一. 什么是Lambda
FYzl- 7!Y 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
7kO
1d{u6b 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,
<I7UyCAF R6ywc"xE M
C>{I3 Zscmc;G class filler
%"o4IYV# {
e_Y>[/Om public :
Gz`Zp "i%0 void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
&_ber ad } ;
xi ^_C!*J ]:F]VRPT fZgZ 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:
Te;`-EL [qc90)^Q, aXwFQ, 4o'0lz] for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
n{M!l\1 dz?:)5>I zg]9~i8 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
:[Fwc )V3G~p=0 kIQMIL0+ Xf:-K(%e 二. 战前分析
bBGLf)fsTG 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。
4!D!.t~r 开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码
a&j
H9 g8^ $, qz?9:"~$C for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
k9a-\UIMet /* --------------------------------------------- */
VEJ Tw vector < int *> vp( 10 );
*T 6<'a transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
vAX %i( 4 /* --------------------------------------------- */
@A
g=2\9 sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
Ta~Ei=d^ /* --------------------------------------------- */
wqJH int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
VsFRG;:\U /* --------------------------------------------- */
8g$pfHt|e for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
:0r@o:H /* --------------------------------------------- */
gmt`_Dpm$ for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
&rjMGk"& .#CTL|x s %/3X\_ y "gYv 看了之后,我们可以思考一些问题:
a&9+< 1._1, _2是什么?
-K PbA`j+ 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。
TEv3;Z*N 2._1 = 1是在做什么?
lRn>/7sg$ 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。
?bY'J6n. 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。
@r=O~x zGA#7W2?0 o[aRG7C 三. 动工
S9-FKjU 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
.-uH ax0 pFhznH{0 whr[rWt@> g\GuH?| template < typename T >
[/\}:#MLe class assignment
bvi
Y.G3 {
A(ql}cr T value;
@} qMI
public :
rMUn ~ assignment( const T & v) : value(v) {}
<t\!g template < typename T2 >
K '7M\:zy T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
5V8WSnO } ;
>E6w,Ab vT)FLhH6* ,x&T8o/a 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
0.qnbDw_ 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
G,3.'S,7 lh{U@,/ =[`B -? m?0caLw< class holder
vjmNS=l {
ch!/k public :
"]B:QeMeF! template < typename T >
f
}P6P>0T assignment < T > operator = ( const T & t) const
PVLLuv {
c7Jfo
x
V return assignment < T > (t);
V 9bn }
lXjhT } ;
0M-=3 T 7a\at)q/y ,Y ./9F 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:
[2ez" 4e Ia
%> c static holder _1;
"w7wd5h Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
C/_Z9LL?F ?)X0l for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
wO.T"x%X 而不用手动写一个函数对象。
NU"Ld+gw &?"E"GH ;2*hN( Wa.y7S0(@ 四. 问题分析
sQwRlx 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。
Tmjcc( 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。
h6`v%7H? 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
]O]6O%.ao 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
G
LU7?2`t 下面我们可以对这几个问题进行分析。
';'gKX!9V }6b" JoC 五. 问题1:一致性
j2^Vz{ 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?|
yGj'0c:: 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
b
v5BV 4z6kFQgu struct holder
2Kwr=t {
@` 5P^H7 //
*QH~z2:[ template < typename T >
xU9T8Lw T & operator ()( const T & r) const
5d|hP4fEc {
fkk&pu return (T & )r;
2:GS(%~ }
upi\pXv } ;
DXyRNE<G[C XN|[8+#U<@ 这样的话assignment也必须相应改动:
'8Wu9 phT mH6\8I template < typename Left, typename Right >
x<d2/[(}mT class assignment
C@b-)In {
W<Ri(g- Left l;
xaI)d/ Right r;
mM(Z8PA9- public :
[$]qJ~kz assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
