一. 什么是Lambda
U?d1 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
"[(_C&Ot4 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,
`f}c 1 9u lJZ\cQ >fI<g8N D /yyed{q class filler
db:b%1hk: {
1agyT public :
eb2~$ ,$ void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
m,$oV?y>j } ;
ZebXcT ,41 uh%%MhTjv ,IxAt&kN 这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决:
q"'^W<i C',D" xj)*K%re 7_d gQI3y for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
DIH.c7o vL{~?vq6
p8Di9\} 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
($'rV!} Zgt, 'T Miqu -<sn+-uE: 二. 战前分析
3'Q H\t5 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。
b{s_cOr/ 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
/K:M
,q Wu< 97e fWYj
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
B%Dy;zdWd/ /* --------------------------------------------- */
lz
EF^6I vector < int *> vp( 10 );
$:s1x\ol transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
tfvX0J /* --------------------------------------------- */
3/>McZ@OH sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
Byyus[b'A /* --------------------------------------------- */
-7*,}xV int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
nZ hL /* --------------------------------------------- */
GptJQ=pV for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
[#kfl /* --------------------------------------------- */
#QQ\xj for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
QQ!%lbMK] hAHl+q)w? bKYLBu: uI@:\Rss 看了之后,我们可以思考一些问题:
uz".!K[,wE 1._1, _2是什么?
%YM4x!6 显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
w#U3h]>, 2._1 = 1是在做什么?
/_l%Dm? 既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。
Z$kff-Y4 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。
OqtQLqN t=NPo+fm ~4'e)g.hG 三. 动工
>,Zjlkh3 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
u^|XQWR$: @>B#2t& cBBc^SR /$'tO3 template < typename T >
(]^9>3{| class assignment
$)vljM<< {
nV,qC.z T value;
=Bi>$Ly public :
]8*g% assignment( const T & v) : value(v) {}
+'2Mj|d@p template < typename T2 >
gpVZZ:~ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
@zB {Ig } ;
*4Y1((1k ?P,z^ ;RB]awE 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
(Ybc~M)z 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
iKN~fGRc Mi,yg=V D5Wo e&g, $FZ~]Ef class holder
;U<;R {
Q}d6+ C public :
$Lv,e\] template < typename T >
7f#e#_sM; assignment < T > operator = ( const T & t) const
fQ=Yf ?b {
RmY5/IYR|: return assignment < T > (t);
b%L8mX }
TDs=VTd@Z } ;
B/:q
_(5SiK R oS0l Tf\ 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:
Ii%^z?' B BbGq8p static holder _1;
A&jkc ' Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
E'j>[C:U Xa=oryDt for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
tq H7M0Ry 而不用手动写一个函数对象。
__teh>MC ^Wo/vm*] [5e}A& sI7d?+ 四. 问题分析
vm"LPwSk> 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。
z6]dF"N 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。
e)
42SL^s 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
u\ro9l 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
+w[vYKSZm 下面我们可以对这几个问题进行分析。
7"@^JxYN ^[,Q2MHCT( 五. 问题1:一致性
d&4ve Lu 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?|
M(KsLu1
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
fz\C$[+u K#_&}C^-jY struct holder
R8I%Cyc {
SE.r 'J0 //
KiAWr-~gJ template < typename T >
3p6QJuSB T & operator ()( const T & r) const
Oq@+/UWX {
f6vhW66:?x return (T & )r;
njtz,qt_;G }
"XlNKBgM } ;
ukpbx;O:hc [Ul"I-K 这样的话assignment也必须相应改动:
HC(Vu C-E~z{ template < typename Left, typename Right >
3)88B"E class assignment
~U(`XvR\4 {
OB`(,m# Left l;
pYf57u Right r;
Q)c3=.[> public :
3u#bx1 assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
