一. 什么是Lambda
/\ y?Y 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
3m]4= 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,
bR*-Ht+wd KyVQh8 ocqU=^ta g`{;(/M+ class filler
8{wwd:6 {
9oRy)_5Z(= public :
/[a~3^Gs^ void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
q.KG^=10 } ;
6Z>FTz_ A>vBQN UldXYtGe 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:
2 Wt> Mi
"9ZID-~] N=4G=0 `ke MW! srTQ_ for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
7L`A{L y?[ v=j*U Pu7_
v 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
F3N?Nk/ 4,bv)Im+ ` Ttu2 skcv p#ol*m5wE 二. 战前分析
A_XY'z 1 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。
mC4zactv 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
e}D3d=6` S@jQX K,Ef9c/+K for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
:8L8q<U /* --------------------------------------------- */
I?h)OvWd vector < int *> vp( 10 );
!^^?dRd*v transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
;;_,~pI?k /* --------------------------------------------- */
eV2W{vuI sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
TTeH` /* --------------------------------------------- */
8;d:-Cp int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
W3]_m8,Z /* --------------------------------------------- */
8qk?E6 for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
.GsV>H /* --------------------------------------------- */
m;H.#^b* for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
c&r70L, 8>trS=;n (n*^4@"2 #^`4DhQ/
1 看了之后,我们可以思考一些问题:
w,.+IV$Kk 1._1, _2是什么?
"W=AB& 显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
u8gS<\ 2._1 = 1是在做什么?
KK1gNC4R 既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。
bV(Y`g Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。
sNj)ZWgd> Uddr~2%( HTVuStM8 三. 动工
n(b(yXYm] 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
txJr; 8qY79)vD4E E[2m&3& p6]7&{> template < typename T >
Z,RzN5eN class assignment
t#Z-mv:( {
E.r>7`E T value;
/,89p&h public :
1%EBd%`# assignment( const T & v) : value(v) {}
xe#FUS
3 template < typename T2 >
yyoqX"v[ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
nc~F_i= } ;
s:OFVlC%\ 1/RsptN"v 5A%w 8Qv 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
j K!Au 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
FemCLvu PpGL/,]X w QgoN% ||T2~Q*:y class holder
8
BY j {
lphFhxJA{ public :
O}tZ - 'T template < typename T >
|
h`0u'# assignment < T > operator = ( const T & t) const
{HL3<2=o {
ZRv*!n(Ug< return assignment < T > (t);
D!Q">6_"z }
;o^eC!:/% } ;
}E+!91't.^ ;,$NAejgd k'gh 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:
m`IC6* U1@IX4^2` static holder _1;
, R'@%,/ Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
IC#>X5 IM:=@a{ for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
D;oe2E{I 而不用手动写一个函数对象。
@.osJ}FxA oeKHqP wg K\>tA)IPSV kd=GCO 四. 问题分析
__`*dL>* 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。
b_,|>U 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。
uXI_M) 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
X'wE7=29M 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
|>27'#JC 下面我们可以对这几个问题进行分析。
J cg,#@ _,zA ^*b 五. 问题1:一致性
_]04lGx27 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?|
Scp7X7{N 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
/,1D)0 l*ayd>`~x struct holder
\qR7mI/* {
`Y
BC //
INcg S MM template < typename T >
X-
pqw~$ T & operator ()( const T & r) const
@xQgY*f# {
*n;!G8\ return (T & )r;
AcS|c:3MUy }
O>qll6]{@ } ;
`D>S;[~S7 WzAb|&? 这样的话assignment也必须相应改动:
JCz@s~f\y F
;{n"3< template < typename Left, typename Right >
.EpV;xq} class assignment
Cnnh7` {
^:6{2 2C{ Left l;
WxW7qt Right r;
~;O v-^tp public :
3Th'p aMG assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
