一. 什么是Lambda Zu.hcDw1
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 &`I(QY
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, rJ Jx8)M
)k=KLQ\b
:')[pO_FW*
]gq)%T]
class filler Lto*L X
{ 2&V>pE
public : fB3Jp~$
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} pq{`WgA^
} ; @!P2f
<2U@O`
gC
{ KWVPeh
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: G1z*e.+y
Xj\ToO
:cC$1zv@
Q]K` p(
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); ,,{;G'R|
~A=zjkm
T#Z&*
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 8:{id>Mm^
77@N79lqO
!"F;wg$
,/w*sE
二. 战前分析 ~(V\.hq
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。 G]>yk_#/\U
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 zL
yI|%KH
)$n%4 :
/A7( `l;6
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); |/gt;H~:
/* --------------------------------------------- */ eB5>uKa
vector < int *> vp( 10 ); mU #F>
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); +X/a+y-
/* --------------------------------------------- */ 5*%Gh&)
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); m8fj\,X
/* --------------------------------------------- */ bp?5GU&Uy
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); ln82pQD2Y~
/* --------------------------------------------- */ EH|+S
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); <c}@lj-j
/* --------------------------------------------- */ KyyRHf5
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); Y*c]C;%=
2l)"I
.H)H9cmf
dTg`z,^F
看了之后,我们可以思考一些问题: ?Zb+xN KJ(
1._1, _2是什么? 3NpB1lgh&:
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 q}P@}TE
2._1 = 1是在做什么? %l7[eZ{Y
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 QXkA%'@'
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 z;qDl%AF
StI
N+S@Z
sC-o'13
三. 动工 ^#:;6^Su
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 6j6CA?|
IA` voO$
8TP$ ?8l
z)3TB&;
template < typename T > 1q7&WG
class assignment <VxA&bb7c
{ P-\f-FS
T value; |owr?tC
public : a4,V(Hlm
assignment( const T & v) : value(v) {} i|^Q{3?o#
template < typename T2 > !UT'4Fs
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } ;@ePu
} ; -8n1y[
aN0[6+KP;
$f
=`fPo
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 /whaY4__O\
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment |o5eG><
y74Q(
Ixxs(
g"P%sA/E+
class holder ftYJ 3/ WH
{ MRLiiIrq,5
public : B(W~]i
template < typename T > Uc
tlE>X`
assignment < T > operator = ( const T & t) const D^[l~K
{ z0}j7ns]
return assignment < T > (t); <Q|\mUS6
} wp?:@XM
} ; kd'b_D[$H
xk,Uf,,>
x4q}xwH
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: v}$Q
]Fy'M
static holder _1; q }@L "a`
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 v?`R8
*wTX
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Nn05me"X
而不用手动写一个函数对象。 $nE{%?n-#
{lds?AuK
9kD#'BxC
+M=h+3hw](
四. 问题分析 %ztZ#h~g
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 ZG=]b%
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 tyR?A>F4
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 }3*<sxw7<
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 oZ%uq78#[%
下面我们可以对这几个问题进行分析。 if'=W6W
rp@:i _]
五. 问题1:一致性 qR@ESJ_
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| iV{_?f1jo
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 5=TgOS]R
s$#64"F
struct holder 9~UR(Ts}l
{ f+:iz'b#U
// L~&S<5?
template < typename T > v^&HZk=(
T & operator ()( const T & r) const q'jOI_b
{ *ra)u-
return (T & )r; Vl^x_gs#_]
} 8-G )lyfj
} ; WM+8<|)n
2?
