一. 什么是Lambda
B''yW{ 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
{N~mDUoJ| 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,
Y|R=^
=d\ _9>,9aL m%L!eR /MtmO$. class filler
[~N;d9H+*1 {
<);q,|eh2 public :
q=t!COS void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
-jJhiaJ$< } ;
CA#g(SiZ ^t'mW;C$4 eJoM4v 这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决:
h8(#\E eKr>>4,-P KZ2[.[(Ph 3A,N1OXG for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
d[t0K] _s;y0$O XH%pV 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
/[TOy2/;%b UIEvwQ s*GZOz i~Tt\UA> 二. 战前分析
xCZ_x$bk 首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。
4$R!) 开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码
[#GBn0BG) |*?N#0s5h W5u5!L/ for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
nWsRauY /* --------------------------------------------- */
&6\&McmkX vector < int *> vp( 10 );
yu6~:$%H transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
]\yB, /* --------------------------------------------- */
THwM',6 sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
CzV;{[?~; /* --------------------------------------------- */
cx:_5GF int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
[h-6;.e /* --------------------------------------------- */
XKGiw 2
C for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
i6paNHi* /* --------------------------------------------- */
[<=RsD_q~ for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
:=Zd)i)3 tz]0F5 r $S9/ @_`r*Tb)dM 看了之后,我们可以思考一些问题:
"[ LUv5 1._1, _2是什么?
A}Iyl 显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
<lB2Nv-, 2._1 = 1是在做什么?
<qR$ `mLN 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。
!IOmJpl' 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。
6Y2,fW8i, D#<y
pJR L9/'zhiZBx 三. 动工
%ZoJu 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
n@`3O'S '`upSJ;e }!^h2)'7 W
$D 34( template < typename T >
Q%O9DCi class assignment
SLuQv?R}9 {
KJFQ)#SW! T value;
&m5^
YN$b public :
L@\t]
~ assignment( const T & v) : value(v) {}
W,~*pyLdO template < typename T2 >
++~
G\T9H T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
1tXc7NA< } ;
d*+}_EV)Y3 "dCIg{j b!g)/%C
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
9-n]_AF`0 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
t'F$/mx. >IQ&*Bb #xmiUN,| ^(&2 class holder
^RnQX#+ {
Y<;C>Rs
public :
Y#lAG@$ template < typename T >
c+{XP&g8_J assignment < T > operator = ( const T & t) const
`x=kb; {
DQhHU1 return assignment < T > (t);
n^QDMyC;I }
m@nGXl'! } ;
fyUW;dj d '2JMdbc :C;fEJN 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:
=x w:@(]{ f]1 $` static holder _1;
o,k#ft< Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
Tyb_'|?rW leHKBu'd for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
IO#)r[JZ 而不用手动写一个函数对象。
~oOv/1v}, 2h5T$[fV (a!E3y5, \nOV2(FAT 四. 问题分析
r;f\^hVy 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。
blz#M # 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。
&h[)nD 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
G%gdI3h1Z
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
0D:uM$
i] 下面我们可以对这几个问题进行分析。
@uC-dXA" 3znhpHO) 五. 问题1:一致性
R GV{KL 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?|
N+SA$wG 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
[9?]|4 !5+9~/; struct holder
PvUY
Q>Kw {
~=wBF //
,hK
=x template < typename T >
w}}+8mk[ T & operator ()( const T & r) const
tc;$7F ; {
.*k!Zl* return (T & )r;
;2 o{6 }
Qvny$sr2 } ;
hW,GsJ, ve#[LBOC8 这样的话assignment也必须相应改动:
nb5%a rGH7S!\AM template < typename Left, typename Right >
F`Vp class assignment
0wBr_b! {
zh !/24p9 Left l;
JmF`5 Right r;
K~L"A]+ public :
@TKQ_7BcB assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
7({.kD6 template < typename T2 >
=L$RY2S" T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
"z.!h(Eq } ;
y^p%/p% 17Q*
<iCs 同时,holder的operator=也需要改动:
j@Us7Q)A( nkk GJV! template < typename T >
tORDtMM9+ assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
GmGq69]J* {
h\-jqaq return assignment < holder, T > ( * this , t);
0g#?'sD }
/?j^Qu 8HO)",+I 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
e ]>{?Z 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
;c~DBJg'| F7x< V=4{ return l(rhs) = r;
@7PE&3 在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
`0ju=FP'u5 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
A&'HlI%J F0NNS!WP7^ template < typename Tp >
DA4!-\bt@ class constant_t
J! eVw\6 {
nfvs"B; const Tp t;
Z.LF5ur public :
\b88=^ constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
8&f"")m template < typename T >
4d'tK^X const Tp & operator ()( const T & r) const
Q;$/&Y* {