U$v|c%6 template < typename T2 >
`-W.uOZ0 T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
a?S5 = } ;
E-IV v N;4bEcWjp 同时,holder的operator=也需要改动:
nF>41 K kH~ z07: template < typename T >
m0QE
S assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
6!zBLIYFI {
TwlX'iI_; return assignment < holder, T > ( * this , t);
vT~ey }
YbtsJ
<w g xY6 M4 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。
3}dTbr4y 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
VK*Dm:G0 waI?X2 return l(rhs) = r;
d-c<dS+R 在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
ve($l"T 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
?C)a0>L fn.KZ template < typename Tp >
yJQ>u class constant_t
5;'(^z-bL {
VzfaUAIZl const Tp t;
X-LCIT|1 public :
/By:S/[1pL constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
|y9(qcKn$ template < typename T >
O+x"c3@Z)D const Tp & operator ()( const T & r) const
$`j%z@[g {
,1/O2aQ%\0 return t;
9$[6\jMh }
oC
?UGY~xL } ;
\4Uhc3 |j$r@ 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
9d&@;&al 下面就可以修改holder的operator=了
^POHQQ V %h,JA template < typename T >
dUN{@a\R0 assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
'
`
_TFTO {
4>
k"$l/: return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
/T_{k. }
T_R2BBT
v
F!7dGa$ 同时也要修改assignment的operator()
`eZzYe(N YTpiOPf template < typename T2 >
QN47+)cVt" T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
Vu.VH([b]Q 现在代码看起来就很一致了。
&O
+?#3 .3
>"qv 六. 问题2:链式操作
|w5m2Z 现在让我们来看看如何处理链式操作。
S[ch/ 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。
L~oy|K67 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。
37apOK4+ 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。
#($~e| 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
r{>Q{$Q UE9RrfdN template < typename T >
E{;F4wT_@ struct result_1
v[;R(pt? {
)
>;7"v typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
I~T } ;
/H4Z.|@ /RVwhA+c 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:
lfvt9!SJ+/ Tp46K\}Uf template < typename T >
T:T`M:C. struct ref
K|pg'VT" {
/< k&[ typedef T & reference;
X)e#=w!fi3 } ;
d|#&j." template < typename T >
|d$4Fu(M~ struct ref < T &>
6ChFsteGFr {
r7)qr%n typedef T & reference;
p{
Xde } ;
ziDvDu= xU/7}='T 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
|kY}G3/ M*!WXQlud template < typename T >
xXf,j#`" typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
Ii9[[I {
Ff{,zfN+3 return l(t) = r(t);
BLN|QaZ }
dGyrzuPJ 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。
44NMof8N 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
Gv[s86AP, 2&"qNpPtE 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
7}:+Yx _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
y'aK92pF: _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
cX!C/`ew> +5 调用divide的对象返回一个add对象。
lZAXDxhnT 最后的布局是:
=oBlUE Add
>?Duz+W) / \
3k3C\Cw Divide 5
6r|=^3{ / \
W#)X@TlE _1 3
8.,d`~ 似乎一切都解决了?不。
P_4E<"eK 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。
@Jx1n Q^ 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。
IRGcE&m 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:
]]0Yh PYBE?td template < typename Right >
Fc#Sn2p* assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
A XhP3B] Right & rt) const
{dXTj 7 {
N4#D&5I", return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
Ngj&1Ta&[ }
dz?On\66 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
M8Vc5 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。
7Db}bDU1
| 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。
Jd^Lnp6? 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。
T|8:_4/l 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。
@@j:z;^| 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?