E;(]dQ
这样的话assignment也必须相应改动: IOFXkpKR
eCI'<^
template < typename Left, typename Right > NO*,}aeG
class assignment "(mJupI
{ kQ=bd{a6
Left l; aqSOC(jU
Right r; 0N1t.3U
public : Ft>B% -;
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} !{l% 3'2
template < typename T2 > Xq1#rK(
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } a#1r'z~]}
} ; 9':Ipf&x
'ON/WKJr|W
同时,holder的operator=也需要改动: dg|+?M^9`
X0j\nXk
template < typename T > !8p>4 |VM
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const HK[%'OQ
{ B>i%:[-e
return assignment < holder, T > ( * this , t); nDn+lWA=g
} $@VJ@JAe
<);j5)/
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 <~|n}&
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 q;AD#A|\
z_(l]Ern}
return l(rhs) = r; "*zDb|v
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 3JD62wtx
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: m !:F/?B
Rc)]A&J
template < typename Tp > I6WHC*
class constant_t =F[M>o
{ lsV>sW4]Z
const Tp t; 9ZOQNN<ex
public : 86%k2~L
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} >0kL9_9{
template < typename T > UVXruH
const Tp & operator ()( const T & r) const ,JH*l:7
{ O#tmB?n*
return t; wPghgjF{
} uEPm[oyX
} ; '5$: #|-
PM*lnd#J
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 R]od/u/$
下面就可以修改holder的operator=了 qw4wg9w5p
2;:]Q.g
template < typename T > (q"S0{
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const iMVQt1/
{ H"+|n2E^
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); v-$X1s
} 2v?#r"d
5UL5C:3R9
同时也要修改assignment的operator() /L,iF?7
\(Dm\7Q.
template < typename T2 > $xvwnbq#y
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } -XECYwTh
现在代码看起来就很一致了。 +L?;g pVE&
= r=/L
六. 问题2:链式操作 B%Oi1bO
现在让我们来看看如何处理链式操作。 Uwiy@T Z
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 I-s$U T[p
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。 e,vgD kI;
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。 <O9WCl
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct cL%eP.
">|L<
template < typename T > Qm3RXO
struct result_1 W*c^(W
{ 1%.CtTi
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ~O;?;@
} ; %|}7YH41
l5e`m^GK
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: IxG0TJ_
Qe[ai?iJkt
template < typename T > ORo +]9)Yv
struct ref tchpO3u,
{ MoC/xF&
typedef T & reference; NnZ_x>R
} ; :v-,-3AG
template < typename T > mX
SLH'
struct ref < T &> bxz6
>>
{ K<ldl.
typedef T & reference; IOUzj{G#
} ; U,/9fzgd
5tbi};
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: kJXy)
LrfyH"#!:
template < typename T > Rm.9`<Y
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 4p u>f.
{ 0w^awT<$6
return l(t) = r(t); {-c[w&q
} .Wyx#9
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 wCr+/"t
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 iV%tn{fc
@n=FSn6c
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 5#? HL
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 9T;l*
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 YsjTC$Tx,
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 !P:~oo=
最后的布局是: YKj PE
Add A^7Y%
/ \ &_6B{Q
Divide 5 z 2V_nkI
/ \ hzk]kM/OC
_1 3 iGeuO[^
似乎一切都解决了?不。 F[|aDj@q e
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。 |w^nCsv
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。 0wl31k{
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: u-Ip *1/wp
.7zdA IKW
template < typename Right > oY%NDTVN
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const 'r`-J4icX
Right & rt) const tTrue?
{ 78+PG(Q_M
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Q[F$6m%o
} k!,&L$sG
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 \\Huk*Jn{
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。 xqzdXL}
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。 PAXdIh[]
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。 [318Q%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。 |a {*r.
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? r(qU~re'
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: Pd<>E*>}c.
1@0ZP~LTB
template < class Action > {@[z-)N7\,
class picker : public Action Z4Qq#iHZR
{ kO\aNtK
public : O7RW*V:G@
picker( const Action & act) : Action(act) {} {7X80KI
// all the operator overloaded bc|DC,n?
