一. 什么是Lambda
;}k9YlQrN 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
HRxA0y= 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,
8Cw+<A* I>( \B| \6 u+Q<>>lU 6@[7 class filler
lboi\GP| {
rW(<[2 vg public :
V O=
o)H\ void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
YXr" } ;
ht1d[ nD51,1> ^*=.Vuqy 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:
08TeGUjJ yMoV|U6 P 4|p[V8 wjeuZNYf for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
O W|5IEC da/Tms`T chF@',9t 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
gLL8-T[9 -x?I6>{ $+$S}i= t5Oeb<REz 二. 战前分析
O.% $oV 首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。
:]hNw1e 开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码
#7}1W[y9}l s}3`%?,6y m=hUHA,p4 for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
qXw^y /* --------------------------------------------- */
Ob#d;F vector < int *> vp( 10 );
uVn"'p- transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
fT.GYvt` /* --------------------------------------------- */
]'iOV-2^' sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
exHg<18WSe /* --------------------------------------------- */
C6T?D5 int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
T7bDt /* --------------------------------------------- */
:7P/ZC% for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
RU_wr< /* --------------------------------------------- */
9_ for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
Adma~]T9 NM{/rvM d~F4 34gC[G= 看了之后,我们可以思考一些问题:
4Lb!Au|Y 1._1, _2是什么?
/Q nq,`z 显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
GWvw<`4 2._1 = 1是在做什么?
0mMoDJRy 既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。
G)G
257K"~ Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。
t3//
U# ;n~-z5) qTuQ]*[- 三. 动工
miTySY6^ 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
~>"m`Q&[ zvgy$]y'\ !Enq2 Ump$N# template < typename T >
gZHuyp(B class assignment
7a_tT;f; {
j
LS<S_` T value;
QK`5KB(k' public :
nR(v~_y[V assignment( const T & v) : value(v) {}
EIrAq!CA template < typename T2 >
Bgvv6(i T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
L
HW\A8 } ;
iX|K4.Pz{ lPaTkZw =+z +`ot 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
NtfzAz/ 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
S<Os\/* w$##GM=Tq =}D9sT
<9bfX 91 class holder
PptVneujI {
R9z:K_d, public :
L GdM40 template < typename T >
9Gc4mwu assignment < T > operator = ( const T & t) const
~9 [O' {
/2.}m`5 return assignment < T > (t);
K8bKTG \ }
6|G&d>G$_ } ;
<%iRa$i5 xk*&zAt JuKG#F#, 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:
|W#(+m 6Lc{SR static holder _1;
yt@7l]I Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
?` lD|~ \5iMr[s for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
n muzTFs= 而不用手动写一个函数对象。
mfqnRPZ ;0vCZaEF \]8F_K NHL9qL"qk 四. 问题分析
hl]q6ZK!6 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。
VtN1 [} 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。
\'Q rJ ?D 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
CBr(a'3{Z 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
3%[;nhbA7 下面我们可以对这几个问题进行分析。
4=~+Bz n
"bii7h 五. 问题1:一致性
#PkZi(k
hv 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?|
mPL0s 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
>I@VHl O ?Xl;>}zj struct holder
AxtmG\o> {
D){my_
/ //
"qrde4O template < typename T >
S"4eS,5L| T & operator ()( const T & r) const
@xXVJWEU: {
g&*,j+$ } return (T & )r;
awv$ }EFo }
`FGYc } ;
s(Bcw`'# )Yu 这样的话assignment也必须相应改动:
uc>":V jNvDE}' template < typename Left, typename Right >
w*M&@+3I class assignment
oo\7\b#Jx {
$<QrV,T Left l;
d%za6=M Right r;
AU1U?En public :
E|vXM"zFl assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