@}\wec_ template < typename T2 >
iewwL7 T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
pmfL}Dn } ;
gUGMoXSTI| f9$8$O 同时,holder的operator=也需要改动:
o*_arzhA "vvv@sYxi template < typename T >
<~z@GMQCf assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
40=*Ul U- {
*{x8@|K8 return assignment < holder, T > ( * this , t);
7/e25LS!`U }
$&Lw 2 c0 <]Btx;} 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。
B}fd#dr 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
Fzmc#? '/2)I8 return l(rhs) = r;
z#HNJAQ#| 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。
b]5/IT)@O 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
mlLx!5h= R+r;V ]-/ template < typename Tp >
<H,E1kGw9 class constant_t
bUU\bc {
br;~}GR_h const Tp t;
.C|dGE?, public :
__%){j6 constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
fL(_V/p^ template < typename T >
Q3<ctd\]Y const Tp & operator ()( const T & r) const
l3N '@GO {
'r'+$D7 return t;
Rt.2]eZEJ }
|\FJ } ;
\ORE;pG 6DVHJ+WTV 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
?G>E[!8ev 下面就可以修改holder的operator=了
;q?WU>c{? F]GX;<` template < typename T >
Ve\.7s assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
sq_
yu( {
eNDc220b return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
"N3!!3 }
TUN6`/" O[+\` 63F= 同时也要修改assignment的operator()
vyBx|TR eWOZC(I*z template < typename T2 >
BD2Gv)?g T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
d1}cXSQ1T 现在代码看起来就很一致了。
>)t-Zh:n |U`ASo 六. 问题2:链式操作
ST1;i5
现在让我们来看看如何处理链式操作。
>@tJ7mM 其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。
"G!,gtA~ 事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。
7*eIs2aY 比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。
_ |G') 9 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
LS/ZZAN u 8a;;MJ) template < typename T >
AzMX~cd struct result_1
.A F94OlE/ {
+WE<S)z< typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
th|'t}bWV } ;
&[t} /+) 9~v#]Q}Z}4 那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为:
uoq|l byHXRA)39 template < typename T >
~? n)/i(" struct ref
i4<n#]1!t {
!-Uq#Ea0/ typedef T & reference;
H2{&da@D5 } ;
zB8J|uG template < typename T >
.Fx-$Yqy struct ref < T &>
~.Er {
\iH\N/ typedef T & reference;
.2
}5Dc,eR } ;
?
@- t.N ]Wn=Oc{F 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
2,r jy|R` xJ^pqb template < typename T >
fBLR typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
b\vL^\bX8 {
mW)C=X% return l(t) = r(t);
|!cM_& }
eC='[W<a. 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。
$-uMWJ)l 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
;y.<I& 7Ga'FT.F 有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么
rsD?
;XzH _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
JqK-vvI _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
k&= iye( +5 调用divide的对象返回一个add对象。
qf*e2"~v 最后的布局是:
b?:SCUI Add
z:d+RMA / \
&ER,;^H`6 Divide 5
o(YF`;OhvS / \
Lf+3nN _1 3
6oLZH6fG 似乎一切都解决了?不。
Bg}(Sy 你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。
4Y{&y6 如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。
n ==+NL OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码:
Fq!-
%Y ;m}o$` template < typename Right >
Lu[xoQ~I assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
l j %k/u Right & rt) const
?m h0^G {
M5{vYk>,1Q return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
SXRND;-W8 }
wV"C ,*V 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
d=a$Gd_$ 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。
+pjU4>) 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。
*}Gu'EU 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。
?j$*a7[w 除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。
\l?.VE D 且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么?