iC3C~?,7 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:
|Fz ^(US [^Bjmw[7 template < class Action >
QChncIqc class picker : public Action
Q 0G5<:wc {
gu6%$z public :
g<@Q)p*ow picker( const Action & act) : Action(act) {}
),CKuq> // all the operator overloaded
? cXW\A( } ;
pdB\D I_5/e>9 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。
N>Ih2>8t 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:
W]oa7VAq 76bMy4re template < typename Right >
{,i-V57-h picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
l$1NI#& {
m.p$f$A_ return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
/vq$/ }
dQ:F 5|p P1AC2<H Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
KF6C=,Yc% 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。
~o#mX?'7 NT0n[o^ template < typename T > struct picker_maker
]J [d8S5 {
S)g:+P typedef picker < constant_t < T > > result;
81"` B2 } ;
Pz34a@%" template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
=[8K#PZ$w {
_P=+\[|y typedef picker < T > result;
=\_gT=tZ } ;
m%
3 D !ej]'>V,X 下面总的结构就有了:
O2\(:tvw 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。
~Th,<w*o 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。
mogmr picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
lP*n%Pn) 至此链式操作完美实现。
>{QO$F# aW*k,\:e &e6UEG 七. 问题3
(8aj`> y 如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。
J^`5L7CO -uWV(
,| template < typename T1, typename T2 >
Xp_m=QQsm ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
{g#4E0.A! {
H0#=oJr$)W return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
]iGeqwT }
;1[Z&Uv8 8q%y(e 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:
"!D y[J ^~I@]5Pq template < typename T1, typename T2 >
+}N'Xa/Jt struct result_2
O>pv/Ns {
4xEw2F typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
mE`qA*=? } ;
SOq:!Qt W^H3 =hZ 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?
9sT5l"?g 这个差事就留给了holder自己。
$:%E<j4Dn );%H;X+x hO&b\#@~ template < int Order >
CxeW5qc class holder;
`:Gzjngc template <>
JC%&d1
class holder < 1 >
G~o!u8^; {
5LB{b]w7m public :
Jn^b}bk t template < typename T >
&}[P{53sr struct result_1
C6[W/,eS {
&n
)MGg1% typedef T & result;
&:g:7l]g } ;
(z>t 4(%\ template < typename T1, typename T2 >
{@vnKyf^K struct result_2
,bXZ<RY$ {
C= V2Y_j typedef T1 & result;
A
$gn{ c } ;
8'zZVX D< template < typename T >
y7M{L8{0 typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
UL-_z++G {
sa4w.9O1GS return (T & )r;
J6n>{iE }
E#!!tH`lgg template < typename T1, typename T2 >
_ Lb"yug typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
gr*CN< {
O`c50yY return (T1 & )r1;
Hl0"
zS[ }
kFwFPK%B } ;
_%-
+"3Ll ^APtV6g template <>
xy[#LX)RW class holder < 2 >
29,ET}~ {
IGcq*mR= public :
Q}|K29Y:p template < typename T >
3y6\0|{1 struct result_1
8rH6L:]S {
8{!d'Pks typedef T & result;
3{$7tck, } ;
N
o6!gZ1 template < typename T1, typename T2 >
d]]z ) struct result_2
o]4\Geg$ {
IgG[Pr'D typedef T2 & result;
bsF_.S*k@ } ;
bu|.Jw" template < typename T >
zo(#tQ-'m typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
|MFAP!rycS {
Sy|GM~ return (T & )r;
4MzQH-U>/ }
h9)fXW template < typename T1, typename T2 >
%`yfi+e typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
GYx0U8MJ[e {
)Xjn: return (T2 & )r2;
Q+=pP'cV }
o=3hWbe } ;
b$7]cE
={)85N o,`"*][wd 新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
z~pp7 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
V_gl#e# 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
b<00 %Z Bzrnmz5S return l(i, j) = r(i, j);
8x U*j 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
-!Myw&*\V A/>Q5) return ( int & )i;
(QiA5!wg return ( int & )j;
+gX,r$bX 最后执行i = j;
L'e^D| 可见,参数被正确的选择了。
W5
F\e[Ax5 >#|%'Us eo0-aHs $V(]z`b& TU0-L35P1 八. 中期总结
D=-}&w_T" 目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事:
v.Ba 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
Q?k*3A 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
;7lON-@BI 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
6P1s*u 2'Dl$DH HrBJi )x|;%.8FX7 -`~qmRpqY Cg):
Q8 九. 简化
Af;Pl|Zh[ 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。
R@\}iyM 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
