一. 什么是Lambda
)np:lL$$ 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
mA}TJz 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,
wY{-BuXv F3[T.sf ^+>laOzC`8 .GPT!lDc class filler
YNyk1cE {
j|DsG, public :
7UKh688 void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
KI iO } ;
6EoMt@7g W dK #ZOR ]KKS"0a 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:
c(f T?CdZc. ~OYiq}g x*\Y)9Vgy for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
}#RakV4 av8B-GQI*#
,h m\
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
X6w6%fzOH> `iFmrC< e{'BAj Fc)@,/R"v 二. 战前分析
\g`\`e53? 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。
~f&E7su-6+ 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
1Z/(G1 a{'vN93 u
OmtyX for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
R3)~?X1n /* --------------------------------------------- */
i(rL|d+' vector < int *> vp( 10 );
z3{G9Np transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
n:I,PS0H< /* --------------------------------------------- */
Q",t3i4 sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
Y#ap* /* --------------------------------------------- */
G/y5H;<9M int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
ihhDO mUto /* --------------------------------------------- */
&)#
ihK_ for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
niMsQ /* --------------------------------------------- */
/e5O"@ for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
W@M:a 5 Aw"B ^lnK$i sg^zH8,3 看了之后,我们可以思考一些问题:
pTth}JM> 1._1, _2是什么?
M~Tuj1? 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。
p}}R-D&K 2._1 = 1是在做什么?
x xHY+(m 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。
'|6]_ 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。
@(EAq<5{ 1SQ3-WUs Ljm[?*H# 三. 动工
V@.Ior}w 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
IkL#SgY o)M}!MT >jDDQ@ kYE9M8s; template < typename T >
>4x(e\B class assignment
{ T/[cu< {
T=
8 0, T value;
\i>?q public :
Fk&c=V;SU assignment( const T & v) : value(v) {}
\Gef \ template < typename T2 >
Y,qI@n< T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
hk;5w{t}} } ;
v4a8}G Q^P}\wb> 9 &dtd 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
S3C]AhW; 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
)rIwqUgp6\ zF`0J d(ZO6Nr Q &N$<e(K class holder
^x ]r`b {
:I] Mps< public :
dohA0 template < typename T >
4Co6( assignment < T > operator = ( const T & t) const
\{_q.;} {
RT4x\&q return assignment < T > (t);
d"1]4.c }
ql Ax } ;
J/`<!$<c YsC>i`n9 ,C\i^>= 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:
Gq)]s'r2 ^cC,.Fdw static holder _1;
^'MT0j Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
OU\ ~:: zEX for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
L tO!umM 而不用手动写一个函数对象。
+yG~T Df-DRi /obfw^ a@K%06A;' 四. 问题分析
JJ-( Sl 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。
Uk wP 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。
d UE,U= 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
b<[Or^X
] 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
*uRBzO} 下面我们可以对这几个问题进行分析。
PA{PD.4Du dw>C@c#" 五. 问题1:一致性
_gR;=~S 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?|
6?gW-1mY 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
q4h]o^ + x3=A:}t8 struct holder
<18( {
#b}Z`u?@ //
_IHV7*u{; template < typename T >
:1Xz4wkWS* T & operator ()( const T & r) const
aH(J,XY {
,Q$q=E;X return (T & )r;
ah$b[\#C }
un"Gozmt5 } ;
& bm
1Fz 4}baSV 这样的话assignment也必须相应改动:
?T8}K>a +zN-!5x template < typename Left, typename Right >
mkk6`,ov class assignment
sRR(`0Zp {
G^|:N[>B Left l;
7vKK%H_P Right r;
F@jZ ho public :
VR 8-&N assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
V*;(kEqj template < typename T2 >
|-67\p] T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
<]t%8GB2V } ;
QD&`^(X1p u(.e8~s8 同时,holder的operator=也需要改动:
B2vh-%63 z=\&i\>;Z+ template < typename T >
LzKj=5'Y assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
?#G$=4;i {
'?' l;#^i< return assignment < holder, T > ( * this , t);
wh`"w7br }
;u
({\K ,.8KN<A2]' 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。
vzAax k% 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
B)g[3gQ [=q1T3 return l(rhs) = r;
{*" |#6- 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。
FIhk@TKa 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
/& {A!.; 1<@W6@] template < typename Tp >
2 c{34: class constant_t
9ULQrq$? {
DU'`ewLL7 const Tp t;
CAWNDl4 public :
BoWg0*5xb constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
dt]-,Y
template < typename T >
R4cM%l_#W const Tp & operator ()( const T & r) const
nPl?K:( {
`i*E~'
return t;
I-*S&SiXjI }