T2}ccnDi 正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明:
-hKtd3WbT ,QHn} 3fW template < class Action >
~p$ncIr2Q class picker : public Action
W4S]2P>T {
e:(~=9}Li public :
U/:x<Y$ tj picker( const Action & act) : Action(act) {}
A[ N>T\ // all the operator overloaded
F
<.} q|b } ;
m@y_Wt 4(p,@e31 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。
:snn-e0l 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:
}>m3V2>[ N4wMAT:h template < typename Right >
&$. x1$% picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
y5:al7*P {
V5]:^= return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
6EkD(w }
7.(vog"I) MKr:a]-'f~ Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
DZ&AwF 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。
uH8`ipX Bk8 '*O/) template < typename T > struct picker_maker
f2FGod<CzN {
,E8~^\HV typedef picker < constant_t < T > > result;
Ge4tc } ;
+( V+XT template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
R,ddH[3 {
q
pFzK typedef picker < T > result;
?p!+s96 } ;
KDy:A>_ G" 'W|@d8}h 下面总的结构就有了:
-I{J]L$S# functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。
U4,hEnJBT picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。
nuX W/7M picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
TkV$h(#!f& 至此链式操作完美实现。
g bwg3$!9 !Mk:rO-L ,__|SnA. 七. 问题3
s`"ALn8m 如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。
.X(ocs$} da53XEF& template < typename T1, typename T2 >
^p!bteA> ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
s*W)BK|+? {
]<\; -i) return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
Ow7I`#P }
ti9cfv> }lt]]094, 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:
N3g?gb"Ex) QTjOLK$e$ template < typename T1, typename T2 >
!;YQQ<D struct result_2
2\=cv {
T+|V;nP. typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
05m/iQ } ;
{cBLm/C Y4dTv<=K@i 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?
cP MUu9du 这个差事就留给了holder自己。
UT7".1H =m=utd8 Gg9NG`e6I template < int Order >
7<VfE`Q3 class holder;
=.Q|gZ
template <>
zwKm;;v8 class holder < 1 >
"RJf2~(ZX {
:cK;|{f public :
/A) v$Bv= template < typename T >
a4M`Bk;mb struct result_1
R!.HS0i. {
c~UYs\ typedef T & result;
_;+N=/l0 } ;
U-EX)S^T[{ template < typename T1, typename T2 >
Epm=&6zf struct result_2
^R4eW|H {
k6 f;A typedef T1 & result;
|79!exVMBp } ;
]=g|e template < typename T >
x9NLJI21/ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
GcPhT {
md/Z[du:' return (T & )r;
uz+b }
p
}bTI5 template < typename T1, typename T2 >
fE/8;v!= typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
-j_J1P0, {
8}W06k>)% return (T1 & )r1;
:1wMGk }
?y{C"w!
} ;
N{G+|WmQ , eZL&n template <>
eMvb*X6 class holder < 2 >
Z qg(\ {
{q:o}<-L+ public :
HH|&$C|64 template < typename T >
a".uS4x struct result_1
0fPqO2 {
%?EOD=e= typedef T & result;
*<! W k\ } ;
=`X@+~%- template < typename T1, typename T2 >
G
K @]61b struct result_2
E#FyL>:.h {
?s5zTT0U>$ typedef T2 & result;
y6o^ Knl } ;
l%A~3 template < typename T >
9Yowz]') typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
gH0B[w ] {
QWf)5S return (T & )r;
s%z'1KPS }
_rqOzE) template < typename T1, typename T2 >
va8V{q@t' typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
]Nvtiw 6 {
0n,5"B return (T2 & )r2;
[j0I}+@4H }
BifA&o% } ;
morI'6N |pp @ HJ5m5':a 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> >。
:u{0M& 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
zux+ooU 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
8y!fqXm%) N)h>Ie return l(i, j) = r(i, j);
g}3c r. 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
*ma/_rjK xIrpGLPSh return ( int & )i;
d#a return ( int & )j;
Ik1,?A 最后执行i = j;
h{sW$WA 可见,参数被正确的选择了。
2ezuP F WytCc>oL n a2"Sy=Yi &bj :,$@ =tH+e7it 八. 中期总结
&U xN.vl 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:
[NvEXTd 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
B:z -?u#B 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
=,[46 ;q 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
6EK+] 0 6DJ,/J2F :<&}/r DcbL$9UI Bw*z4qb{yH _T5~B"* 九. 简化
oJ8_hk<Va8 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。
2,&lGyV# 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