l(?B0 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:
etr-\Cp 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
b#
N"}-\^ +-*/&|^等
jmID@37t 2. 返回引用。
Sf*)Z3f =,各种复合赋值等
]nhh|q9r{ 3. 返回固定类型。
NUFz'MPv 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
\X8b!41 4. 原样返回。
*y*tI} operator,
" CT}34l 5. 返回解引用的类型。
N-M.O:p operator*(单目)
VGV-t 6. 返回地址。
N'v3
|g operator&(单目)
)hZ7`"f,ZN 7. 下表访问返回类型。
t )zd'[ operator[]
DXiA4ihr= 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
%bDxvaftT operator<<和operator>>
MxsLrWxm 9(N 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。
%#x4wi 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
$jN.yNm0 /MF
7ZvN. template < typename Left >
k&dXK struct value_return
G]'ah1W {
^c\O,*: template < typename T >
$+*nb4 struct result_1
|Kd#pYt%O {
] 3{t}qY$A typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
5*YoK)2J } ;
|p6d]#z3 rwF$aR>9 template < typename T1, typename T2 >
TEC^|U`G struct result_2
c{=Sy;i@ {
}iUK`e typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
Bu{Kjv } ;
}>xwiSF? } ;
,X?/FAcb rVz.Ws# ED&nrd1P 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
C? zS}ob kTb$lLG\xk 下面我们来剥离functor中的operator()
!#KKJ`uB" 首先operator里面的代码全是下面的形式:
ku]5sd >b cc[(w
#K return l(t) op r(t)
]Y\$U<YjO return l(t1, t2) op r(t1, t2)
Z1
D return op l(t)
u"v7shRp: return op l(t1, t2)
/ FcRp ," return l(t) op
9{u8fDm! return l(t1, t2) op
jrib"Bh3, return l(t)[r(t)]
8Qg10Yjy return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
axC|,8~tq Z=JKBoAY 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:
1sqE/-v1_^ 单目: return f(l(t), r(t));
P(D>4/f3" return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
rnIjpc F 双目: return f(l(t));
#A/OGi return f(l(t1, t2));
")Fd'&58 下面就是f的实现,以operator/为例
?@b6(f
xX h*S"]ye5 struct meta_divide
vzIo2,/7 {
S<nF>JRJa template < typename T1, typename T2 >
tu
-a`h_NJ static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
#1<m\z 7l {
t+?Bb7p,H return t1 / t2;
P7drUiX }
l]]NVBA]) } ;
fs!dI l~r;Grd/5 这个工作可以让宏来做:
C]L)nCOBX hfwJZ\_60 #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
)CFJXc: template < typename T1, typename T2 > \
ReaZg ?:h static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
WcN4ff- 以后可以直接用
:aNjh DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
-"[4E0g0 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
qezWfR` (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。。。)
6Og@tho (?qCtLZ Sy8t2lk 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
!l'nX |;gx;qp4cN template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
EG{+Sz class unary_op : public Rettype
n`5Nf {
Wmbc
`XC Left l;
w S public :
AzU:Dxr>.G unary_op( const Left & l) : l(l) {}
j\uZo.Ot+ jX7K-L template < typename T >
#
&v4c typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
c9|4[_&B~ {
UFB|IeX?q return FuncType::execute(l(t));
YgEd%Z%4 }
l#0zHBc v`S5[{6 template < typename T1, typename T2 >
i/X3k& typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
%KyZ15_(-L {
%xgP*%Sv2 return FuncType::execute(l(t1, t2));
.O-)m'5 }
5Q10Ohh } ;
ZX_QnSNZ? v^C\
GDH 3p#UEH3 同样还可以申明一个binary_op
LK h=jB^bT ktU:Uq template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
) 57'< class binary_op : public Rettype
x^y$ pr {
khX/xL Left l;
st w@@GQ Right r;
0}i
9`p public :
lU1SN/'zx binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
e@hPb$7 :DH@zR template < typename T >
`gl?y;xC typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
yCjc5d|tT {
e#}t
am return FuncType::execute(l(t), r(t));
2f(`HSC' }
i;HXz`vT7 WyV4p template < typename T1, typename T2 >
r9f- [wC typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
\9+,ynJH8z {
I"]E}n d) return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
YdI6|o@vc }
HS=w9:, } ;
NZGO8u gc4o
|x s.z)l$ 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
B;bP~e>W 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
/qQx~doK DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
|6AR! 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。
ic G 9x 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
P}6#s'07~ 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。。。