BhGu!Y6f } ;
6,"Q=9k4[
Cctu|^V 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
- % h.t+=U 下面就可以修改holder的operator=了
nh>vixe Y eo]]i{ template < typename T >
'G4ICtHQ assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
_7L-< {
ASySiHz return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
K=k"a }
n
M*%o- }2.`N%[ 同时也要修改assignment的operator()
WX?IYQ+ k$R-#f; template < typename T2 >
sIGMA$EK T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
S`0(*A[W* 现在代码看起来就很一致了。
)9`qG:b' \&3+D8H>n 六. 问题2:链式操作
zP8lN(LA 现在让我们来看看如何处理链式操作。
"Og7rl 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。
24*XL, 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。
zKJ#`OhT 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。
d#4**BM 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
0@iY:aF (exa<hh template < typename T >
b9HtR -iR; struct result_1
6j]0R*B7`Q {
]MitOkX typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
kfY}S } ;
3$>1FoSk VU]`&`~J 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:
Fj3a.' 7*A],:-q template < typename T >
xj;H&swo struct ref
~IBP|)WA- {
qiBVGH typedef T & reference;
:>f )g } ;
k9 I%PH template < typename T >
k)=s>&hl struct ref < T &>
bJ {'<J {
9-a0 :bP typedef T & reference;
Zt{[*~ } ;
L48_96 D8?Vn" 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
,m|h<faZL 'yEHI template < typename T >
LYK"( C typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
<^jQo<kU {
'4Bm;&6M return l(t) = r(t);
oY3;.;'bk }
fxHH;hRfv 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。
0 ZKx<]! 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
{ROVvs` Vv=. -&' 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
|3"KK _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
+lcbi _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
4p;`C +5 调用divide的对象返回一个add对象。
:J&oX
<nF^ 最后的布局是:
Ka
V8[|Gn, Add
0pd'93C / \
16( QR- Divide 5
!F'YDjTot / \
wc4{)qDE _1 3
6 V=9M: 似乎一切都解决了?不。
rw JIx|( 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。
SZ'R59Ee< 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。
flbd0NB 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:
;$wVu|& !?h;wR template < typename Right >
^k">A:E2 assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
:OT0yA=U Right & rt) const
d^
8ZeC# {
u `6:5k return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
!z3jTv }
\X D6 pr@ 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
d/kv|$XW 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。
ndMA-`Ny, 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。
f46t9dxp$ 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。
PKiy5D*8p 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。
>KhOz[Zg 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?
:':s@gqr 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:
GGs}i1m r[iflBP template < class Action >
i<Zc"v; class picker : public Action
BW*rIn<?G {
"@0]G<H
public :
+iRh picker( const Action & act) : Action(act) {}
ENs&RZ; // all the operator overloaded
t-bB>q#3> } ;
A$0fKko qu{&xjTH8 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。
;85>xHK 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:
X\qNG] Fywv template < typename Right >
Hf2_0wA3 picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
k,+0u/I {
"J_9WUN return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
>_ T-u<E }
s9DYi~/, h
J)h\ Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
-gX1-,dE 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。
$B5aje}i r52gn(, template < typename T > struct picker_maker
6mxfLlZ {
; )@~ typedef picker < constant_t < T > > result;
_F|Ek ;y% } ;
(gWm,fI
RZ template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
T}v4*O., {
<}9lZEqY typedef picker < T > result;
e=m42vIB- } ;
o`z]|G1'' ?J~_R1Z 下面总的结构就有了:
^o&. fQ* 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。
Z o(rTCZX 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。
z5*'{t) picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
u <v7;dF|s 至此链式操作完美实现。
?J> 7?w*] ')<hON44EX 七. 问题3
'!~)?C< 如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。
+Q"4Migbe@ VQOezQs\ template < typename T1, typename T2 >
>@
. ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
&Hs!:43E-< {
lZKi'vg7 return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
Q K<"2p? }
U 0P~ 1f=gYzuO) 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:
":QZy8f9% TJXT-\Vk template < typename T1, typename T2 >
w@w(-F!%l struct result_2
U26}gT) {
5vnrA'BhBU typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
~6LN6}~|. } ;
@*KZ}i@._ 5#E`=C% 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?