cJ8F#t 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:
e|Sg?ocR 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
`z` `d*_ +-*/&|^等
@mJN 2. 返回引用。
9'toj%XQ =,各种复合赋值等
Hs=!.tZ, 3. 返回固定类型。
7^iF,N 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
6ddkUPTF 4. 原样返回。
/2dK*v0
operator,
p!aeL}g` 5. 返回解引用的类型。
SC2C%.%l` operator*(单目)
I I>2\d|
6. 返回地址。
sjTsaM;< operator&(单目)
$xu?zd" 7. 下表访问返回类型。
c(#`z!FB operator[]
<YeF?$S} 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
G<jpJ operator<<和operator>>
U-FA^c; 6@XutciK 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。
pXFNK"jm 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
kw-/h+lG Rc6
)v template < typename Left >
BE"nyTQ struct value_return
k) v[/#I {
b=|&0B$E template < typename T >
|}M']Vz struct result_1
9x?;;qC"m9 {
o@>c[knJ typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
Etu>z+P! } ;
km c9P& u=E?N:I~F template < typename T1, typename T2 >
'-i
tn struct result_2
=|U2 }U; {
4G>|It typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
=(n'#mV } ;
3K?0PRg } ;
mzT} C&hfP )b%c]! "{x~j\< 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
K%pmE?%,8 Tc88U8Gc 下面我们来剥离functor中的operator()
_).'SU)> 首先operator里面的代码全是下面的形式:
W;N/Y3Lb Q?a"uei[ return l(t) op r(t)
3,vH:L4 return l(t1, t2) op r(t1, t2)
Eq8OAuN return op l(t)
9>i6oF]Oq return op l(t1, t2)
L\Jl'r| return l(t) op
Vw{Ys6q return l(t1, t2) op
%C3cdy_c return l(t)[r(t)]
xapkhIW2\ return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
]F@md(J }a9C/t3 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:
p_z"Uwp 单目: return f(l(t), r(t));
sRZ:9de+ return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
zDl, bLiJ 双目: return f(l(t));
O h"^ return f(l(t1, t2));
i9xv`Ev=R 下面就是f的实现,以operator/为例
W1@;94Sb~ X#3<hN*v struct meta_divide
'!.;(Jo {
q~^:S~q template < typename T1, typename T2 >
yX-xVvlv@ static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
s^oNQ} {
\9}5}X_x. return t1 / t2;
@qC:% |> }
c"YK+2 } ;
0&.lSwa q9
;\B& 这个工作可以让宏来做:
b;t]k9:"L .u*].As= #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
'u3+k. template < typename T1, typename T2 > \
?
w?k-v static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
`{wku@ 以后可以直接用
kW!:bh DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
o(``7A@7a 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
RE .@ +A (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。。。)
AfEEYP)N +zD'r5 x5|v#
-F ^ 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
;Bb5KD vUK>4^{J5 template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
<kSaSW class unary_op : public Rettype
q8h{-^" {
Qwa"AY5pW Left l;
?8, N4T0) public :
+wUhB\F
* unary_op( const Left & l) : l(l) {}
Dgm%Ng 84!4Vz^ template < typename T >
SNU
bY6 typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
{T.Vu]L80 {
->hxHr`!%a return FuncType::execute(l(t));
m6x. "jG }
Yy)a,clZ*$
`_'Dj> template < typename T1, typename T2 >
3kQ ^f=Wd typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
>slN:dr0: {
Dq?HUb^X return FuncType::execute(l(t1, t2));
u}1vn} F{ }
)/Xrhhx } ;
\!QF9dP4 =Yj[MVn lkZC?--H 同样还可以申明一个binary_op
5 WppV3; u-9t s template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
_;q-+"6L; class binary_op : public Rettype
`fkrik {
%'T>kz *A Left l;
@L!#i*> 9 Right r;
W[>Tq T63 public :
|I}+!DDuv binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
SU'1#$69F m[{&xF|_ template < typename T >
t4k'9Y:\Q typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
<PN;D#2bh {
/>[6uvy#Q return FuncType::execute(l(t), r(t));
4) iEj }
ijqdZ+ &{/>Sv!6# template < typename T1, typename T2 >
H27Oq8 typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
i 9tJHeSm {
wDhcHB return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
'h^DI` }
W>s'4C` } ;
C9H11g7{ <M OL{jan ,;P`Mf'YC 很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
\u_v7g 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
4<g72| y DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
wmr%h q 那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
b2=Q~=Wc 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
+Jka :]MW! 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