} ; g)k::k)<e
RV:%^=V-
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。 ]^^mJt.Iv
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: >H?{=H+/#
rOy-6og
template < typename Right > )b AcU
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const co%ttH\ n
{ 7l3sd5
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 4h~o>(Sq
} O9W|&LAL
7fJWb)z!k
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > Lm }:`
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。 3"hPplE
*7o(
template < typename T > struct picker_maker t/aT
{ Bq]eNq
typedef picker < constant_t < T > > result; x,
^j=n
} ; LY^pmak
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > Xj<B!Wn*Xb
{ 5)GO
typedef picker < T > result; C_=WL(
} ; /uzU]3KF~
V}kZowWD
下面总的结构就有了: G? "6[w/p
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。 0xM\+R~,
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。 0"L_0 t:
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 50.cMms
至此链式操作完美实现。 y++[:M
auTApYS53
\Z^YaKj&
七. 问题3 Q_F8u!qrZ
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=%1@ ,x"
Xo>P?^c4?
template < typename T1, typename T2 > #yv_Eb02
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const tPHDnh^n]
{ \]W*0t>s
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); C<\|4ERp
} G_~w0r#
g3(fhfR'RN
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: x%JtI'sg
T0ebW
w
template < typename T1, typename T2 > (P[:g
struct result_2 _s
Z9p4]
{ :YU_ \EV
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; Xj&fWuA
} ; --S2lN/:T
z5v)~+"1
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? 7N/v
这个差事就留给了holder自己。 Nj_h+=UE!
T^ ^o
~g+?]Lk}
template < int Order > wYJ. F
class holder; dhW)<
template <> h`OX()N
class holder < 1 > dw8Ce8W
{ uFIr.U$V
public : ^E8XPK]-~
template < typename T > x-km)2x=W
struct result_1 ;aip1Df
{ kckWBL
typedef T & result; ~
FW@
} ; ?1Lzbou
template < typename T1, typename T2 > gh3XC.&
struct result_2 3EN?{T<yf
{ ^|?/
y=
typedef T1 & result; Q&;dXE h
} ; POQRq%w
template < typename T > oq4*m[
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const F{a- -
{ y8uB>z+#+;
return (T & )r; t/\J
} iXt >!f*
template < typename T1, typename T2 > gf^"sfNk
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const @54D<Lj
{ MMglo3
return (T1 & )r1; jiMI&cl
} &
Me%ZM0
} ; 'Jww}^h1
e.%`
tK3J
template <> K%ltB&
class holder < 2 > mYf7?I~
{ wIIxs_2Q0c
public : r<38; a
template < typename T > 7yLO<o?9w
struct result_1 qr[H0f]
{ pt&(c[
typedef T & result; %Uj7g>
} ; -ckk2D?
template < typename T1, typename T2 > ][1*.7-
struct result_2 SyFOf
{ ~{hcJ:bI
typedef T2 & result; _6v|k}tW'Y
} ; JJ5s
|&}
template < typename T > !SAjV)
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const GU\}}j]
{ #y }{ 'rF?
return (T & )r; Nh7+Vl
} A\9QgM
template < typename T1, typename T2 > R87-L*9B^0
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const xwr<ib:
{ p9ligs7V'
return (T2 & )r2; ?'_E$
} =^m,|j|d>4
} ; a,3}
o:f
fJ_d,4
I6d4<#Q@L
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> >。 48JD >=@7
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: #IjG[a-
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 6vySOVMj
|[/[*hDZ9
return l(i, j) = r(i, j); Z&gM7Zo8
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) L|Zja*
,*SoV~
return ( int & )i; [hE0 9W
return ( int & )j; j]\3>.
最后执行i = j; Z?yMy zT
可见,参数被正确的选择了。 qi7(RL_N
rnvKfTpZDU
@0cQ4}
#%t&f"j2
c|8[$_2
八. 中期总结 y%A!|aBu
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: 1Uz sw
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 >6ul\xMU
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 v|:2U8YREf
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor `,XCD-R^
]3Z?Q
##~";j
Fdsaf[3[v
'k[O?}
2JNO@
九. 简化 &eYnO~$!