<!L>Exh&r template < typename T2 >
m/v9!'cMI T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
/4t j3B, } ;
uJOJ-5}yt (H)2s Y 同时,holder的operator=也需要改动:
4 d;|sI@ VK}fsOnj0 template < typename T >
lFa02p0 assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
-0?~ {
7P"| J\ return assignment < holder, T > ( * this , t);
c#a@n 4 }
anIAM E8>Rui@9 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。
6726ac{xz 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
cS>e? ^9^WuSq return l(rhs) = r;
I*LknU@ 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。
~}F{vm 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
dArDP[w RD\ template < typename Tp >
km)zMoE{c{ class constant_t
zfI>qJ+Nqt {
&f!z1d-qg? const Tp t;
pF&(7u public :
pcau}5 . constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
!g Z67 template < typename T >
thV>j9' const Tp & operator ()( const T & r) const
RMX:9aQ3F {
Sczc5FG return t;
UQ'\7OS }
#~SP)Ukp } ;
8dV=[+ /<E5"Mm% 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
Ge,;8N88 下面就可以修改holder的operator=了
Xua+cVc\y !v X D template < typename T >
^
s1Q*He assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
a-l;vDs {
$"0M U return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
HOw-]JSP2 }
m0LTx\w! 8d?g]DEN)6 同时也要修改assignment的operator()
"5;;)\o~ @.G[s)x template < typename T2 >
~7Ts_:E- T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
f>aEkh6u9 现在代码看起来就很一致了。
#Xhdn\7 7s"<
'cx_F 六. 问题2:链式操作
9UKp?SIF 现在让我们来看看如何处理链式操作。
hc~s"Atck 其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。
w:s]$:MA8 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。
G:<`moKgL 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。
io,M{Ib 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
i-bJS6 @Gx.q&H template < typename T >
+6UVn\9Q struct result_1
3= xhoRX {
/V8}eZ97 typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
Q@
2i~Qo[ } ;
(Q%'N3gk ~\=1'D^6CK 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:
7:9.&W/KE /J04^6 template < typename T >
,S'p%g struct ref
XEn*?.e {
I*x[:)X8 typedef T & reference;
Jj,U RD&0R } ;
G"X8}:} template < typename T >
R<sJ^nx struct ref < T &>
qtiz a~u {
4!+pc-}- typedef T & reference;
_/Gczy4)# } ;
6:q"l\n> |AcRIq 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
Hu.t 3:w ]4h92\\965 template < typename T >
~n[xtWO0 typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
ox:[f9.5 {
+x_Rfk$fb return l(t) = r(t);
{.Z}5K }
5WC+guK7 可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。
[|P!{?A43| 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
A;/-u<f vw>2(K=e1 有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么
'|S%aMLZ) _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
w=j _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
Np'2}6P +5 调用divide的对象返回一个add对象。
Nc+,&R13m 最后的布局是:
o4*+T8[|5 Add
;3\3q1oX / \
w;k):;$ Divide 5
>Y_*%QGH_ / \
Jd5:{{Lb _1 3
A,\6nO67 似乎一切都解决了?不。
k$H%.l;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。
'~ ,p[ 如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。
][W_[0v 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:
JNkwEZhHyg h3*Zfl<] template < typename Right >
3pK*~VK assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
L:_bg8eD# Right & rt) const
u:m]CPz {
Z9575CI< return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
9:`(Q3Ei }
*Ho/ZYj3 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
(T!9SU 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。
.C2TQ:B, . 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。
kGd<5vCs 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。
fO0(Z 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。
F1jglH/MF) 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?