ZoC?9=k return t;
`V ++})5v }
q14A'XW } ;
UE\@7 J2#=`|t" 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
13{"sY:PT# 下面就可以修改holder的operator=了
{&(bKQ Ll&5#q template < typename T >
+ACV,GG assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
;v+CQx {
e;}5~dSi return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
>Q\H1|? }
ELNA-ZKp 8CSvg{B 同时也要修改assignment的operator()
0\}j[-`pF PuABS>.; template < typename T2 >
Js#c9l{{ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
M!6bf 现在代码看起来就很一致了。
!xqG-rd
' kAk,:a;P 六. 问题2:链式操作
GrQAho 现在让我们来看看如何处理链式操作。
<db/. A3 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。
Mw5!9@Fc7 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[Io8|QA 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。
%J%gXk}] 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
:~)Q] G1Nj $v oyXi`* template < typename T >
RBgkC+2 struct result_1
izWl5}+'B {
;09J;sf typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
|]\bgh } ;
|)JoxqR _&![s] 那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为:
zB]T5] ;<X3AhF template < typename T >
R+JI?/H struct ref
x?<5=, {
j1iC1=`ZM typedef T & reference;
Q6W)rJ[| } ;
/tv;W template < typename T >
80]TKf> struct ref < T &>
];2eIe
{
rqh,BkQ0t typedef T & reference;
QBn>@jq } ;
&{=~)>h Tk2kis(n 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
m[7:p{ h'fD3Gr& template < typename T >
&s;%(c04A typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
pn7 :")Zx {
A>g$[ return l(t) = r(t);
9FLn7Y }
gX _BJ6 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。
J+|ohA 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
q@-qA] @>:07]Dxo 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
imhq*f#A[ _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
l?1!h2z% _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
/[IQ:':^ +5 调用divide的对象返回一个add对象。
l{a&Zy) 最后的布局是:
?-84_i Add
XP^6*}H.* / \
7~Ga>BK Divide 5
1=a}{)0h / \
^[Er%yr0 _1 3
k"7eHSy, 似乎一切都解决了?不。
4vQHr!$Ep 你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。
Y)*lw 如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。
ZAH<!@qh OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码:
U?lu@5 ^Z 8W[]#~77b template < typename Right >
enz Q}^ assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
eztk$o Right & rt) const
2,;t%GB {
!Cy2>6v7 return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
*pD;AU }
VfcQibm 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
lmcDA,7 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。
`k|nf9_ 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。
c-=0l)&'D= 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。
^Q,/C8qeb 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。
~+C#c,Nw 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?
,;-*q}U 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:
L K~, ?mAw"Rb! template < class Action >
&P3vcB class picker : public Action
LI<5;oE; {
;MJ1Q public :
V$%K=[ picker( const Action & act) : Action(act) {}
ZO1J";>u // all the operator overloaded
5l}h8So4 } ;
Zn0fgQd g\)z!DQ] 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。
R,bcE4WR" 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:
iP%=Wo. )\;r
V'; template < typename Right >
[E~TYk; picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
E}=,"i {
cj<@~[uw return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
gAY2|/, }
KxwLKaImI !gf3%!% Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
UVJ(iNK" 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。
~&:R\ 3Q}Y?rkJ5 template < typename T > struct picker_maker
*$$V,6O. {
>[@d&28b% typedef picker < constant_t < T > > result;
j2Y(Q/i } ;
;#i$0~lRl template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
@GtZK {
(d#Z-w- typedef picker < T > result;
vNSf:5H$ } ;
TMCA?r%Y\ >2
qP 下面总的结构就有了:
RWo B7{G 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。
B-|Zo_7 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。
[ d7]&i}*| picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
<pUou 至此链式操作完美实现。
<;e#"(7 |u;PU`^-z %Ab_PAw 七. 问题3
6S[D"Q94 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。
PWu2;JF ZG<!^tj template < typename T1, typename T2 >
eBIR*TZ): ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
"J{zfWr {
r_E)HL/A return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
U.'@S8 }
8Jj0-4] 3]es$ Jy 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:
]?`p_G3O 7~nCK template < typename T1, typename T2 >
E0]h|/A] struct result_2
z44~5J] {
SYPMoE!U: typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
3&fFIab9 } ;
/*^|5>-`i1 Z;\"pP: 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?