px>>]>ZMH 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
U9o*6`"o 这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan)
aaugu.9 下面是修改过的unary_op
I!7.fuO W:poUG1UR template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
/e sk class unary_op
m=.7f9 {
OEE{JVeI Left l;
x\hn;i< z#J/*712 public :
z{3%Hq /Tf*d>Yh; unary_op( const Left & l) : l(l) {}
ptcLJ]+) 8*#][wC2 template < typename T >
]az}
n(B, struct result_1
,L{o,qzC {
b#;N!VX typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
\Tf{ui } ;
UeQ9G D'[P,v;Q template < typename T1, typename T2 >
_Q}RElA struct result_2
9;Pu9s[q2 {
ls"\YSq$ typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
V=4u7!ha
} ;
;k&k#>L!K #Wm@&|U template < typename T1, typename T2 >
ROt0<^< typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
FV6he[, {
7k t7^V< return OpClass::execute(lt(t1, t2));
=E}%>un }
`{|}LFS> &Y>~^$`J template < typename T >
mz VuQ typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
0HJqsSZ$mW {
Go+xL/f return OpClass::execute(lt(t));
F}B/-".^ }
Ddl% V7 7YXXkdgbd } ;
'oiD#\t4 ,6orB}w?z LB*# 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
~2A$R'x b 好啦,现在才真正完美了。
Bx}0E 现在在picker里面就可以这么添加了:
LJNie* 9 /Ai( template < typename Right >
C|d!'"p picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
Y\g90 {
rI^~9Rz return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
aC8,Y$>?E` }
u};]LX\E 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。
$|cp;~ 1 &Rl3y\
r [5p7@6:$u KG-k$glD >uchF8)e| 十. bind
QVG0>,+}$ 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。
;c
m wh< 先来分析一下一段例子
"'}v 0*[ f0mH|tI`
+ptF - int foo( int x, int y) { return x - y;}
;+ Co!L bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
^0-e,d
9h bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
sPE)m_u 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。
Bsu=^z 我们来写个简单的。
! F;<xgw 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
=wlm 对于函数对象类的版本:
@1/}-.(n jgo<#AJ/E template < typename Func >
f.$aFOn struct functor_trait
^!o1l-Y^gr {
!7kLFW typedef typename Func::result_type result_type;
H81.p } ;
PX69 对于无参数函数的版本:
RlslF9f j""y2c1 template < typename Ret >
.,ppGc|* struct functor_trait < Ret ( * )() >
"doU.U&u {
o! 2n}C typedef Ret result_type;
3!"b
guE } ;
u_p7Mcb 对于单参数函数的版本:
~D-JZx fNAo$O4cm template < typename Ret, typename V1 >
0[2BY]`Z. struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
(ifqwl62 {
FD
XWFJ typedef Ret result_type;
E*r } ;
@tE&<[e 对于双参数函数的版本:
Rg8m4x w s}[A4`EWH template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
;o_V!<$ struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
gI^L
9jE7 {
(DG@<K,6 typedef Ret result_type;
ebO`A2V'( } ;
rF8W(E_= 等等。。。
}1a <{& 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
5D]30 Fi?32e4KI5 template < typename Func >
bRK CY6 struct func_return
wuBlFUSg {
z<yNG/M1>U template < typename T >
e>?_)B4 struct result_1
7Ykj#"BZ {
wr3_Bf3] typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
xs2,t*
} ;
j[m_qohd7 IDGQIg template < typename T1, typename T2 >
|5}rX!wS4 struct result_2
~),;QQ, {
r
1l/) ; typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
l50|`
6t } ;
08Pt(kzNA } ;
,Lt~u_ lve 6m, KL5>W Ism^hyL 最后一个单参数binder就很容易写出来了
S+) l[0 YM# template < typename Func, typename aPicker >
Qq,i class binder_1
6?1s`{yy {
5"-una>D Func fn;
}
*
?n?' aPicker pk;
h*;g0QBkl public :
b(PHZCy# 9SRfjS{7 template < typename T >
u(V struct result_1
[K/O5_ {
NCowt|#t typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
YVQ_tCC_! } ;
la
G$v-r TIcd
_>TW template < typename T1, typename T2 >
ZQ,fm`y\ struct result_2
#dva0%-1 {
/<3;0~#){ typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
|eH wp } ;
g9yaNelDh) 0[n c7)sW binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
7=7!| UV j3*M!fM9 template < typename T >
1fz*SIjG typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
zAeGkP ~K {
9">zdFC' return fn(pk(t));
fOa6, }
kZV^F*7 template < typename T1, typename T2 >
>.DF"]XM typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
vKcl6bVT {
1% $d D2 return fn(pk(t1, t2));
&Q\_; }
! (2-(LgA } ;
9
9Ba{qj !MZ+- dpK Z~r[;={, 一目了然不是么?