+n<k)E@>J 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:
]%BWIqbr 8zA=;~GHP template < class Action >
UJfEC0 class picker : public Action
YqPQ%
{
;]gP@ h/ public :
~4s'0 w^ picker( const Action & act) : Action(act) {}
KN tt // all the operator overloaded
cx}Q2S } ;
$/=nU*pd 4m*M,# mV Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。
GN!qyT 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
F)+{AQL d}JP!xf% template < typename Right >
6KVnnK picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
/ODXV`3QYI {
mp9{m`Jb* return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
G:pEE:W[ }
h$.:Uj8/ 9lGOWRxR) Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
q EP
4 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。
NPd%M =JKv:</.G template < typename T > struct picker_maker
mt5KbA>nU {
/9zE^YcT typedef picker < constant_t < T > > result;
6ezS {Q } ;
Tszp3,]f template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
34wkzu {
{dL?rQ>5L typedef picker < T > result;
94 e):
jS } ;
;x:rZV/ )$`wIp 下面总的结构就有了:
Q%wY 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。
-
/(s#D 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。
/v/C<] picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
H"C[&r 至此链式操作完美实现。
{}QB|IH` -S$1Yn >m#e:[N 七. 问题3
$&<uT 如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。
j'aHF#_ ukv tQz) template < typename T1, typename T2 >
/}Lt,9 ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
UK1_0tp]x {
/DqLrA return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
@BrMl%gV }
x7vctjM| u`olW%C/T 很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2:
Q>R>R*1.j F29va template < typename T1, typename T2 >
E@-KGsdhK struct result_2
I
j$lDJS {
1~l
I8 typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
^-rfvc } ;
qwK2WE%T \EKU*5\Hp> 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?
CBDG./ 这个差事就留给了holder自己。
{5d9$v7k4 Xe#K{gA zCOgBT~p template < int Order >
X^\>:< class holder;
t9Y=m6 template <>
cwm_nQKk class holder < 1 >
b:R-mg.VT{ {
k51Eyy50( public :
ZkIgL template < typename T >
+8v9flh struct result_1
= <j"M85. {
N gLU$/y; typedef T & result;
_=q!
BW } ;
[tg^GOf ' template < typename T1, typename T2 >
H)aQ3T4N5 struct result_2
etoo
#h"]1 {
kl"+YF5/ typedef T1 & result;
"*;;H^d } ;
@ JvPx 0 template < typename T >
@h*fFiY&{ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
HLBkR>e {
?%VI{[y#> return (T & )r;
Ov#=]t5 }
70lfb` template < typename T1, typename T2 >
U,+[5sbo typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
v^ /Q 8Q {
.AYj'Y return (T1 & )r1;
@"Z7nJX }
3SSm5{197 } ;
.e'eE 6Z`R#d #I template <>
Cn>ADWpT& class holder < 2 >
k^ YO%_ {
K9vIm4::d$ public :
%0 #XPc(" template < typename T >
xl"HotsX-x struct result_1
(YY~{W$w( {
/'Pd`Nxl. typedef T & result;
]uspx[UIc } ;
xil[#W]7Ge template < typename T1, typename T2 >
@]qBF]6 struct result_2
8scc%t7 {
YPzU-:3 typedef T2 & result;
k"g._|G } ;
G[8in template < typename T >
49d@! typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
K_
lVISBQ {
`fNG$ODL return (T & )r;
t6BHGX{o }
\`, [)` template < typename T1, typename T2 >
f50L,4, typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
$!5\E>y# {
bWZbG{Y. return (T2 & )r2;
W5^.-B,(K }
~+<olss_ } ;
{V1Pp;A n!6Z]\8~$ '|7Woxl9 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> >。
|7B!^
K 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
[xh*"wT#g 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
8vuCc= $5L0.$Tj return l(i, j) = r(i, j);
QZX~T|Ckv 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
BS&;n \m=?xb8
f return ( int & )i;
Z_gC&7+ return ( int & )j;
(Y+N@d 最后执行i = j;
(~$/$%b 可见,参数被正确的选择了。
m~lpyAw m%"uPv\ pq:7F <xJ/y|{ #q3l!3\mW 八. 中期总结
k z"3ZDR 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:
Y%|@R3[Nk 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
oo=#XZkk 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