[=BccT:b template < typename T2 >
U4.$o]58 T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
IIG9&F$G } ;
fDwK5? ,v%'2[} 同时,holder的operator=也需要改动:
@y'0_Y0-B 1Q/=s,{u template < typename T >
Kh$Q9$ assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
E<l/o5<nC {
*4ido? return assignment < holder, T > ( * this , t);
RH.qbPjx }
"<"m}rE?Q e }Mf 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。
r7,}"Pl 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
^)(-7H B<Q)z5KK return l(rhs) = r;
0NeIQr1N_ 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。
?I[*{}@n" 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
k8?G%/TD ) ViBH\.*p template < typename Tp >
+Bf?3 5LP class constant_t
s&hr$`V4 {
-.Blj<2ah const Tp t;
_%[po%] public :
YF)]B |I constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
uzI=.j template < typename T >
u"uL,w
1- const Tp & operator ()( const T & r) const
[!De|,u(^ {
%.m+6
zaF return t;
ZTibF'\5N }
D4b-Y[/" } ;
f14^VTzP/# RA!q)/+ 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
Sx[
eX,q 下面就可以修改holder的operator=了
P6&%`$ egvb#:zW? template < typename T >
ua)jGif
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
m"T}em# {
ftG3!} return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
9QaE)wt }
V)5K/ U{ rlaeqG 同时也要修改assignment的operator()
W6Mq:?+ D '4nJ*Xa template < typename T2 >
&JXb) W T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
ME$J42 现在代码看起来就很一致了。
iy8J l ?=ffv]v| 六. 问题2:链式操作
J#48c' 现在让我们来看看如何处理链式操作。
>.6|\{*sG 其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。
*E*oWb]H 事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。
{zWR)o .= 比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。
9b/Dswxjx 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
ESNI$[` 6\ yBA_z template < typename T >
a}uYv: struct result_1
\ )=WA! {
8L,=E ap typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
FieDESsX> } ;
FpiTQC7d b8e\( Dww 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:
u4_QLf@I M+0PEf. template < typename T >
\nt~K}a struct ref
)q[P&f(h {
Z,/K$;YWo typedef T & reference;
<n4` #d } ;
e{7\pQK template < typename T >
T8|5%Y struct ref < T &>
Kp6 @? {
s/=% kCo typedef T & reference;
37$
^ie) } ;
A*eVz]i,k& %uN<^`JZ 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
J09jBQ]R y?&hA!x template < typename T >
%rMCiz typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
=KUmvV*\ {
a3>/B$pE return l(t) = r(t);
:{#O }
+]s,VSL5` 可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。
S~i9~jA 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
>UMxlvTg& 0muC4 有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么
B
ytx.[zbX _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
{Q3OT _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
+?Ii=* 7n +5 调用divide的对象返回一个add对象。
eD?&D_l~6 最后的布局是:
!+Xul_XG Add
cf88Fd6l/ / \
E`UkL*Q Divide 5
H;
NV?CD / \
FDQ=$w}'> _1 3
U\p`YZ 似乎一切都解决了?不。
MzD1sWmK 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。
a(|6)w- 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。
%(1OjfZc 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:
RbX9PF"|+ )"S%'myj template < typename Right >
I@MG?ZQ assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
Z^:_,aJ? Right & rt) const
g#=<;X2 {
>I|8yqbfm return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
8i154#l+\ }
dMH_:jb 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
GLn=*Dh# 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。
Tb$))O} 因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。
3)y1q>CQf 最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。
9h amxi 除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。
E ?Mgbd3 且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么?
