一. 什么是Lambda
OKOu`Hz@ 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
imL_lw^? 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,
_W!p8cB b4 #R! f&@BKx X&m'.PA class filler
U]~^Z R {
:&XH?/Wi public :
E:E4ulak void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
0[A9b,MMVO } ;
(P|~>k 5r{;CKKz "VxWj}+] 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:
,{eUP0] h&@R| N 4 {GU6v)f 4\5uY for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
QrG`&QN gIEl. f7de'^t9 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
zzGYiF? I8Vb-YeS \kamcA )U<Y0bZA! 二. 战前分析
)u ?' ; 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。
O%!5<8Xrb 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
u'A#%}3 9a$56GnW1 pY8q=Kl for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
KGHq rc /* --------------------------------------------- */
`em9T oJV vector < int *> vp( 10 );
XJ0{
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
FE7)E.U /* --------------------------------------------- */
rEZ8eeB[3 sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
hv$yV%.` /* --------------------------------------------- */
m#H3:-h, int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
Ei>m0
~<\ /* --------------------------------------------- */
-|yb[~3 for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
AF,BwLN /* --------------------------------------------- */
HG>j5 for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
wmr-}Y!9u% 4b]a&_-} lb'Cl 3H F9q8SA#" 看了之后,我们可以思考一些问题:
7\
SUr9[ 1._1, _2是什么?
BZK`O/ 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^KA 2._1 = 1是在做什么?
RH;:9_*F 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\oSG) 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。
3#kitmV d?,M/$h OU DcY@x~ 三. 动工
%%%fL;-y 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
?`?T7w|3
y JMBK{J K> 5wt TP ;P ']6VB,c` template < typename T >
JHn*->m class assignment
}]P4-KqI {
q!'rz T value;
s'P( ,!f public :
bJr[I assignment( const T & v) : value(v) {}
ug 7o>PX template < typename T2 >
XdEPbD- T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
Vsq8H}K } ;
DmqX"x%P zRl~^~sY DLPUqKL] 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
+';>=hha 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
E|"=.
T =H7xD"'%R i?;r7> g8;D/ class holder
mo]KCi {
`RQ#. public :
OV CR0 template < typename T >
3cl9wWlJ_E assignment < T > operator = ( const T & t) const
vy@rQC %9 {
WUdKLx%F return assignment < T > (t);
e=P }
JYqSL)Ta*t } ;
nCg66-3A m,LG=s lEL78l. 由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上:
01a-{&
u8b2$D static holder _1;
JEn3`B!* Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
rWtZj}A =#5D(0Ab for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
<T?oKOD ] 而不用手动写一个函数对象。
OqhD7 + 6V9doP ]i z(RL<N% n
?[/ufl 四. 问题分析
Zzua17
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。
^o?S M^ 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。
X##1!
ad 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
!SOrCMHx 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
eZhPu'id\s 下面我们可以对这几个问题进行分析。
dP$GThGl M
s9E@E 五. 问题1:一致性
qgt[ ~i* 首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?|
3{Nbp 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
%rQuBi# 1f `\>.h struct holder
+y+"Fyl {
xk~IN%\ //
z1OFcqm template < typename T >
EfLO5$?rm T & operator ()( const T & r) const
td2/9|Q {
@=S}=cl return (T & )r;
^y viV
Y }
10Wz,vW,n } ;
]T!