G{@C"H[$< 最后实现bind
Ni+3b I#"t'=9H L8K0^~Mk template < typename Func, typename aPicker >
4`'8fe/" picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
[8,PO {
O0@w(L- return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
6eOrs-ty }
mND XzT& YS]>_ 2个以上参数的bind可以同理实现。
EKqi+T^=F 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。
lp,\]] RY9+ 9i 十一. phoenix
]vm\3=@}9 Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
W[@i;f^g z7-`Y9Ypd for_each(v.begin(), v.end(),
+O)]^"TG (
3^!Hl8P7 do_
Q Oz9\,C [
6exRS]BI cout << _1 << " , "
DZ^=*. ]
X Y~;)<s_ .while_( -- _1),
HH"$#T^- cout << var( " \n " )
, p_G/OU
)
Wm<z?.lS );
;KZrl` HbNYP/MN3 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:
Qm
$(
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor
D+f'*| operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
"kX`FaAhY 那么我们就照着这个思路来实现吧:
G7
1U 7 sa_R$ /H u FMIY(vB template < typename Cond, typename Actor >
kGpV;F==* class do_while
Ee&hG[sx {
}<SNO)h3 Cond cd;
vKU`C?,L Actor act;
L'>s(CR public :
?$3r5sx template < typename T >
s0r"N7~ struct result_1
([Ebsj {
?8Et[tFg typedef int result_type;
wuKl-:S;Vs } ;
;P3>>DZ 2-~a
P do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
wDDx j x;Gz6| template < typename T >
vK(I3db! typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
[#0Yt/G {
C*7!dW6 do
.AXdo'&2i {
[(1O" act(t);
UV4u.7y }
kGm:VYf% while (cd(t));
M:_!w[NiLp return 0 ;
Xtft*Z }
5^>n5u/ } ;
^OF5F8Tf/ |=\91fP68` R aefj(^V 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
1 o|T 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。
X:_<Y_JT 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。
a'uU,Eb}#w 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。
kBbl+1{H 下面就是产生这个functor的类:
U h.Sc:trA 9mQ#L<Ps vXb: template < typename Actor >
$_)=8"Sn class do_while_actor
,<sm,!^<r {
4b4QbJ$ Actor act;
aM$\#Cx public :
eaQ90B4 do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
f/ajejYo?, AliRpxxd template < typename Cond >
~n6[$WjZA picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
;-Ss# & } ;
1~'_K9eE 2Pp&d>E4 |6%.VY2b 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
"V3}t4 最后,是那个do_
JvkL37^n: ^n9a" qz W
(`c class do_while_invoker
7UKYmJk. {
*zy'#`> public :
RlsVC_H\ template < typename Actor >
Q2eXK[?* do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
kJk xx*:u {
cn%2OP:L^ return do_while_actor < Actor > (act);
Sj)}qM-y# }
[Uli>/%JB } do_;
TFy7HX\Oq F6W}mMZH/N 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
Pd~MiyO;K 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
2J<&rKCF 最后来说说怎么处理break和continue
.Pw%DZ' 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。
-4flV D 具体实现手法这里就不罗嗦了。
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