I&{T 4.B:U 正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明:
s`jlE|jtN l S)^8 template < class Action >
{+WBi(=W class picker : public Action
w6i2>nu_O {
pM?~AYWb public :
k1<^Ept picker( const Action & act) : Action(act) {}
`Pvi+:6\Y // all the operator overloaded
8f9wUPr } ;
ZC N}iQu4 [(heE
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。
1ysfpX{= 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
-Cs( 3[ nzC *mPX8 template < typename Right >
%):_ picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
cu N9RG {
Z*m^K%qJ return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
A?H#bRAs }
Hu"$)V 509T?\r Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
Z)s
!p 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。
"[N2qJ}p MY,~leP& template < typename T > struct picker_maker
~HB#7+b {
1.du#w typedef picker < constant_t < T > > result;
dd } ;
V: D;?$Jl template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
pUHgjwT'U {
KL'1)G"OH typedef picker < T > result;
o8R_Ojh } ;
itYoR-XJ e,JBz~CK*w 下面总的结构就有了:
Y~vk>ZC functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。
H?=W]<!W{y picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。
:1A:g^n picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
#<xFO^TB 至此链式操作完美实现。
w a_{\v= 4Y8= ::>|[ND 七. 问题3
X5iD<Lh 如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。
~JT`q:l-q ] 0X|_bU template < typename T1, typename T2 >
wH ,PA: ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
Pvc)-A {
yv4x.cfI2W return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
\6|y~5Hw{r }
1eD#-tzV pTCD1) 很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2:
K=N&kda dHDtY$/_ template < typename T1, typename T2 >
3gUY13C}:p struct result_2
V
*@q< rQ {
^*}D*=>\ typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
7Mh'x:p } ;
v#?DWeaFS_ ?{ )'O+s 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?
;0dH@b 这个差事就留给了holder自己。
&V?+Y2 nLm'a_ ZWCsrV*; template < int Order >
a fa\6]m class holder;
nX (bVT4i template <>
B~I ]3f class holder < 1 >
E{T3Xwg {
|KhpF1/( public :
{'{}@CuA2 template < typename T >
g=\(%zfsxr struct result_1
!0l|[c4 e> {
jA1S|gV typedef T & result;
xRWfZ3E# } ;
oDZZ template < typename T1, typename T2 >
TB>_#+: struct result_2
aH"d~Y^ {
#`_W?-%^ typedef T1 & result;
K6->{!8]k } ;
] V/5<O1 template < typename T >
q]="ek&_ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
E:9RskI {
&}u_e`A return (T & )r;
w:
BJ4bi= }
._0$#J S[ template < typename T1, typename T2 >
5$U 49j typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
(f&V 7n {
+PYV-@q return (T1 & )r1;
/(~
HHN nh }
Nf4@m|# } ;
791v>h Q,.dIPla template <>
@wXYza0|d class holder < 2 >
":eyf3M {
I;XM4a public :
XO;_F"H= template < typename T >
| d*<4-: struct result_1
/uWUQ#9 {
U9]&KNx typedef T & result;
hWt_}' } ;
i|h{<X7[ template < typename T1, typename T2 >
ikZYc ${ struct result_2
}!K
# {
gX!K%qJBg typedef T2 & result;
bmHj)^v5] } ;
SVa^:\"$[ template < typename T >
glch06 typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
bD
v&;Z {
I]HYqI return (T & )r;
Oyb9
ql^ }
!"hlG^*9 template < typename T1, typename T2 >
Z84w9y7O< typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
i`i`Hu> {
%;wDB2k* return (T2 & )r2;
w%wVB/( }
A6KP(@
} ;
"'DPb%o @w33u^ 9uxoMjR- 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> >。
<1vogUDW 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
T7qp ({v?Q 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
&kf \[|y R Q8"vF# return l(i, j) = r(i, j);
x6aVNH= 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
:2
\NG} G$)q% b;Lz return ( int & )i;
"X<V>q$0~c return ( int & )j;
&x (D%+ 最后执行i = j;
iu=@h>C 可见,参数被正确的选择了。
=glG | + $M<ck?Bo XFFm'W6@ +v%+E{F$+ .5HD i- 八. 中期总结
9|jMN
j]vo 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/?bXNt 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
Zc";R!At 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
Nl4uQ_" 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
.D7Gog3^< #}6~>A P=_W{6 VVF9X(^rQ hB'rkjt k'v+/6 Y 九. 简化
mb'{@ 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。
^!m%:r7Dr 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