RPL:- 这个差事就留给了holder自己。
P.9>z7l{ lA8`l>I ]Gq !`O1 template < int Order >
ml
}{|Yz class holder;
z9Rp`z&`E template <>
3eQ&F~S class holder < 1 >
`*1p0~cu
{
$kp{Eg ' public :
hZt!/?dc template < typename T >
Bh-ym8D struct result_1
%:*
YO;dw' {
:&."ttf= typedef T & result;
tf`^v6m%] } ;
ds[| template < typename T1, typename T2 >
d5:c^` struct result_2
j*r{2f4Rt {
m^;f(IK5 typedef T1 & result;
nUOz\y } ;
xdkZdx>N template < typename T >
J<jy2@"tXo typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
U
z>+2m( {
s|r3Gv|G return (T & )r;
h>m"GpF
x }
4~Q/"hMSkO template < typename T1, typename T2 >
>}6%#CAf typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
draN0vf {
&6nWzF return (T1 & )r1;
~oY^;/ j }
svH !1b } ;
'm
kLCS &&>ekG9@ template <>
VRB;$ class holder < 2 >
5VU2[ \ {
v mk2{f,g public :
ln
dx"prW template < typename T >
9~[Y-cpoi struct result_1
kMN~Y {
&gx%b*;`L0 typedef T & result;
Q>i^s@0 } ;
f(MO_Sj] template < typename T1, typename T2 >
Oxd]y1 struct result_2
2g! +<YZ~ {
-6B4sZpzD typedef T2 & result;
r mg}N } ;
7J<5f) template < typename T >
-e:`|(Mo typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
P\k# >}} {
6(ol1
(U return (T & )r;
$1`2kM5 }
cSV aI template < typename T1, typename T2 >
A2Gevj?F$ typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
s!$7(Q86R {
#S"nF@ return (T2 & )r2;
*gWwALGo5 }
$-sHWYZ } ;
Uz]|N6` YNi.SXH 5$C-9 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> >。
11;MN 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
#AQV(;r7@ 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
8bld3p"^ ~b8]H|<'Y return l(i, j) = r(i, j);
P/_['7 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
j&qub_j"xX brUF6rQ return ( int & )i;
?&1!vz return ( int & )j;
pYf-S?Y/V 最后执行i = j;
=D"#U#>;7& 可见,参数被正确的选择了。
/mzlH NTs aW}g P5ywhw- 3(80:@| >~0Z& d 八. 中期总结
Mb*?5R6; 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:
d/~9&wLSb 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
.% 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
:d'8x 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
* r7rZFS >fQMXfoY '6%2.[o `e}B2;$A3 aK^q_ghh[ T]~xj4 九. 简化
pTLCWbF? 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。
\qJXF|z<K 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
;9QEK]@ 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:
4^o^F-k' 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
@cXMG6:{ +-*/&|^等
+mT_QsLEv 2. 返回引用。
|+D!=
:x =,各种复合赋值等
Pa:|_IXA 3. 返回固定类型。
rjnrju+ 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
e$Pj.>-<= 4. 原样返回。
\ @2R9,9E operator,
:gFx{*xN/9 5. 返回解引用的类型。
uW
%# operator*(单目)
a0)QH 6. 返回地址。
!R`{ TbN operator&(单目)
HJ.-Dg5U 7. 下表访问返回类型。
KHvYUTY operator[]
I{=Qtnlb 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
Nu)NqFG, operator<<和operator>>
dioGAai' (KZ{^X?a 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/xn'"eli 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
19%imf \1M4Dl5! template < typename Left >
0?|<I{z2 struct value_return
*.w9c {
Z6MO^_m2 template < typename T >
*MW\^PR? struct result_1
>uEzw4w {
&s>Jb?_5Mx typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
P?P#RhvA1 } ;
)MT}+ai tw)mepwB template < typename T1, typename T2 >
^E>3|du]O struct result_2
5~DJWi, {
l,aay-E typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
,64-1! } ;
-M#Wt`6A } ;
$M:*T.3 p!AAFmc !C.4<?*| 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
|-~Y#] <(#ej4ar, 下面我们来剥离functor中的operator()
~v6D#@%A 首先operator里面的代码全是下面的形式:
P@~yx#G 7tCw*t$ return l(t) op r(t)