*_ +7ni 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
Gn)y>
AN "lNzGi-H ]I/Vb s M0|'f' hUz[uyt N$TL;T> 九. 简化
;pD)m/$h` 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。
u*7Z~R 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
kkvtB<<Y 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:
\([WH!7 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
Z+pom7A"E +-*/&|^等
577:u<Yt 2. 返回引用。
NZN-^ > =,各种复合赋值等
^v9|%^ug 3. 返回固定类型。
cL8#S>>u. 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
"+?Cz!i 4. 原样返回。
fWF|,A>>b operator,
^). ) 5. 返回解引用的类型。
D;Gq)]O operator*(单目)
OzT#1T1'c 6. 返回地址。
Dml*T(WM> operator&(单目)
XJ!(F#zc 7. 下表访问返回类型。
o{*ay$vA] operator[]
0)9"M.AIvo 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
55t\B ms{ operator<<和operator>>
l7JY]?p 5cK@WE: 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。
Px5t,5xT8 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
'SLE;_TD o5\b'hR*# template < typename Left >
Aa?I8sbc struct value_return
u@p? {
)'Wb&A' template < typename T >
M}DH5H"s struct result_1
@c'|Iqy` {
.bf<<+'o typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
<DH*~tLp2 } ;
i`)!X:j tvX>{-M template < typename T1, typename T2 >
Fv?=Z-wk struct result_2
j%<}jw[2 {
6AN)vs} typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
yBLUNIr } ;
}<MR`h1 } ;
+:6Ii9GN Lt#'W t ]c{c#N/ 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
Io2mWvu?5 IfDx@ ?OB 下面我们来剥离functor中的operator()
4c~>ci,N?( 首先operator里面的代码全是下面的形式:
Bn]K+h\E 7:h!Wj-a] return l(t) op r(t)
,J mbqOV?! return l(t1, t2) op r(t1, t2)
!C:r b return op l(t)
Y{ f7
f'_ return op l(t1, t2)
&"uV~AM return l(t) op
w W$(r- return l(t1, t2) op
ovf/;Q/} return l(t)[r(t)]
WW@"Z}?k return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
&jV_"_3n ~9D~7UR 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:
,/&Zw01dGN 单目: return f(l(t), r(t));
}tST)=M` return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
^T4Ay=~{ 双目: return f(l(t));
2
Tvvq(?T return f(l(t1, t2));
h5|.Et 下面就是f的实现,以operator/为例
2aNT#J"_ F5gObIJtuY struct meta_divide
Jx-wO/ {
WV kR56 template < typename T1, typename T2 >
iO!6}yJ*V static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
Mo|wME#M {
v4*rPGv return t1 / t2;
% U`xu. }
~3WL)% } ;
Q
|i9aE `GQ{*_- 这个工作可以让宏来做:
RE46k`44 6R}j-1
<n #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
a0Oe:]mo\ template < typename T1, typename T2 > \
-E&e1u,Mi static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
ul5|.C 以后可以直接用
!)Ni dG DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
]Ql 0v"` F 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
w,.qCp T$_ (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。。。)
ySdN;d:q #Gv{UU$] d<o.o?Vc 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
;5|1M8]=0 Sm3u /w! template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
#j@OLvXh class unary_op : public Rettype
Yq'4e[i {
96|[}:+$&: Left l;
X=p"5hhfn public :
Ruh)^g unary_op( const Left & l) : l(l) {}
pe04#zQK S;@ay/*~ template < typename T >
EU`T6M typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
oJ;rc{n- {
1]4^V7y return FuncType::execute(l(t));
|ek
ak{js }
?;7b*Z (L69{n template < typename T1, typename T2 >
&d$~6'x* typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
u>cC O'q {
Jj"HpK>[ return FuncType::execute(l(t1, t2));
vahoSc;sw }
@YL}km&Fw } ;
A| x:UQlu ?F$6;N6x BD;H
同样还可以申明一个binary_op
zQuM !. 2:v <qX template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
4L:>4X[T class binary_op : public Rettype
[ x> {
z?.(3oLT Left l;
^)\+l%M Right r;
`ti8- public :
delf
] binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
/8 CY0Ey *{/@uO template < typename T >
F&@ |M( typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
oK Kz 4 {
+g\;bLT return FuncType::execute(l(t), r(t));
o'UHStk }
ubGs/Vzye cx(2jk}6 template < typename T1, typename T2 >
.|]IwyD
& typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
$B _Nc*_e {
SPwPCI1?