l(MjLXw5 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:
6ZjUC1 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
XcbEh +-*/&|^等
<&+0[9x 2. 返回引用。
(;Bh7Ft =,各种复合赋值等
6=%\@ 3. 返回固定类型。
v?d`fd 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
9QD+ 4. 原样返回。
4[Ko| operator,
C\[:{d 5. 返回解引用的类型。
4tkb7D
q operator*(单目)
{#t7lV'4 6. 返回地址。
t.!?"kP"c operator&(单目)
c*w0Jz>@.7 7. 下表访问返回类型。
Nn0j}ZI)1 operator[]
}V/iU_) 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
~Y1nU- operator<<和operator>>
a/CY@V- AO-~dV 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。
aEEb1Y 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
8VpmcGvc3 ;5|d[r}k3 template < typename Left >
p;%5 o0{1 struct value_return
=q[+e(,3 {
uC]c`Ue template < typename T >
eiA$) rzy struct result_1
?`:+SncI"b {
M )v='O<H8 typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
Z@ec}`UO|u } ;
ZP:+ '\&J uxX 3wY;M template < typename T1, typename T2 >
\R
3O39[ struct result_2
>kuu\ {
Vo%ikR # typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
juWbd|ad" } ;
?>R(;B|ER } ;
}_}LaEYAo c?Zi/7 >2'A~?% 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
A/ Sj>Y1j N7q6pBA"E 下面我们来剥离functor中的operator()
B90fUK2g 首先operator里面的代码全是下面的形式:
{\h:k\k &`'@}o>2 return l(t) op r(t)
?wIw$p>wT return l(t1, t2) op r(t1, t2)
bvl!^xO] return op l(t)
:VR%I;g ; return op l(t1, t2)
f]Zj"Tt- return l(t) op
%xXb5aY return l(t1, t2) op
{H=<5 return l(t)[r(t)]
1#zD7b~ return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
i\>?b)a> *mw *z|-^V 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:
T0o0_R 单目: return f(l(t), r(t));
'O
7>w%# return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
ws;|fY 双目: return f(l(t));
a0k/R<4 return f(l(t1, t2));
q:wz!~(> 下面就是f的实现,以operator/为例
WQ{^+C9g'1 {(d 6of`C_ struct meta_divide
(V}?y:) {
)ItW}1[I template < typename T1, typename T2 >
nx!+:P , static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
7<*g'6JG[ {
|lIgvHgg return t1 / t2;
NiVZ=wEp, }
VTO92Eo } ;
nwi8>MG b-J6{=k^ 这个工作可以让宏来做:
5^{2g^jH6 Sq`Zuu9t #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
!W b Q9o template < typename T1, typename T2 > \
6anH#=( static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
"JgwL_2 以后可以直接用
_Q*,~ z~ DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
@><8YN^)% 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
%YG[?"P' (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。。。)
_]< Tv3]RK 1,n\Osd ] `;Fc8$ 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
OFZo"XtF *b`1+~p_2 template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
&<(&u`S class unary_op : public Rettype
'qoaMJxN` {
<I{Yyl^ Left l;
u} [.*e public :
CSzu$Hnq unary_op( const Left & l) : l(l) {}
-c[fg+L9 ! ^aJS'aq template < typename T >
cmp@Ow"c typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
Vzh\1cF {
g]?QV2bX6 return FuncType::execute(l(t));
Ki[&DvW: }
DH])Q5 RV@mAw.T template < typename T1, typename T2 >
7Y
4! typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
G#. q%Up {
(Wn^~-`=+ return FuncType::execute(l(t1, t2));
Xz'o<S }
p-6T,') } ;
G[zVGqk G4EuW *~ e'3y^Vg 同样还可以申明一个binary_op
K{iC'^wP %\1W0%w template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
O~5*X f class binary_op : public Rettype
,UxAHCR~9 {
*3(mNpi{_ Left l;
> q8)~ Right r;
riSgb=7q9 public :
M
~6$kT binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
lG`%4}1 .6pVt_f0/ template < typename T >
V+$fh2t typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
._6Q "JAB {
S0lt_~ return FuncType::execute(l(t), r(t));
XrGP]k6.^ }
2zkOs: \|
'Yuh template < typename T1, typename T2 >
D0X!j,Kc typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
@h%Nn)QBq {
dTQW /kAHQ return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
@lCyH(c% }
%vRCs] } ;
9bUFxSH +6(\7? 4mm>6w8NT 很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
ufocj1IU 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
4V'HPD>=V DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
Bh65qHQO 那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
E_#?;l> 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
rs0Wy
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