}XXK #1'\.v 这样的话assignment也必须相应改动:
a[bBT@f CLD-mx|? template < typename Left, typename Right >
_gNz9$S class assignment
2U
kK0ls {
rf+:=|/_3 Left l;
RNVbcd Right r;
&>WWzikB* public :
"e3["' assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
"tit\a6\( template < typename T2 >
\h<BDk* T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
89}Y5#W } ;
gE/Tj$ Fh7'[>onw 同时,holder的operator=也需要改动:
0Y=![tO8 oj,lz? template < typename T >
FX<b:# assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
}!#gu3 {
W" "*ASi return assignment < holder, T > ( * this , t);
<3PL@orO }
u),Qa=Wp TjK{9A 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。
YKZrEP4^ 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
7)rWw<mY l7(!`NPbC return l(rhs) = r;
!33#. @[ 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。
gCd`pi
8 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
UAF<m1 OIHz I2{ template < typename Tp >
" }gVAAvc7 class constant_t
q}uHFp/J {
D-imL;| const Tp t;
3
vP(SIF public :
%m5Q"4O constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
Hk_y/97OO template < typename T >
Vpfp}pL const Tp & operator ()( const T & r) const
z7.|fE)<6 {
_?7#MWe& return t;
C9n}6Er=, }
>C WKH~ } ;
5(2|tJw-H; "bg'@:4F 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
3LR p2(A 下面就可以修改holder的operator=了
;Lw{XqT M_0zC1 template < typename T >
? ]sM8Bd} assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
7fp(R&)1 {
,[p
T4G return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
WzW-pV] }
D*5hrkV9 y<R= 同时也要修改assignment的operator()
PeX1wK%f !2CL1j0( template < typename T2 >
$m1<i?'m T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
YIt9M,5/Q 现在代码看起来就很一致了。
M
x5`yT7 5lKJll^2: 六. 问题2:链式操作
%ugHhS! 现在让我们来看看如何处理链式操作。
MJ<Jb ,D1 其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。
{cK^,?x 事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。
}y%`)lz~ ; 比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。
o{v&.z 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
+1C3`0( Ph&urxH@ template < typename T >
P27%xV-n> struct result_1
T[k4lM {
wmNHT _ typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
Yw3oJf& } ;
|9xI_(+{kP z_;3H,z` 那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为:
)|j[uh6wo v4Zb?
Yb template < typename T >
}g+;y struct ref
P47V:E% {
@ufo$?D typedef T & reference;
{",MCu_V } ;
2 gq$C" template < typename T >
GJi~y struct ref < T &>
05Fz@31~ {
148V2H) typedef T & reference;
C#rc@r,F } ;
JE5 qM4c]YIaSl 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
-b&{+= ^c yZ]:y-1 template < typename T >
RT/o$$ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
oq/G`{`\ {
gC%G;-gm return l(t) = r(t);
tary6K9K+ }
,y`CRlr: 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。
h<<>3 A 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
@K223?c8l [$(%dV6O 有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么
h-a!q7]l _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
R;whW:Tx _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
))D:8l@ +5 调用divide的对象返回一个add对象。
6dH }]~a 最后的布局是:
tbo>%kn Add
Xy ,lA4IP / \
a/Q$cOs Divide 5
`cz2DR-" / \
KAA-G2%M _1 3
[sV"ws 似乎一切都解决了?不。
}K1 0Po' 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。
^{$FI`P 如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。
F+ <Z<q OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码:
MiT}L v dbO( template < typename Right >
S>G?Q_&}?D assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
zIC;7 5# Right & rt) const
E9\vA*a {
'# NcZy return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
k-V,~c }
%)jxW{ 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
VLsxdwHgb XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。
CfEmT8sa 因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。
NqHy%'R 最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。
{_N,=DQ! 除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。
vE6mOM!_L 且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么?
~0$NJrUy 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:
Sgim3):Z C`=p+2I] template < class Action >
r;9 r!$d class picker : public Action
Tm^89I]L {
y4Z&@,_{ public :
rD?L picker( const Action & act) : Action(act) {}
2n><RZ/9 // all the operator overloaded
=@Dwlze } ;
I4;A8I *D4hq= Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。
V6$xcAE"</ 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:
0`.^MC? @J{m@ji{ template < typename Right >
AWjJ{#W>9 picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
'K@|3R {
Vt^3iX{! return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
2 &/v] }
{^CT}\=> :(dHY Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
a8u9aEB 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。
J]W5[)L v}@xlB= template < typename T > struct picker_maker
M7f;Pa {
h1 WT typedef picker < constant_t < T > > result;
sAo&
uZ } ;
W)'*m-I template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
MUOa@O, {
WPZ?*Sx typedef picker < T > result;
(npj_s!.C) } ;
5tJ,7Y' ~/NKw: 下面总的结构就有了:
i'd2[A.7I 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。
KKA~#iCk 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。
|r
ue=QZ picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
{NpM.; 至此链式操作完美实现。
AE: Z+rM* r|4t aV& j Ja$a [ 七. 问题3
Nu8Sr]p 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。
=_j vk. FYs)MO template < typename T1, typename T2 >
umz;F ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
xw{-9k-~ {
A5,t+8`aci return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
-(#I3h;I }
EM>}0V %h1N3\y9i( 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:
yx V:!gl
IUR<.Y` template < typename T1, typename T2 >
t+oJV+@ struct result_2
&`b
"a! {
d0'JC* typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
"5cM54Z0 } ;
k6`6Mjbc fEB7j-t 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?