~J{[]wi 这个差事就留给了holder自己。
WUS9zK m@u`$rOh E_1I|$ template < int Order >
AuipK*&g class holder;
i?dKmRp(@y template <>
S)@vl^3ec class holder < 1 >
ld}$Tsy0 {
A i){,nh`0 public :
'\B"g@if template < typename T >
"nno)~)u struct result_1
_i@eOqoC {
TeCpT2!5j typedef T & result;
.<^YE% } ;
_C,@eu"9V template < typename T1, typename T2 >
f\U&M,L\' struct result_2
/.YAFH|i)" {
oImgj4C2L typedef T1 & result;
AWXpA1( } ;
eSNSnh]' template < typename T >
xcvr D typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
0uO=wOIhH {
cievC,3* return (T & )r;
CN~NyJL H }
PFy;qk template < typename T1, typename T2 >
65#:2,s typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
?VP!1O=J {
)z235}P
return (T1 & )r1;
*3`oU\r }
DE\bYxJ } ;
uE#,c\[8 g)?g7{&?>? template <>
zZ"U9!T class holder < 2 >
~uR6z//% {
n,a5LR public :
Evq Ai/(g template < typename T >
)QCM2 struct result_1
&_/%2qs {
"=\_++ typedef T & result;
6eYf2sZ;J } ;
=l2Dm template < typename T1, typename T2 >
uV}WSoq[ struct result_2
0O,T=z[+> {
s7nX\:Bw: typedef T2 & result;
9me}&Fdr } ;
1~5q:X template < typename T >
H4'DL'83 typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
''OInfd? {
-N8cjr4l return (T & )r;
O< tnM<"( }
1m<?Q&|m$ template < typename T1, typename T2 >
!H|82:`t+ typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
Ryba[Fz4Di {
Hn9F
gul& return (T2 & )r2;
G</I%qM }
xPDA475Cw3 } ;
d9-mWz(V+ '*N9"C l P$r
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> >。
0YpiHoM 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
Yl&tkSw46 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
FfxX)p1t SQt|(r) return l(i, j) = r(i, j);
wL-ydMIx 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
_m7U-;G grCO-S|j^ return ( int & )i;
(!VMnLlXRK return ( int & )j;
xa{<R+LR 最后执行i = j;
Xm8Z+}i 可见,参数被正确的选择了。
I51oG:6fR? J(EaE2 X(y YF! &*6m JU'WiR
bcb 八. 中期总结
d]7|v
r] 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:
tSb?]J 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
uqa4&2(I=j 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
-4?xwz9o$7 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
G=C5T( ^0Q=#p Q\27\2 EO].qN-8
X$- boe? %]chL.s 九. 简化
2fzKdkJhe 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。
%R5Com 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
fys5-1@-p 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:
%[Zqr;~l 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
^)OZ`u8 +-*/&|^等
r}oURy,5 2. 返回引用。
4FIV =,各种复合赋值等
T,WKoB 3. 返回固定类型。
MjQ[^%lfL 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
QOT)x4!) 4. 原样返回。
Ns.3s7& operator,
(}{_]X|e 5. 返回解引用的类型。
;V(H7
ZM operator*(单目)
){+[$@9 6. 返回地址。
a
IpPL8a operator&(单目)
'T )Or,d 7. 下表访问返回类型。
m%oGzx+ operator[]
2#AeN6\@ 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
7`blGzP_ operator<<和operator>>
kRN|TDx( :F7k{~ OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。
NV}RRs 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
=de<WoKnu2 +z:CZ(fb
template < typename Left >
"YG\ struct value_return
O->_/_ {
(ve+,H6w\ template < typename T >
]~ !XiCqu struct result_1
*?_qE {
cc|CC
Zl typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
*.m{jgi1X } ;
r"{Is?yKe N>d|A]zH template < typename T1, typename T2 >
,4H;P/xsb struct result_2
i1qS ns {
Jo{zy typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
mb0n}I_AC } ;
0).fBBNG } ;
T!l
mO? Q [3j$ 4rP [8F
\; 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
LkJ$aW/ M`0(!Q} 下面我们来剥离functor中的operator()
]urK$ 首先operator里面的代码全是下面的形式:
2#z=zd Qm.z@DwFM{ return l(t) op r(t)
;W7 hc! return l(t1, t2) op r(t1, t2)
>j50
;</ return op l(t)
==]Z \jk return op l(t1, t2)
wVgi+P return l(t) op
/ <JY:1| return l(t1, t2) op
5oz>1 return l(t)[r(t)]