goWuw}? return l(t1, t2) op r(t1, t2)
2y1Sne=<Kb return op l(t)
SUK?z!f<i return op l(t1, t2)
lPAQ3t!, return l(t) op
SSzIih@u return l(t1, t2) op
,|/f`Pl return l(t)[r(t)]
9%obq/Lb return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
YtLt*Ig% vW@=<aS Z 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:
Y8t8!{ytg 单目: return f(l(t), r(t));
?:9"X$XR return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
8zq=N#x 双目: return f(l(t));
*|HY>U. return f(l(t1, t2));
)0k53-h& 下面就是f的实现,以operator/为例
}c:M^Ff G=bCNn< struct meta_divide
[()koU#w. {
7F.4Ga; template < typename T1, typename T2 >
%A0/1{( static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
ql~J8G9 {
e&>2
n return t1 / t2;
`\ol,B_l }
i,VMd } ;
p5*jzQ 4?01s-Y 这个工作可以让宏来做:
"d}Gp9+$VY KqP#6^ _ #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
4Wp=y template < typename T1, typename T2 > \
uhq8 static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
,<X9 Y2B 以后可以直接用
RPbZ(. DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
+aAc9'k 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
I5W~g.<6 (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。。。)
#Bw0,\ IdN41 U
#0Cx-E 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
0PCGDLk8 \z ) %$#I template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
B`sAk
% class unary_op : public Rettype
?gXp*>Kg[ {
1{.9uw"2S Left l;
X5w$4Kj&4l public :
JlJ a
# unary_op( const Left & l) : l(l) {}
o5)<$P43 9A#i_#[R template < typename T >
>8[Z.fX typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
z'7]h TA {
V28M lP return FuncType::execute(l(t));
yIE!j%u }
z0Z%m@ !dT4 template < typename T1, typename T2 >
5~S5F3 typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
lNv|M)I {
?&uu[y return FuncType::execute(l(t1, t2));
=i3n42M# }
!ubD/KE } ;
lmhLM. 2 2 ? 4!K. dD@(z:5M\ 同样还可以申明一个binary_op
J9 I:Q<; *=xr-!MEk template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
_','9| class binary_op : public Rettype
{\\Tgs {
U%/+B]6jP Left l;
'0,^6'VWOV Right r;
2+WaA, public :
H6gSO(U binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
-7|H}!DFT $Z>'Jp template < typename T >
Y|/ 8up typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
VS|2|n1<6 {
.c cp return FuncType::execute(l(t), r(t));
HOJV,9v N }
'E.w=7z& f<6lf7qzC template < typename T1, typename T2 >
ABYcH]m typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
:2)/FPL6 {
#,v{Ihn return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
aQI(Y^&%3 }
BLJj(- } ;
I*^Ta{j[ -DAlRz#d, ~bpgSP" 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
r@,2E6xn 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
k|f4Cf, DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
%N_%JK\{@ 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。
FE;x8(;W8 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
*gz{.)W 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。。。
BD7Ni^qI$ 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
#)VF3T@#' 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)
a-J.B.A$Z/ 下面是修改过的unary_op
P1f[%1 -D~%|).' template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
8Cv?Z.x5 class unary_op
h@wgd~X9 {
kAGBdaJ" Left l;
Jfl!#UAD|n +qdEq_m public :
3T0"" !Q f|oh.z_R unary_op( const Left & l) : l(l) {}
f`66h M[ 9(<@O%YU template < typename T >
YZJyk:H\ struct result_1
9-m=*|p {
Qe(:|q_ typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
ku
M$UYTTX } ;
h!9ei6 ygl0k \ template < typename T1, typename T2 >
dUdT7ixo struct result_2
5Jnlz@P9 {