6y%0`! 这个差事就留给了holder自己。
Y@'8[]=0 Gm*X'[\DD 1[_mEtM:]B template < int Order >
w\)| class holder;
A!1;}x template <>
|t$Ma'P class holder < 1 >
oYWR')8g {
0G!]= public :
9rh}1eo7 template < typename T >
hdTzCfeZ5@ struct result_1
%;#^l+UB {
cj11S>D typedef T & result;
iy""(c } ;
:JlP[I
template < typename T1, typename T2 >
6TP7b| struct result_2
4Llo`K4 {
lKk/p^: typedef T1 & result;
Q)"A-"y } ;
&.TTJsKG h template < typename T >
U%0Ty|$Y typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
gGfoO[B {
8Sz})UZ return (T & )r;
Spt?>sm }
-i-? .: template < typename T1, typename T2 >
\.M*lqI typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
bLt.O(T} {
fM^[7;]7e return (T1 & )r1;
KZ~*Nz+H2 }
G
"P4- } ;
f6$b
s+oP OtFh,}E template <>
zbJT&@z class holder < 2 >
&/,|+U[ {
\9-"M;R.d public :
G:g69=x y template < typename T >
dz Zb struct result_1
@k&qb!Qah {
^*fQX1h< typedef T & result;
vloF::1 } ;
ftH:r_"O# template < typename T1, typename T2 >
KZPEG!-5 struct result_2
8QMPY[{ {
!ct4;.2
D typedef T2 & result;
+SJd@y@fR } ;
h=-"SW template < typename T >
[9:9Ql_h typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
a&vY!vx3 {
4tY ss return (T & )r;
6;b~Ht }
]l8^KX' template < typename T1, typename T2 >
W456!OHa typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
,@5I:X!rR {
=-p$jXVW% return (T2 & )r2;
7g_]mG[6 }
'uy/o)L } ;
nB .G O*#*%RL| vTn}*d.K= 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> >。
iYC9eEF
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
\l~*PG2 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
V^;jJ'] s=CK~+,/ return l(i, j) = r(i, j);
w6j/ Dq! 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
%D * OO{ Dd`Mv$*d8 return ( int & )i;
->N8#XH2= return ( int & )j;
k1Q?'<` 最后执行i = j;
j&k6O1_ 可见,参数被正确的选择了。
0Fu~%~#E$ 4>J
G8Du~h!!U oY, %Iq Nz)l<S9> 八. 中期总结
u{L!n$D7 目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事:
<_Q1k> 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
d^`?ed\1 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
%j7XEh<' 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
@V!r"Bkg. bV"G~3COy p)+k=b n0is\ZK 0 NFv>B> ^Ox3XC 九. 简化
zl`h~}I 很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。
Wl}&?v&@ 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
7F'`CleU 首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种:
j)q\9#sI/( 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
Po%(~ )S> +-*/&|^等
CD8}I85K 2. 返回引用。
mx=BD' =,各种复合赋值等
vhhC>
7 3. 返回固定类型。
h yv2SxP* 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
2PG [7u^ 4. 原样返回。
"Iix
)Ue operator,
g&{9VK6. 5. 返回解引用的类型。
=z8f]/k*> operator*(单目)
i7ly[6{^pr 6. 返回地址。
B/n[m@O operator&(单目)
V dn&c 7. 下表访问返回类型。
IH"6? 9nd operator[]
Nv"EV;$ 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
)RcL/n operator<<和operator>>
]~3U
V(E/'DR 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。
ccL~#c0P7 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
3'X.}>o (P`3 @H template < typename Left >
+U@<\kIF struct value_return
ZzX~&95G {
D|.ic!w' template < typename T >
&
GreN struct result_1
y a_<^O
9 {
3g6j?yYqb typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
()H:Uv M=t } ;
Km^&<3ch# ,\@O(;
mF template < typename T1, typename T2 >
c;'[W60 struct result_2
h5K$mA5 {
CoA6 typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
8}(]]ayl } ;
oqeSG.1 } ;
}C|dyyr :GJ &_YHf F,'exuZ 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
b3VS\[p -!