ow2M,KU6Z return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
H1`
rM^,%A \#PP8 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:
B/jrYT$;m 单目: return f(l(t), r(t));
Ln
~4mN^ return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
0TTIaa$ 双目: return f(l(t));
DpA\r_D return f(l(t1, t2));
"_ LkZBW. 下面就是f的实现,以operator/为例
:3*`IB ! 0jBKCu struct meta_divide
\Y*!f|=of {
9c#lLKrzG template < typename T1, typename T2 >
RK?jtb=&A static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
xN6?yr {
It%T7
X# return t1 / t2;
o;3j:#3 | }
-NAmu97V} } ;
"
Wp
<O ;&qT*b 这个工作可以让宏来做:
}dy9IH A?e,U, #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
7egq4gN]2Y template < typename T1, typename T2 > \
lZ}P{d'f. static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
F(deu^s%{ 以后可以直接用
%fHH{60 DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
$zdd=.!KiK 来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数
T`uDlo (ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。)
X$/E>I j*XjY[ >f>V5L%1 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
StEQ
-k !?jK1{E3 template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
+<&E3O r class unary_op : public Rettype
nt7|f,_J {
;:P7}v fz! Left l;
d>UnJ)V} public :
R0{Qy*YQ` unary_op( const Left & l) : l(l) {}
!6lOIgn ^D>fis template < typename T >
pg+b[7 typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
'?5S"?? {
+6
ho)YL return FuncType::execute(l(t));
U<Vy>gIC }
X1Qr_o-BR ThtMRB)9 template < typename T1, typename T2 >
6_WmCtvF typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
Z%#^xCz;w> {
jDkm:X}: return FuncType::execute(l(t1, t2));
{t&*>ma6) }
d [r-k 2 } ;
J<rlz5': OZ=Cp$ f_rp<R>Uu 同样还可以申明一个binary_op
Wj&nUp{ $|k%@Q> template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
l_6e I class binary_op : public Rettype
z?)He)d {
^CUSlnB\( Left l;
)#a7'Ba Right r;
}B`Ku5 M public :
*,17x`1e binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
t ^m~ >Co)2d] template < typename T >
e^zHw^js typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
opXDm\ {
"e@n:N! return FuncType::execute(l(t), r(t));
7{4w2) }
YGETMIT( H37QgApB template < typename T1, typename T2 >
e gI&epN typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
19p8B& {
uxb:^d?D! return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
:5jexz."M }
B X*69 } ;
zd.'*Dj `kFiH*5 %z r_^)1w 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
Tpb"uBiXoo 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
E~qQai=] DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
4^[
/=J} 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。
+pz}4M` 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
*jE;9^ 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。。。
h48YDWwy 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
[X<Pk 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)
;g+]klR! 下面是修改过的unary_op
wN(&5rfS J'e]x[Y template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
Z|I-BPyn class unary_op
DHv2&zH {
^^U%cu Kg Left l;
pM9yOY ;}K62LSR public :
-%,"iaO IXWQ) unary_op( const Left & l) : l(l) {}
|4fF T ` O[FZq47 template < typename T >
>I^9:Q struct result_1
b# u8\H {
f!x[ln< typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
VO_dA4C}z } ;
doR4nRl9 '#q4Bc1 template < typename T1, typename T2 >
bY)#v? struct result_2
45<y{8 {
DkdL#sV typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
'mE^5K } ;
cDIBDC 6e.[,-eU template < typename T1, typename T2 >
UFw](%=&M typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
bq NP#C {
,EI:gLH return OpClass::execute(lt(t1, t2));
YG`?o }
kAo.C Nj7 o_$&XNC_ template < typename T >
($8t%jVWJJ typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
{[W(a<%bXm {
]Lm'RlV return OpClass::execute(lt(t));
8EI:(NE*J }