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。 f>\guuG
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 :=q blc
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: R#OVJ(#
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 gPs%v`y)*D
+-*/&|^等 vovc,4}
2. 返回引用。 7'g'qUW+~
=,各种复合赋值等 by z2u
3. 返回固定类型。 S&]AIG)
各种逻辑/比较操作符(返回bool) Wy{xTLXk2
4. 原样返回。 *"4d6
operator, dLb9p"EE#
5. 返回解引用的类型。 \mRRx#-r%
operator*(单目) 34ij5bko_)
6. 返回地址。 Ve,h]/G
operator&(单目) acd8?>%[
7. 下表访问返回类型。 <T?H
H$es)
operator[] P%`|Tu!B
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 w E^6DNh
operator<<和operator>> C{mL]ds<
tHlKo0S$0
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 4 [2^#t[
例如针对第一条,我们实现一个policy类: R%)ZhG*
[J4
Aig
template < typename Left > ;8z40cD
struct value_return u~MD?!LV
{ f>$Ld1
template < typename T > ;Ml??B]C
struct result_1 M{ #
{ LgN\%5f-
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; !vNZ-}
} ; 'BY{]{SL
X$:r
template < typename T1, typename T2 > WVaIC $Y
struct result_2 r83chR9
{ Q"UWh~
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ^6*LuXPv
} ; HZ$q`e
} ; gG;d+s1
`uRf*-
'_)NI
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait a xT-
r,^}/<*
下面我们来剥离functor中的operator() A#&Q(g\YE
首先operator里面的代码全是下面的形式: ="fq.Tt
!FwR7`i
return l(t) op r(t) x!$Dje}
return l(t1, t2) op r(t1, t2) q}Wd`>VDR
return op l(t) QIl![%
return op l(t1, t2) '^Kmfc
return l(t) op ~I^}'^Dbb
return l(t1, t2) op dxm_AUM
return l(t)[r(t)] CS[[TzC=5
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] P$4h_dw
vwZ d@%BO
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: S,&tKDJn
单目: return f(l(t), r(t)); GtZkzVqLd
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); =*f>vrme
双目: return f(l(t)); V&)lS Qw
return f(l(t1, t2)); +QS7F`O
下面就是f的实现,以operator/为例 B- 63IN
}T!2IaAB
struct meta_divide AEx|<E0
{ UPtWj8h
template < typename T1, typename T2 > b?&=gm%oU
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) @)0-oa,u+
{ ]KX _a1e
return t1 / t2; :/e=J
} v` 9^?Xw)
} ; J)6A,:wt
"m^whHj
这个工作可以让宏来做: [kc%+j<g
z?C;z7eT
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ p)M\q fZ
template < typename T1, typename T2 > \ "zJGYBen
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; >AcpJ|V
以后可以直接用 F12tOSfu*
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) xW84g08_,
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 TF %8pIg>Z
(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。。。) :UuPy|>
;1Kxqpz_i
IT \Pj_
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 oYWcX9R
$#V^CmW.
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > %\=oy=f
class unary_op : public Rettype .HTX7mA3
{ 9T*%CI
Left l; Rg*zUfu5%o
public : ?H9F"B$a
unary_op( const Left & l) : l(l) {} G-FTyIP>'
r30t`o12i
template < typename T > r.e,!B s
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const U].u) g$
{ j[/'`1tOe
return FuncType::execute(l(t)); \-c8/=
} >m!l5/
8.ek_r
template < typename T1, typename T2 > )]2yTG[
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const @a.Y9;O
{ wE K@B&DV
return FuncType::execute(l(t1, t2)); ^'8T9N@U
} @Yua%n6]#D
} ; HLMEB0zh^
c`UJI$Q/
1XZ|}Xz
同样还可以申明一个binary_op ]Y[8|HJ8
v2<roG6.V
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ^
K8JE,
class binary_op : public Rettype _`!@
{ Y=3:Q%X
Left l; "4FL<6
Right r; &k3'UN!&Ix
public : g;(r@>U.r
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} [c?']<f4
[P*3ld,,G%
template < typename T > ZIAiVq2)
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const `~( P
{ kmM4KP#&|
return FuncType::execute(l(t), r(t)); 4%WV)lt
} G+=6]0HT
]rM{\En
template < typename T1, typename T2 > nLq7J:
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const xh>/bU!>
{ H[ %Fo
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); .kM74X=S
} Hk-)fl#dr
} ; hoASrj{s
_t:cDXj
o"^}2^)_SR
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 qQR>z
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 P9J3Ii!