lB 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
RVh{wg 这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan)
Lwo9s)j<e 下面是修改过的unary_op
YLb$/6gj6 6P02= template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
PeJIa
%iE class unary_op
!WTL:dk {
yg82a7D Left l;
tcJN`N D/Py?<n-B public :
CEBa,hp@ gCx#&aXS unary_op( const Left & l) : l(l) {}
2u(G:cR gvFCsVv<{ template < typename T >
h*\u0yD) struct result_1
[-VIojs+u {
@jKB[S;JSn typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
&W*^&0AV } ;
nNh5f]] @el template < typename T1, typename T2 >
sAoxLI struct result_2
YVPLHwh/5 {
6K^O.VoV^J typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
wQ81wfr1: } ;
No*[@D]g
dQy K4T template < typename T1, typename T2 >
aAgQ^LY typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
m{r#o? {
'%y;{,g* return OpClass::execute(lt(t1, t2));
`pqTiV }
gzN51B =D N t\ZM template < typename T >
VPb8dv(a3 typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
Qw<&N$ {
LHSbc!Y'. return OpClass::execute(lt(t));
JB'XH~4H }
@I#uv|=N }d%Fl}.Ez } ;
9^@)R
ED bbT$$b- DTHWL 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
P=Su)c 好啦,现在才真正完美了。
z#2n+hwE 现在在picker里面就可以这么添加了:
|^"0bu" )T^xDx template < typename Right >
i:1
@ vo picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
zpZfsn! {
\} _,g return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
-B?cF9 }
Z}.ZTEB 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。
Z{ 1B:aW 9+3 VK [Kaa{+,( %^[D+1ULb iU AY
十. bind
=Q*3\)7 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。
}
| 先来分析一下一段例子
<
pZwM s;-AZr) lX"6m}~D int foo( int x, int y) { return x - y;}
6"R'z#{OF bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
>T-4!ZvS\j bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
=nqHVRA 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。
dg_w$# 我们来写个简单的。
'c# }^@G 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
U>DCra; 对于函数对象类的版本:
F6aC'<#/ KtGbpcS$f template < typename Func >
!;0K=~(Y^ struct functor_trait
l2I%$|)d {
1xInU_SPf typedef typename Func::result_type result_type;
#/{3qPN?@ } ;
BvUiH<-D 对于无参数函数的版本:
Y=5P=wE 3 FV -&Y template < typename Ret >
%Aqf=R_^ struct functor_trait < Ret ( * )() >
Q!_d6-*u {
SmIcqM typedef Ret result_type;
4]6-)RHFB } ;
+}PN+:yV 对于单参数函数的版本:
Je}0KW3G9L +wxsAGy_j template < typename Ret, typename V1 >
m.<u!MI struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
Qxk & J {
o4wSt6gBcJ typedef Ret result_type;
@0d"^ } ;
MzDosr3: 对于双参数函数的版本:
5{bc&?" O8SE)R~ template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
U_l9CZ struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
YoBe!-E {
v*%52_ typedef Ret result_type;
ESYF4-d+ } ;
V@[C=K 等等。。。
:2K@{~8r 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
]qxl^Himq Dp!91NgB p template < typename Func >
D:/q<<| struct func_return
"%\hDL; {
57-Hx; template < typename T >
*l=(?Pe< struct result_1
Eku9u {
RB|i<`Z typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
8g
Z)c\ } ;
@5ud{"|2 &{UqGD#1& template < typename T1, typename T2 >
Ka_;~LS>( struct result_2
Fk^N7EJ:$ {
*UJ4\ typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
}>d } ;
}}i'8 } ;
G]4Ca5;Z!N <f M}Kk Fm,` ]CO 最后一个单参数binder就很容易写出来了
`j(._`8%a .ESvMK~x template < typename Func, typename aPicker >
]Yw$A class binder_1
ts9wSx~[+ {
a[ayr$Hk? Func fn;
^
nI2<P aPicker pk;
"r*`*1 public :
g,rmGu3v _DH^ K9,9 template < typename T >
gWzslgO6 struct result_1
RB4 +"QUh {
_+'!l'` typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
-Ep#q&\ } ;
%,~?;JAj 28`s+sH template < typename T1, typename T2 >
3%5a&b struct result_2
p @nj6N.-- {
a4*976~![ typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
p6R+t]oH } ;
mO;QT I<ohh`. binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
6-fv<Pn R$8{f:Pj template < typename T >
zh*D2/r typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
J E7m5kTa {
f?51sr return fn(pk(t));
dGn0-l'q }
eqsmv[ template < typename T1, typename T2 >
)c{>@WM~ typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
3ie
k>'T {
RYjK4xT?Y/ return fn(pk(t1, t2));
}b&lHr'Uw }
?VmgM"'md } ;
oV0T
9K/EteS 2Y23!hw 一目了然不是么?