Dk\%,[4( 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
IQBL;=.J. 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)
:lu!%p<$ 下面是修改过的unary_op
4f j}d.? (CQ! &Z8 template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
m]DP{-s4 class unary_op
{JWixbA {
T)tr"<F5NP Left l;
Q}&'1J RrLiH> public :
8mr fs%_ X}[1Y3~y unary_op( const Left & l) : l(l) {}
uNf'Zeo Nr@,In|JS template < typename T >
CX#d struct result_1
!d##q)D
f? {
6UIS4_
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
X[J<OTj`$ } ;
eGMw:H -dMH>e0 template < typename T1, typename T2 >
CQ!D{o= struct result_2
nu^@}|UG {
5]{rim typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
!jP[= } ;
/8Lb_QH{ !UzE&CirV template < typename T1, typename T2 >
7:~3B-Tb typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
v0'z''KM! {
]`-o\,lq return OpClass::execute(lt(t1, t2));
9Zx| L/\ }
S> Fb'rJ3 d Np%=gIj template < typename T >
hbXm Ist typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
&'\-M6GW {
n_sV>$f-u return OpClass::execute(lt(t));
aR6~r^jB }
" "`z3- qA}l[:F+# } ;
~,W|i tT`S"
9T a aVq>$G3 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
G>dXK,f<B0 好啦,现在才真正完美了。
m<Gd 6V5 现在在picker里面就可以这么添加了:
s#~VN;-I &IQNsJL!e template < typename Right >
r0z8? picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
.yDR2sW {
h<IAHCz;( return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
j+.E#:tu" }
uToi4]w"y 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。
aV fsF|, 9Eh*r@> r 8N<<^ |$8N*7UD "+Ks# 十. bind
Xe}I;sKrB 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。
=
CXX.%N 先来分析一下一段例子
0>Kgz!I ~Q- /O~ tm;\m!^X{ int foo( int x, int y) { return x - y;}
TPJuS)TU9 bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
uxW |&q bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
7WV"Wrl] 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。
%i&am= 我们来写个简单的。
MDpx@.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:
+MS*YpPW 对于函数对象类的版本:
fN`Prs A -6q7ze{@ template < typename Func >
~HctXe' x struct functor_trait
8pmWw? {
:>y5'q@R typedef typename Func::result_type result_type;
dn5t7D^x } ;
p3%cb?G%w 对于无参数函数的版本:
@&h_+|:- Q{hK+z`D template < typename Ret >
&Ai+t2 struct functor_trait < Ret ( * )() >
$9@Z\0
{
?:PF;\U typedef Ret result_type;
*E@as } ;
*eAt ' 对于单参数函数的版本:
d.sn D)X
X/!Y mV! template < typename Ret, typename V1 >
X?8bb! g%Q struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
(!ud"A|ab4 {
i;2V typedef Ret result_type;
B(@uJ^N } ;
qE^u{S4Z@ 对于双参数函数的版本:
8LtkP&Wx Swv
=gu template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
Or1ikI" struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
<t *3w {
Y
Odwd}M typedef Ret result_type;
-z/>W+k } ;
-OQ6;A"# 等等。。。
6.v)q,JL 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
e~G IUwJ K>+c2;t; template < typename Func >
En+`ZcA\z struct func_return
&>@EfW]( {
m]++
! template < typename T >
M4XU*piz struct result_1
btf]~YN {
9@(V!G typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
#1>c)_H } ;
yV@~B;eW0 xqVIw!J?/} template < typename T1, typename T2 >
;>p{|^X0D struct result_2
uoY]@. {
U_0"1+jbq typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
Yv;iduc(' } ;
6r5<uZ9w_X } ;
F-?s8RD %tz foiJ%P orF8% 最后一个单参数binder就很容易写出来了
|>p?Cm q-0(
Wx9| template < typename Func, typename aPicker >
&ZPyZj class binder_1
0o!Egq_ {
/;1h-Rc> Func fn;
&C E){jC aPicker pk;
E7Pz~6 public :
;x=0+0JD fH
5/ template < typename T >
s4\_%je<v struct result_1
\ N]2V(v {
wtro'r3 typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
4q^'MZm1 } ;
DmpD`^?-L yFqB2(Dv template < typename T1, typename T2 >
GA)t!Xg^ struct result_2
p?sC</R {
"M:0lUy typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
[RUYH5>Ik } ;
%wux#"8
&p^8zE s binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
.\ces2, $]]|#}J template < typename T >
<bOi } typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
q6>%1~? {
uyWt{>$ return fn(pk(t));
G8p6p6* }
K@@[N17/8 template < typename T1, typename T2 >
fnO>v/&B typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
1lQO`CmR6M {
\ssqIRk return fn(pk(t1, t2));
KP]{=~( }
vqJjAls } ;
;l=ZW _0e;&2') w+3-j 一目了然不是么?