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) RM53B
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。 z;x`dOP
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! amf=uysr
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。。。 MBCA%3z08
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
mQ#@"9l%
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) 3nBbPP_
下面是修改过的unary_op ww"ihUX
*qg9~/
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > /qF7^9LtaY
class unary_op O?@1</r^
{ (5d~0
Left l; lwLK#_5u
R~b9)
public : B$7m@|p!
bxP>
unary_op( const Left & l) : l(l) {} @1P1n8mH]
s<qSelj
template < typename T > :o$ R@l
struct result_1 @u/<^j3Q
{ 1G|Q~%cv
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; XzQ=8r>l
} ; .Gl&K|/{j
0c1}?$f[?%
template < typename T1, typename T2 > xy$FS0u
struct result_2 SPsq][5eR
{ l3}n.ODA
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; \{da|n-
} ; p)tac*US
QN-n9f8
template < typename T1, typename T2 > CzzG
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const +nd'Uf
{ lf|e8kU\f
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); U6X~]| o
} xpyb&A
*NV`6?o@6
template < typename T > K_`*ZV{r
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const w;QDQ
fx0
{ $E|W|4N
return OpClass::execute(lt(t)); #`GW7(M
} G"MpA[a_
zx(j6
} ; Kggf!\MR8
1:7>Em<s
XoSjYG(>,
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug p"H8;fPA0
好啦,现在才真正完美了。 r _xo>y~S
现在在picker里面就可以这么添加了: fY=iQ?{/[
&X+V}
template < typename Right > TFxb\
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const T9Vyj3!i_
{ j`BFk>
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); Vu\|KL|
} R)cns7oW
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 F.A<e #e?
94APjqV6'
DHt 8 f
zwU8i VDe
(53dl(L?
十. bind *"fg@B5
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 @+1E|4L1vf
先来分析一下一段例子 .ET;wK
<O5;w
RMC|(Q<
int foo( int x, int y) { return x - y;} ` N(.10~
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 8<n8joO0
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 9,`mH0jP
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 2+=|!+f
我们来写个简单的。 0*3 <}
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: .?I!/;=[
对于函数对象类的版本: iZMsN*9[
#-'}r}1ZT
template < typename Func > |B` -chK
struct functor_trait C2<y(GU[Bh
{ EE}NA{b
typedef typename Func::result_type result_type; }#'KME4
} ; 8@hzw~>
对于无参数函数的版本: LOnhFX
MCh8Q|Yx4
template < typename Ret > 8~HC0o\2
struct functor_trait < Ret ( * )() > b V9Z[[\
{ Ysr{1! K
typedef Ret result_type; B10p7+NBF
} ; )sV#
b
对于单参数函数的版本: T@yH.4D
;g*X.d
template < typename Ret, typename V1 > (X>y)V
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > @0
-B&w
{
=oQzL
typedef Ret result_type; 2jhVmK
} ; 0[v :^H
对于双参数函数的版本: c4-&I"z
&V=54n=O?
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > :ZL>JVk
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > Vj2GK"$v
{ EW5S%Y
typedef Ret result_type; b,Z&P|
} ; ='VIbE@qC
等等。。。 t*qA.xc6
然后我们就可以仿照value_return写一个policy vhL&az
^F" *;8$
template < typename Func > G0Wd"AV+
struct func_return zl:
u@!'