|w}j!}u 最后实现bind
"`V@?+3 BB\GrD @$ Zh^+x! template < typename Func, typename aPicker >
,>h"~X picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
o+'|j#P {
5P%#5Yr2 return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
d#a/J.Z$A }
~x\uZ^: >&KH!:OX| 2个以上参数的bind可以同理实现。
9<.O=-1~ 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。
_huJ*W7lR wW1VOj=6V" 十一. phoenix
{zvaZY|K" Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
m^}|LB:5 Cl<!S` for_each(v.begin(), v.end(),
P:4"~]} (
dAx
? , do_
i[IFD]Xy!j [
Lo{wTYt:J cout << _1 << " , "
iX]OF.: ]
J<QZ)<T,& .while_( -- _1),
b>OB}Is cout << var( " \n " )
W~;Jsd=f )
t4_yp_ );
B[GC@]HE p%>sc 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:
8%#8PLB2 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
;v@ G operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
~3?-l/ $ 那么我们就照着这个思路来实现吧:
V%r`v%ktF /DHgwpJ hbH~Ya=+S template < typename Cond, typename Actor >
,bl }@0A class do_while
]yf?i350 {
kk-<+R2 Cond cd;
RTcxZ/\"# Actor act;
dDpAS#'s\ public :
wWb>V&3 template < typename T >
a+cMXMf struct result_1
.cHgYHa {
k
i<X ^^ typedef int result_type;
9f( X7kt } ;
:}zyd;Rc |NZi2Bu do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
v"o"W[ \mc0fY template < typename T >
>0{}tRm-P& typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
SWV*w[X<X {
U.Mfu9}#: do
)OV0YfO {
[! $NTt_ act(t);
Y7}Tuy dC }
7z4k5d<^_ while (cd(t));
o{sv<$ return 0 ;
xR0T'@q }
eut2x7Z(c } ;
iQgg[
) 8@m$(I+ eUA]OF@ 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
>o?v[:u* 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
4f[%Bb 其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。
1l$Ei,9 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。
>9&31wA_ 下面就是产生这个functor的类:
1y'Y+1.< e
Wux ^~YT<cJ1h template < typename Actor >
wsWFD xR class do_while_actor
{=ox1+d {
W7qh1}_% Actor act;
oZvG Kf public :
M,]|L c h do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
k."p& \~
D(ww template < typename Cond >
d&j picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
ukSv70Ev } ;
G tI )O} F}nwTras 'ZuS 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
y!#-[K: 最后,是那个do_
rL{R=0 N y'\Q"Y] .T'@P7Hdx class do_while_invoker
CQ!pt@|d {
k7CKl;Fck public :
' P?h?w^T template < typename Actor >
faQmkO do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
!RI _Uph {
|3' return do_while_actor < Actor > (act);
7Z< ~{eD, }
FDz`U:8 } do_;
HT;^u"a~ ljKIxSvCFp 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
+X=*>^G(- 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
Y,}_LS$f 最后来说说怎么处理break和continue
Jl/w P 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。
WoEK #,I; 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 ]