K-Htb- 下面我们来剥离functor中的operator()
uAWM\? 首先operator里面的代码全是下面的形式:
=xS+5( hh[jN7K return l(t) op r(t)
x@Hc@R<! return l(t1, t2) op r(t1, t2)
)[Yv?>ib return op l(t)
2r ZxSg return op l(t1, t2)
,tg0L$qC return l(t) op
&ZQJ>#~j^ return l(t1, t2) op
~_!F01s return l(t)[r(t)]
42qYg(tZ return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
'R:"5d NG6& :4! 很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式:
.AU)*7Gh 单目: return f(l(t), r(t));
',S'.U return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
G2FXrkU 双目: return f(l(t));
J^g!++|2P return f(l(t1, t2));
|.3DD"* 下面就是f的实现,以operator/为例
S)/_muP to$h2#i_ struct meta_divide
a.zpp'cEb {
j.@\3' template < typename T1, typename T2 >
,#kIr static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
pt}X>ph{ {
wLH] <k return t1 / t2;
nxl[d\ap+n }
VZl6t;cn } ;
Qg<(u?7N .?hP7;hhI 这个工作可以让宏来做:
lO_UPC\@fw xagBORg+Bd #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
f-71~ template < typename T1, typename T2 > \
x UD-iSY static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
qZA).12qS 以后可以直接用
9,"L^W8"k DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
,11H.E
Z 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
*C:|X b<9 (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。。。)
+PuPO9jKO@ #&7}-"Nd 2m2;t0 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
=7o"u3hG ?%y?rk < template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
)
v,:N.@Q class unary_op : public Rettype
Ck|8qUz- {
L;f!.FX# Left l;
E\4 +_L_j public :
= MOj|NR [ unary_op( const Left & l) : l(l) {}
&HY+n)
o QhK#Y{xY template < typename T >
SE~[bT typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
>lIk9| {
PxS8 n?y return FuncType::execute(l(t));
!dC<4qZ\C }
x3"#POp Zc`BiLzrIG template < typename T1, typename T2 >
GHeVp/u typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
se>MQM5 ) {
'&|=0TDd+ return FuncType::execute(l(t1, t2));
_Iv6pNd/ }
%$Aqle[ } ;
8UVmv=T ;IokThI sK5r$Dbr 同样还可以申明一个binary_op
a)'5Nw9* %&Q$dzgb_ template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
~7zGI\=P@ class binary_op : public Rettype
_&b4aW9< {
4sT88lG4n Left l;
HZf/CE9T Right r;
'`uwJ&@ public :
wL:flH@ binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
os]8BScx <"r#:Wr template < typename T >
F;<xnC{[ typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
B,=H@[Fj {
/x1![$oC0 return FuncType::execute(l(t), r(t));
&mtJRfnu }
HI11Jl}{ =^5Alba/ template < typename T1, typename T2 >
O|M{-) typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
Bjz Pz {
.ODR ]7{ return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
y`XU~B)J1 }
wLOB}ZMT } ;
9^G/8<^^> Aw5HF34J
S :<Nc{C 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
Gnq?"</ 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
}=]M2} DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
3S}Pm2D2 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。
w_{wBL[3e 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
hK,Sf ;5V 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。。。
[6XF=L,! 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
Xn%pNxUL 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)
L>RP-x> 下面是修改过的unary_op
Ls] g R'@9]99 template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
#odI EC/ class unary_op
20nP/e {
n$ou- Q Left l;
4s*ZS}]
o u;/ Vyu public :
VeQg-#&I N<-gI9_ unary_op( const Left & l) : l(l) {}
j4R(B 5X:*/FuS@ template < typename T >
ry` z(f struct result_1
ZU%[guf {
'GS"8w~j typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
T,
)__h } ;
428>BQA |='z{WS template < typename T1, typename T2 >
