
hV>4D&<
template < typename T1, typename T2 > @cS1w'=
struct result_2 sx-Hw4.a"
{ I"F
.%re
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; -M>K4*%K
} ; 5}d/8tS
SN[L4}{
template < typename T1, typename T2 > '!yS72{$2
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const g@k#J"Q'[
{ ,2
g M-
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); /50g3?X,
} ;5Wx$Yfx
_86*.3fQG
template < typename T > :uIi
?
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const &Xn8oe
{ V'Z&>6Z
return OpClass::execute(lt(t)); 68J 9T^84
} /XW&q)z-Hl
8=n9hLhqo
} ; iBtjd`V*
[`hE^chd
{#w A!>.
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 6m-:F.k1(
好啦,现在才真正完美了。 A'~%_}
现在在picker里面就可以这么添加了: MR?*GI's
[B"dH-r7
template < typename Right > :!+}XT7)/
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const =YXe1$ $
{ j*eUF-J1
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ]8xc?*i8
} {w |dM#
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。 &sZ9$s:(^
zldfRo\wl
)y%jLiQv
]< s\V-y
mX<Fuu}E*Z
十. bind AK@`'$
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。 m{bZRkt
先来分析一下一段例子 jSwtf
5q(]1|Sei
Z#OhYm+y
int foo( int x, int y) { return x - y;} /i-xX*
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 WNn[L=f
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 (b/A|hl
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。 .)"_Q/q
我们来写个简单的。 S1 EEASr!}
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: [5?4c'Ev
对于函数对象类的版本: (xZr ]v ]U
G%P>Ag
template < typename Func > Hhe{ +W@~
struct functor_trait yyY~ *Le
{ `2xH7a-
typedef typename Func::result_type result_type; {)
:%WnM9
} ;
#gW /qJ
对于无参数函数的版本: b)on A|
_KB{J7bs<a
template < typename Ret > AfbB~Ll Bq
struct functor_trait < Ret ( * )() > v"P&`1=T
{ Pl rkgS0J
typedef Ret result_type; F`Dg*O
} ; ]^J+-c
对于单参数函数的版本: v`#j
,:#,}w_HyO
template < typename Ret, typename V1 > qj~flw1:
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > mF[o*N*
{ lZ|L2Yg3uB
typedef Ret result_type; ||-nmOy
} ; Vs#"SpH{'
对于双参数函数的版本: z-EwXE
B ~fSMB6h
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > csH2_+uG
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > YSR mt/
{ !_CX2|
typedef Ret result_type; kzZDtI)
} ; q"gqO%Wb|
等等。。。 qP~WEcH`[
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ,?l~rc
K0w<[CO
template < typename Func > B.89_!/:p
struct func_return V]I:2k5
{ =N YgGEFq.
template < typename T > /y}"M
struct result_1 "+=Pp
{ L'zE<3O'3
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; uije#cj#O
} ; y[:
~CL
/@ y;iJk;
template < typename T1, typename T2 > yJ!OsD
struct result_2 Z[",$Lt
{ KcC!N{
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; %'Zc2h&z
} ; ,N53Iic
} ; &4,WG
|u@+`4o
F%xK"l`&
最后一个单参数binder就很容易写出来了 xK(IS:HJ*
>[ eW">:>K
template < typename Func, typename aPicker > ')B =|T)
class binder_1 >T<6fpXuk2
{ \|CPR6I
Func fn; 10p8|9rE}B
aPicker pk; yn SBVb!)
public : =96G8hlT
Zp?4uQ)[W
template < typename T > 7ftR4
struct result_1 ,4[dLWU
{ 4&Byl85q
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; !c%
} ; qAoAUDm
'T\dkSJv;V
template < typename T1, typename T2 > )2xE z
struct result_2 {fZb@7?GF
{ geksjVwPH
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ^YGTh0$W
} ; nqT> qS[Z
!O|ql6^;
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 3y99O
$EAc
"!O1j
r;
template < typename T > 2d*_Qq1
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 089 k.WG
{ >OV<_(S4
return fn(pk(t)); nX|Q~x]
} ?WQNIX4
template < typename T1, typename T2 > $B\ H
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const I,b9t\(6
{ ?v:ZU~i
return fn(pk(t1, t2)); IV'p~t
} c!It^*
} ; YTK^ijmU6x
MaO"#{i
gH[,Xx?BN!
一目了然不是么? Ojq]HM6f
最后实现bind zJ+3g!
mzWP8Hlw
l
_+6=u
template < typename Func, typename aPicker > hoenQ6N^:
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) XVt/qb%)r
{ e+. \pe\
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); l4rMk^>>
} ldGojnS
W^es;5
2个以上参数的bind可以同理实现。 C-m*?))go
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。 `5q
;ssu
yEq#Dr
十一. phoenix *^]~RhjB
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Tzzq#z&F
Ytao"R/
for_each(v.begin(), v.end(), aBhV3Fd[B
( !SO8O
do_ b O=yi)
[ +L0w;w T
cout << _1 << " , " zvY+R\,in
] MuwQZ]u
.while_( -- _1), Ha%F"V*
cout << var( " \n " ) 2?W7I/F
) 5r b-U7 /
); 9'nH2,_
)0k']g5
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: n2{SV
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 }s_hD`'
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 j?6X1cM q
那么我们就照着这个思路来实现吧: ]5'
d&f
06 i;T~Y
N>|XS
,
template < typename Cond, typename Actor > PE"v*9k
class do_while x({H{'9?
{ /*$hx @ih
Cond cd; KL [ek
Actor act; S{#cD1>.
public : e)H!uR
template < typename T > EH n"n"Y
struct result_1 l>6@:nq|R
{ o31Nmy
Ni
typedef int result_type; \(
)#e
} ; hePPxKQ-
?+0GfIV
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} R"AUSO|{
WGu%7e]
template < typename T > WC,+Cn e
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const C3'rtY.
{ pZ(Fx&fy
do zR;X*q"T$4
{ -|S]oJy
act(t); (:pq77
} dRi5hC$
while (cd(t)); l;A,0,i
return 0 ; A"v{~
} 5J2=`=FK
} ; L<V3KS2y
+7V{ABfGl
Oakb'
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). Y&HK