E&:,oG2M typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
I1&aM}y{G } ;
MnW+25=N {BU;$ template < typename T1, typename T2 >
w@fi{H(R typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
( &x['IR {
bi;1s'Y<D return OpClass::execute(lt(t1, t2));
g<
.qUBPKX }
Rbv;?'O$L "-V"=t' template < typename T >
Z;)%%V%o typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
B4 }bVjs {
hehFEyx return OpClass::execute(lt(t));
[z9Z5sLO }
'@P^0+B!(. y1L,0 ] } ;
}\k"n{!" )@bQu~Y lks!w/yCF 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
SMK_6?MZ 好啦,现在才真正完美了。
u\nh[1)a) 现在在picker里面就可以这么添加了:
RViuJ; z*)T%p template < typename Right >
"g8M0[7e3 picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
r",GC] {
sCHJ&>m5- return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
NQ2E }
D.XvG _ 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。
$ L]lHji ~61v5@ ~W]TD@w +=8VTCn? l1Fc>:o{ 十. bind
M\Kx'N 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。
=_u4=4 先来分析一下一段例子
3=ymm^ VY\&8n}e( SasJic2M int foo( int x, int y) { return x - y;}
0:d_Yv,D bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
$iz|\m bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
_:27]K: 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。
x-3\Ls[I 我们来写个简单的。
<2qr}K{'A 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
o{[YA}xc 对于函数对象类的版本:
IPo?:1x]s ;4~hB template < typename Func >
W5MTD]J struct functor_trait
Q]>.b%s[ {
)K typedef typename Func::result_type result_type;
pyvSwD5t } ;
HyWCMK6b 对于无参数函数的版本:
?6Y?a2 | D}/vLw :v template < typename Ret >
HHsmLo c4 struct functor_trait < Ret ( * )() >
U4B(#2' {
5XBH$&Td typedef Ret result_type;
n.0fVV-A } ;
ZJs$STJ* 对于单参数函数的版本:
gB'6`' DR<9#RRD template < typename Ret, typename V1 >
G'A R`"F struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
0"bcdG<} {
ea')$gR typedef Ret result_type;
'b{]:Y } ;
`W*U4?M 对于双参数函数的版本:
_5N]B|cO N?"] template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
'Qe;vZ31K struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
@s2y~0}# {
'q:`? nJ^ typedef Ret result_type;
3:i@II } ;
TWFr
4- 等等。。。
CizX<Cr} 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
3/n5#&c\4 Jz e:[MYS template < typename Func >
dlTt_. struct func_return
) hfpwdQ {
oM`0y@QCf template < typename T >
L/G6Fjg^ struct result_1
~IN>3\j {
^.NU|NQi' typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
JcxThZP~ } ;
#O dJ"1A| *bA.zmzM template < typename T1, typename T2 >
r<^HmpUJ struct result_2
B_m8{44zM {
>I&5j/&}+ typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
@6T/Tdz } ;
ikiypWq } ;
|8tilOqI I&W=Q[m hx]?&zT@ 最后一个单参数binder就很容易写出来了
N[
Og43Y [3|P 7?W/ template < typename Func, typename aPicker >
03 #lX(MB class binder_1
ut7zVp<" {
K(,F~.< Func fn;
YteO6A;
aPicker pk;
4@#
`t5H public :
OYTkV}tG 5C5sgR C template < typename T >
^,T(mKS struct result_1
}?Ai87-{ {
:! !at:> typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
Qn)a/w- } ;
|4 0`B% Z ,wAF:7' template < typename T1, typename T2 >
k_nql8H struct result_2
U|Ta4W`k\ {
[:SWi1cK2 typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
YGCL2Y } ;
GDiBl* D l)l^[2 binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
_.Uh)-yR X?qK0fS template < typename T >
'kO!^6=4M typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
lp%pbx43s {
.jjG(L return fn(pk(t));
JYbL?N }
Vb]=B~ ^` template < typename T1, typename T2 >
={@6{-tl typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
D7Q$R:6| {
ok\vQs(a return fn(pk(t1, t2));
z/@slT }
9Y_HyOZ*GX } ;
fSvM(3Y<Qh _5Ct]vy R|87%&6'] 一目了然不是么?