v|u[BmA)*k 最后实现bind
m&8'O\$ ^NiS7 )FX %FO#j 6 template < typename Func, typename aPicker >
Tf?|*P picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
3It9|Y"6[ {
'e06QMp@ return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
C.;H?So( }
p{4nWeH?B 4brKAqg. 2个以上参数的bind可以同理实现。
dJD8c2G 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。
3]g|Cwu <2>Qr(bb 十一. phoenix
BO)Q$*G~JD Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
ify}xv Mu]1e5^] for_each(v.begin(), v.end(),
z#elwL6 (
_"0Bg3Y do_
+(3U_]Lu [
K.K=\
Y2 cout << _1 << " , "
uMe]].04 ]
u'+;/8 .while_( -- _1),
6#/v:;bF cout << var( " \n " )
f+Ht )
E;AOCbV*$ );
JQ)w/@Vu= xF8^#J6> 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:
0'0GAh2 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
I7q}<"` operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
tjTnFP/= 那么我们就照着这个思路来实现吧:
pw5uH %ryYa YRm6~c template < typename Cond, typename Actor >
E1-BB class do_while
y)e8pPDG {
]3iQpL Cond cd;
i917d@r( < Actor act;
zBTyRL
l public :
I[v6Y^{q template < typename T >
%^CoWbU struct result_1
-'mTSJ.} {
z->[:)c typedef int result_type;
ruQ1Cph } ;
RO+N>Wkt HJeZm do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
Gm2q`ki w[X/|O template < typename T >
qmx4hs8sh typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
s/0S]P]}f {
DYFfq do
sV`!4
u7%} {
7dbGUbT act(t);
?(d<n }
oi:!YVc while (cd(t));
6wY6*R return 0 ;
)eaEc9o> }
84}Pu% } ;
tlJ@@v&= \&Zp/;n T@)|0M 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
Qaeg3f3F3 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。
.Do(iYO.L 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。
Tz?0E"yx 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。
70BLd(? 下面就是产生这个functor的类:
7uW=f kxT +<1MY'>y zt|DHVy template < typename Actor >
nWz7$O class do_while_actor
&K.js {
yrVk$k#6} Actor act;
%!r@l7< public :
U8gf_R' do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
A5[iFT> M\rZr3 template < typename Cond >
kt;uB
X3 picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
}a?( }{z- } ;
X&14;lu%p g<(\# F}/ JRYCM}C] 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
Yfd0Np~ 最后,是那个do_
#Li6RSeW M!)~h<YL #M~6A^) class do_while_invoker
a*(,ydF|L {
{|D7H=f public :
yJn<S@)VT: template < typename Actor >
lzDA0MPI: do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
xg8$ <Ut {
x>TIQU=\ return do_while_actor < Actor > (act);
cWS 0B $$ }
`+0K~k|DC } do_;
la}Xo0nq0+ BDiN*.w5 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
^Ez`WP 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
!/RL.`!> 最后来说说怎么处理break和continue
QopA'm 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。
')#!M\1,HQ 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 ]