z-.+x3&o @ struct result_2
1NgCw\ {
9vvx*rD typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
5E zw
~hn } ;
Pf\D-1gi m4l&
eEp template < typename T1, typename T2 >
5?F__Hx*2 typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
Bx4w)9+3 {
U_n9]Z return OpClass::execute(lt(t1, t2));
.jk@IL }
9#MBaO8_" zZ` _D|<m template < typename T >
;CPr]avY typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
2h1vVF3 {
:i .{ return OpClass::execute(lt(t));
"C{}Z }
.xm.DRk3 vRHd&0 } ;
xk5@d6Y{r 42(Lb'G &p4&[H? 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
7KAO+\)H^Y 好啦,现在才真正完美了。
uJC~LC N 现在在picker里面就可以这么添加了:
c_'OPJ \Ani}qQ%| template < typename Right >
<4g{ fT0 picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
G2Qlt@.T {
|n,<1QY return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
iA' lon }
=pS5uR~ 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。
fj;y}t1E] n O\"HLM 4;0lvDD 5n9B?T8C P'Ux%Q+B> 十. bind
UJCYs`y 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。
(2^gVz=j 先来分析一下一段例子
2[O&NdP\Zk /2=#t-p+ GycSwQ
, int foo( int x, int y) { return x - y;}
0+kH:dP{ bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
{ +
Zd*)M[ bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
Pa
V@aM~3 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。
`\#B18eU 我们来写个简单的。
`OXpU,Z 6U 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
B1>/5hV} 对于函数对象类的版本:
[d1mLJAR &h^9}>rVjV template < typename Func >
y)W@{@{kl struct functor_trait
2ZG5<"DQ" {
3c]b)n~Y typedef typename Func::result_type result_type;
gT0BkwIV } ;
z8SmkL 对于无参数函数的版本:
e%@~MQ- >aj7||K template < typename Ret >
w&o&jAb-M struct functor_trait < Ret ( * )() >
$Bs {u=+w {
)ttUWy$w typedef Ret result_type;
,+meT`'vn } ;
7Z\--=;|[: 对于单参数函数的版本:
-- %N8L;e 7BK0}sxO template < typename Ret, typename V1 >
jY%na
HaI struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
K1\a#w {
@Z\,q's typedef Ret result_type;
,!Z*5 } ;
DRp~jW(\y 对于双参数函数的版本:
1DE<rKI 2.l Z:VLN template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
^Eb.:}!D6 struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
$o0iLFIX/ {
d4>Z8FF|1B typedef Ret result_type;
Ay5i+)MD } ;
:y%/u%L 等等。。。
*n 6s.$p)% 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
&eCa0s?mI )4<__|52"1 template < typename Func >
W&&;:Fr struct func_return
$Q96,rb}k; {
HkUWehVm template < typename T >
pgI^4h struct result_1
Lvq>v0| {
GT }F9F~ typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
jV>raCK_ } ;
LcSX *MC [y'f|XN template < typename T1, typename T2 >
723bkJw
V struct result_2
3=FZ9>by {
snf~}:& typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
toya fHf } ;
v9w'!C)b } ;
AX;8^6.F3 0?\Zm)Q~( im9G,e 最后一个单参数binder就很容易写出来了
wsIW
|@ &,c``z template < typename Func, typename aPicker >
ZUVA EH% class binder_1
PE}:ybsX {
Bm.:^:&k Func fn;
<acUKfpY aPicker pk;
xLNtIzx public :
dZ rAn aqRhh=iS template < typename T >
yp KUkH/ struct result_1
hb zC#@q {
wKZ$iGMbz typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
`\T]ej}zvI } ;
\>:CvTzF x(etb<!jd template < typename T1, typename T2 >
#{?PbBE} struct result_2
P9^-6;'Y {
>/kcdWl typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
uxtWybv } ;
7n8~K3~; _=Z,E.EN binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
Xjo5v*P u /'].lp template < typename T >
66/3|83Z typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
*1p|5!4c {
@kpv{`Y return fn(pk(t));
2XFU1 AW }
<j*;.yyC template < typename T1, typename T2 >
iOR_[ y, typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
F(k.,0Nc {
!MYSfPdS return fn(pk(t1, t2));
hAYTj0GZ }
T (OW } ;
v,
n$^R 'Jt]7;04p ^?cz,N~ 一目了然不是么?