u^8{Z;mm 最后实现bind
_TQj~W< }l} Bo.C t)$:0 template < typename Func, typename aPicker >
^ Q ? picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
+E(L \ {
= x)-u8P return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
A0 C,tVd }
3eAX.z`D 6)
[H?Q 2个以上参数的bind可以同理实现。
;RPx^X~ 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。
j/c&xv7= ^KT Y? 十一. phoenix
scz&h#0V Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
. ~~T\rmI "CQa.% for_each(v.begin(), v.end(),
q Y?j#fzi (
O^duZ*b do_
wIaony [
?Z[[2\DR cout << _1 << " , "
j[J-f@F \Y ]
u[=r,^YQ .while_( -- _1),
0gP}zM73 cout << var( " \n " )
ShP^A"Do )
.:%0E`E );
Zaf:fsj> jZkcBIK2 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:
aP@N)" 首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor
#rQ2gx4 operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
2E)-M9ds 那么我们就照着这个思路来实现吧:
9ZsVy w4{<n/" paE[rS\ template < typename Cond, typename Actor >
3J|F?M"N7 class do_while
}?_?V&K| {
qvKG-|j Cond cd;
z3m85F%dR Actor act;
WUXx;9 > public :
o&)8o5 template < typename T >
?(F6#"/E struct result_1
,pQZ@I\z {
;)z:fToh typedef int result_type;
Y0dEH^I } ;
x,@B(9No Zbt.t]N do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
'9Xu
p $$;M^WV^?. template < typename T >
J7Hl\Q[D1 typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
bP$dU,@p~ {
PQSP& do
jTtu0Q| {
.*S#aq4S act(t);
m{cGK`/\ }
_Gi4A while (cd(t));
oC: {aK6\ return 0 ;
aU "8{ }
li'YDtMKCY } ;
JWhdMU :tB1D@Cb6 c&?m>2^6 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
/}fHt^2H 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。
{{D)YldtA 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。
*-=(Q`3 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。
bL+_j}{:N 下面就是产生这个functor的类:
RSyUaA y@: h4u"3 0oZ=
yh template < typename Actor >
O1U= X:Zl class do_while_actor
F Q7T'G![ {
u=?.}Pj Actor act;
~IfJwBn-i public :
tGh~!|P do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
TA`1U;c{n =_ ./~ template < typename Cond >
vkx7paY_ picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
JHM9 } ;
c"n\cNP< M4oy wc NOLUl 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
HJLG=mU 最后,是那个do_
Is)u } $%CF8\0 +\c5]` class do_while_invoker
^T;*M_ {
:bu/^mW[ public :
V6&!9b template < typename Actor >
Yz/md1T$ do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
jrlVvzZ {
~ Ei $nV return do_while_actor < Actor > (act);
,]ma+(| }
UXc-k } do_;
D9CaFu {W=%U|f 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
t7dt*D_YqK 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
'KS,'% 最后来说说怎么处理break和continue
nQX:T;WL@ 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。
uk<4+x,2) 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 ]