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
O*7i }\{ }
W,N L*($^ } ;
E 5kF^P M9"Sgb`g 3VP $x@AV 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
J|j;g!fK 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
M<oA<#IW DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
B?(4f2yE 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。
oX|?:MS: 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
QrS$P09=\ 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。。。
__)qw# 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
nm):SEkC 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)
P/aDd@j 下面是修改过的unary_op
t .=Oj 5+L8\V9; template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
:('I)C class unary_op
GXeAe}T {
HF4Lqh'oco Left l;
s-6:N9- jH0Bo; public :
1xC`ZhjcD J:};n@< unary_op( const Left & l) : l(l) {}
,ep9V,+| ;X7i/DQ template < typename T >
j.&
;c'V$. struct result_1
>h7$v~nra {
1ih* gJPpj typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
R+Lk~X^*l' } ;
>l2w::l% >UN vkQ: template < typename T1, typename T2 >
hWxT ! struct result_2
84Zgo=P} {
5;
f\0<- typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
Tk+DPp^ } ;
3]S`|#J J#@lV template < typename T1, typename T2 >
zPBfiK_hV typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
Xiju"Cup" {
gb_X?j%p7 return OpClass::execute(lt(t1, t2));
ADBpX> }
41'EA\V ,9vJtP+T+! template < typename T >
)*HjRTF6G typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
3ZN>9` {
hho%~^bn( return OpClass::execute(lt(t));
jZ#UUnR% }
(6-y+LG Lh!z>IWjOG } ;
,aO@.<" DPeVKyjU {rfte'4;= 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
Y- ~;E3( 好啦,现在才真正完美了。
GC?S];PL 现在在picker里面就可以这么添加了:
g< )72-h lPp6
pVr template < typename Right >
f!!P picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
^2JPyyZa {
*[
#*n n return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
^Y<M~K972 }
?%;B`2 nDR 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。
^Fvr
f`A' T^NJ4L4# @#CF".fuN> bqNLkw# %O_t`wz 十. bind
&%:*\_2s 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。
_/Tlqzp 先来分析一下一段例子
25&nwz -$m@*L Zly-\z_ int foo( int x, int y) { return x - y;}
3FY_A(+ bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
#nbn K bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
*+W6 P.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。
;"SZ} 我们来写个简单的。
q xSs
~Qc 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
j88=f#< 对于函数对象类的版本:
3B -NYJa xfes_v"" template < typename Func >
d}VALjXHX! struct functor_trait
t.L4%1OF {
DA=qeVBg typedef typename Func::result_type result_type;
&58 { } ;
V0S6M^\DK 对于无参数函数的版本:
Z !Z,M' " F`3^wHw^ template < typename Ret >
pMDH struct functor_trait < Ret ( * )() >
{70Ou}* {
~K%k
0kT typedef Ret result_type;
1V0sl0i4 } ;
A{1
\f* 对于单参数函数的版本:
]p\u$VY9 HoV{U zm template < typename Ret, typename V1 >
ysl8LK
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
i.F8 {
]qMH=>pOsj typedef Ret result_type;
XUf7yD } ;
p&QmIX]BZ 对于双参数函数的版本:
W1;=J^<&1 C|9[Al template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
=!YP$hf Y struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
pOX$4$VR< {
eL_^: - typedef Ret result_type;
Jxf}b}^T } ;
%B0w~[!4} 等等。。。
|FjBKj 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
sl% #u9r= tr5'dX4] template < typename Func >
K:uQ#W.& struct func_return
f%L:<4 {
c,.0d template < typename T >
l$=Gvb struct result_1
xl|ghjn {
$\0TD7p typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
OCwW@OC + } ;
qT"drgpi3 VZt;P%1;h template < typename T1, typename T2 >
\u{Jf'g struct result_2
R
!Fx)xj {
Kyu@>9Ok typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
^uM_b } ;
BB0g}6M } ;
"-28[a3q T\)dt?Tv#\ 5"$e=y/ 最后一个单参数binder就很容易写出来了
~37R0`C 48H5_9>: template < typename Func, typename aPicker >
loR,XW7z class binder_1
3>H2xh 3Y {
Tw}@+- Func fn;
j/~VP2R` aPicker pk;
vNPfUEnA public :
4+-5,t7
v*smI7aH template < typename T >
W;q#ZD(; struct result_1
%N7gT*B: {
]"C| qR* typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
=.VepX|?D } ;
}!eF
'_k >*trV template < typename T1, typename T2 >
F1 9;RaP+ struct result_2
=VCi8jDkP {
h_AJI\{" typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
)lQN)!.) } ;
( P FP.(E9 binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
FrgW7`s[A =|^X$H template < typename T >
T_3V/)%@ typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
We[<BJo4 {
w g$D@E7 return fn(pk(t));
cjCE3V9X }
}K#iCby4 template < typename T1, typename T2 >
VC/R)%@% typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
$ijx#a&O {
71K\.[ =- return fn(pk(t1, t2));
U;x99Go: }
nL 1IS } ;
Ej;Vr~Wi 34"{rMbQ bx+(.F 一目了然不是么?