{ izC>-
template < typename T > LpmspIPvf
struct result_1 9d{W/t?NH
{ =k$d8g
ez
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Q%eBm_r;
} ; ^1~/FU
pM46I"
template < typename T1, typename T2 > !r
LHPg
struct result_2 Hzj*X}X#K
{ $AXz/fGV
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; %x927I>
} ; O]Kb~jkd
} ; E`?BaCrG~
cEqh|Q
P);Xke
最后一个单参数binder就很容易写出来了 )K?GAj]Pq
! 4oIx`
template < typename Func, typename aPicker > 5t<]|-i!
class binder_1 #>- rKv.A
{ 6VE >$`m
Func fn; ##s!-.T
aPicker pk; 6sZRR{'
public : xc/|#TC8?
<GNOT"z
template < typename T > /GXO2zO
struct result_1 9{TOFjsF
{ ReE3742@
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 3?%kawO&
} ; )I>rC%2P
mCE})S
template < typename T1, typename T2 > >bZ#
struct result_2 XBY"7}
{ h7y*2:l6
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; YSwD#jO0
} ; =#^dG''*"
0sUc6_>e
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} <Z__Q
rL
s6MY
template < typename T > RdDcMZ
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const gK<- *v
{ h4qR\LX
return fn(pk(t)); gU~)(|Nu.
} up1aFzY|6x
template < typename T1, typename T2 > !<LS4s;
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const X<QE]RZ
{ J6%op{7/
return fn(pk(t1, t2)); ^KaMi_--
} Orb(xLChJ
} ; kp6x6%{K\
M[{Cy[ta
7_3O]e[8
一目了然不是么? |{[i
M
最后实现bind `o3d@Vc
\k,bz0
M/DTD98'N
template < typename Func, typename aPicker > :3t])mL#
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) *]eZ Y
{ q
kKABow
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); \l2 s^7G_
} oTfbx+i/G
KC(Ug4
2个以上参数的bind可以同理实现。 UQR"wUiiV
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。 UZ!hk*PF
VM!x)i9z
十一. phoenix mTPj@F>
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: CHU'FSq!
**q/'K
for_each(v.begin(), v.end(), %PS-nF7v
( A;!FtD/
do_ bS'r}
[ )q^vitkjup
cout << _1 << " , " ^pjez+
] 2o$8CR;
.while_( -- _1), (lnQ!4LK
cout << var( " \n " ) UBVb#FNF
) kYs|")isj
); s z\RmX
16>uD;G
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: K7.<,E"M.
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor f UIs(}US
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 f3N:MH-c
那么我们就照着这个思路来实现吧: 8Vn6* Xn
}$)<k
*Vl
=PNn-
template < typename Cond, typename Actor > jvV8`BQ{
class do_while z~H Gc"~
{ injmP9ed
Cond cd; gJ&!w8v.
Actor act; , _$"6
public : tTt3D]h(
template < typename T > ]#$kA9
struct result_1 3ngLEWT
{ sb
@hGS
typedef int result_type; 3CE8+PnT
} ; g5Dx9d{
-T?IkL)
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} PNKT \yd
xu=B
template < typename T > _@N)]!\MgP
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const dM UDLr-
{ `X='g96C1
do tD]&et
{ 32iI :u
act(t); JF*g!sV%
} >, E$bm2
while (cd(t)); HD{`w1vcN
return 0 ; k&/)g3(N(
} B`scuLl3
} ; qN[7zsaj
N%f!B"NQ
nvPE
N
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). D-GU"^-9
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 Q:O>k CDV
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 RfBb{?PP)
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 |y%].y)
下面就是产生这个functor的类: ~TH5>``;gF
`yAo3A9vk
[M^[61
template < typename Actor > ;g:bn5G
class do_while_actor :BX{*P
{ )$B+3f
Actor act; n\-_i2yy
public : ^\&g^T%
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} =
Y-Ne6a
?@?a}
template < typename Cond > io{H$ x(
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; R2aK5~
} ; Sx)Il~ x
{z /^X<T
9.zQ<