lE;Ewg 最后实现bind
#!aN{nK0 uD1e!oU UDL!43K template < typename Func, typename aPicker >
R:e<W/P" picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
hd>aZ"nm1 {
\>jLRb|7Ts return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
y.e^h RKb }
SB1upTn @.b+av4J 2个以上参数的bind可以同理实现。
A+::O@_s 另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。
%_+2@\ ,uo'c_f(e 十一. phoenix
?u/@PR\D Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
pP*zq"o dx;Ysn0- for_each(v.begin(), v.end(),
o.w\l\ (
A?CcHw
rT do_
<j&DK2u=i [
p2n0Z\2 cout << _1 << " , "
@hJ%@( ]
';TT4$(m .while_( -- _1),
b8V~S'6VqO cout << var( " \n " )
tZ}
v%3 )
o7J );
PZE0}>z U}6.h&$ 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:
OTGofd2zf 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
DF1I[b=] operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
SH_(rQby 那么我们就照着这个思路来实现吧:
zm]aU`j /tP|b_7O BGOuDKz9C template < typename Cond, typename Actor >
v1BDP<qU2 class do_while
jT8#C=a7 {
wF <n= Cond cd;
XWA:J^ Actor act;
D2](da:]8) public :
N}pw74=1 template < typename T >
[q/Abz'i struct result_1
H<v'^*( {
rqdE6y+^ typedef int result_type;
kSR\RuY* } ;
8Eakif0CO IhA5Wt0j do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
12;8o<~ 2_n7=& template < typename T >
lzYEx typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
o_@4Sl8 {
n#q<`}u, do
*pAV2V(!23 {
:bz}c48% act(t);
[z9`)VIe }
"}pNe"ok while (cd(t));
\hBG<nH{0 return 0 ;
NdL,F;^ }
nQ q=7Gu } ;
@2Z#x i\KQ!f>A 7NDr1Z#B6V 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
3gv|9T 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。
Y( 3Bp\6 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。
99:C"`E{ 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` xR5!de 下面就是产生这个functor的类:
&d"G/6 .WPV dwV4U =R #Qx, template < typename Actor >
M[6:p2u class do_while_actor
{$R' WXVs {
IB[)TZ2m Actor act;
fb{``,nO public :
RLbKD> do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
m=}B,']O p?B=1vn-2 template < typename Cond >
2Ou[u#H picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
P"W2(d } ;
&Q>k7L! !P)O(i= a4XU?-sUh 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
@xbQ Ye%J 最后,是那个do_
A9wh(P0\ OY:,D Zn
''_fjh class do_while_invoker
5[A@gw0u {
~ vJ,`? public :
W7 Cc template < typename Actor >
Zy o[(`y do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
~xD={9BL {
VO$
iNK return do_while_actor < Actor > (act);
8ELCs<xI }
sC='_h } do_;
WN01h=1J_ %KmiH
;U 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
u/M+u; 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
|962G1. 最后来说说怎么处理break和continue
]`kmjn 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。
=K6($|'= 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 ]