% <8K^|w 最后实现bind
*O"%tp6 6|B a [X0k{FR template < typename Func, typename aPicker >
jEC'l]l picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
k+W {
6Y0/i,d* return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
aRFi0h
\ }
~EM#Hc, 8cYuzt].. 2个以上参数的bind可以同理实现。
V Z4nAG 另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。
(H|%?F;{l eZa3K3^ 十一. phoenix
E9~&f^f Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
*so6]+)cU Y/?DSo4G for_each(v.begin(), v.end(),
e#76h; (
I1eb31< do_
2c*VHIl; [
Z_eqM4{ cout << _1 << " , "
LaAgoarN ]
jk WBw.( .while_( -- _1),
>X@.f1/5X cout << var( " \n " )
q\{;_?a )
7;$L&X );
@E&X&F% _BeX7 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:
~@a) E+LsF 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
Z.cG`Km* operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
RN cI]oJ 那么我们就照着这个思路来实现吧:
Yc|-sEK/ A ydy=sj 9v5.4a} template < typename Cond, typename Actor >
]% ZjD class do_while
l1`c?Y {
Q
xj|lr Cond cd;
Vt$ $ceu Actor act;
2yVGEp^ public :
HeAc(_=C template < typename T >
E`sapk struct result_1
l#J>It\ {
i >/@]2 typedef int result_type;
1nX68fS.9 } ;
SquqaX+< Z)Xq!]~/g do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
pqNoL*
H Di5Op(S(( template < typename T >
B=nx8s typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
% 'L= {
KlSY^(kHR do
swe8 {
'&o>
%V act(t);
]>]H:NEq }
;Vtpq3 while (cd(t));
`(w kqa return 0 ;
%CfTqbB }
lfI7&d* } ;
p_kTLNZd9 9BgQoK@ rqG6Ll`=+ 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
::Ve ,-0 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
n$\6}\k 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。
KcMzZ!d7m 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。
Lh5+fk~i~8 下面就是产生这个functor的类:
h^3Vd K, :Q%yW%St$ gs2&0rnOy\ template < typename Actor >
KTS7)2ci class do_while_actor
4 9+}OIX {
c+
H)1Dfq Actor act;
n*]x02:LjZ public :
A5J#x6@ do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
/(}l[jf kQ:>j.^e template < typename Cond >
E<.{
v\ picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
J jL0/& } ;
Y_ u7
0@` ?\ i,JJO 39^uLob 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
;kcFQed\w 最后,是那个do_
xdSj+507 iOA3x 8J v+,
w{~7RH class do_while_invoker
A_dYN?^?| {
{~
vPq public :
OTr!?xi template < typename Actor >
085 ^!AZ do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
m~\m"zJ4 {
Uu<sntyv return do_while_actor < Actor > (act);
Pp" )hFx }
Szob_IEq, } do_;
RI].LB_ Tr+Y@]"
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
os0"haOI9h 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
'G
By^hj? 最后来说说怎么处理break和continue
k1
txY 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。
i2 Iu2 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 ]