"%@v++4y
X{\jK]O } ;
),`8eQC v+6e;xl8
z)w-N 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
orqJ[!u)` 好啦,现在才真正完美了。
y'
[LNp V 现在在picker里面就可以这么添加了:
cU8x Upq <cj{Qk template < typename Right >
Ryv_1gR! picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
0` 5e {
I2[]A,f, return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
'3Q3lM'lh }
"r$/
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。
)];aI A$ tJ'iX>9I snC/H G7 FnE6?~xa
G3a7`CD 十. bind
[_.n$p- 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。
24B<[lSK 先来分析一下一段例子
iKAusWj 3i=Iu0 |8U;m:AS int foo( int x, int y) { return x - y;}
!Z|($21W bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
qINTCm j bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
izuF !9 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。
/{*$JF 我们来写个简单的。
Qihdn66 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
Vte EDL/w 对于函数对象类的版本:
f<=Fe:1. ^$NJD template < typename Func >
6R4<J%$P struct functor_trait
^ R~~L {
Q2QY* A typedef typename Func::result_type result_type;
n >FY? } ;
e|lD:_1i 对于无参数函数的版本:
s&Yi 6:J 8ObeiVXf) template < typename Ret >
f^b K=# struct functor_trait < Ret ( * )() >
r*XLV{+4 {
N$#\Xdo typedef Ret result_type;
iqPBsIW } ;
'*T]fND4 对于单参数函数的版本:
LW:1/w&pv 5-vo0:hk template < typename Ret, typename V1 >
"pvH0"Q* struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
#g9ZX16} {
|He=LQ}0 typedef Ret result_type;
"rNL
`P7 } ;
SSA W52xC 对于双参数函数的版本:
Z^ar.boc |.U)ll(c template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
q.V-LXM struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
{y-^~Q"z {
rRb+_]Lg typedef Ret result_type;
eUBrzoCO } ;
j.|U=)E 等等。。。
,D=fFpn 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
XKU=oI0\j N#k61x template < typename Func >
r{K;|'d%h struct func_return
(f#b7O-Wn {
=RsXI&&vh template < typename T >
g0R[xOS|
struct result_1
`u_Qa {
i.y)mcB4 typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
l=={pb } ;
3z8C `I;F$ `\ template < typename T1, typename T2 >
K5 KyG struct result_2
55DE\<r {
#R&H&1 typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
j*R,m1e8 } ;
"484n/D } ;
[V}, tO|
iK;opA" \RG!@$i 最后一个单参数binder就很容易写出来了
9A$m$ Wf26 template < typename Func, typename aPicker >
h<l1U'Bn7 class binder_1
%,q.),F {
p,W_'?,9 Func fn;
<48<86TP aPicker pk;
#x@ eDnb_ public :
0C$vS`s& 27Emm
c template < typename T >
ccJM>9 struct result_1
lB;FUck9 {
&^.57] typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
z\!K<d"Xv } ;
X[3}?,aqL Ip
*g' template < typename T1, typename T2 >
wdas1 struct result_2
3HC {
CA s>AXbs typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
;H0 {CkH } ;
ko\):DN 5Av=3[kh"% binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
:k=mzO<& @{HrJ/4%:& template < typename T >
XNH4vG
| typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
(p)!Mq
"^ {
sM2MLh 'D return fn(pk(t));
`BXS)xj }
c-4STPNQi template < typename T1, typename T2 >
$'wq1u typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
%Y nmuZ {
dA~
3>f*b_ return fn(pk(t1, t2));
Xyx"A(v^l }
~Ci{3j :] } ;
^+|De}`u k;^
: L"(4R^] 一目了然不是么?
hpbf&S4 最后实现bind
Ctu?o+^;z YK#fa2ng >{zk
qvsQ& template < typename Func, typename aPicker >
x!<yT?A picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
|V,<+BEi {
*f+: <=i return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
/bRg?Q }
@x&P9M0g E,[xUz" 2个以上参数的bind可以同理实现。
J$ut_N):N 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。
*ZCn8m:-+ _2ef LjXQ 十一. phoenix
~mz%E Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
@mQ:7-,~ P ,mN > for_each(v.begin(), v.end(),
S~OhtHwK (
E /<lGm:. do_
3R$Z[D- [
'Prxocxq cout << _1 << " , "
kGYTl,A{ ]
tln37vq .while_( -- _1),
5]Ajf;W\ cout << var( " \n " )
@z`@f"l )
JK_OZ );
))h6~1` xyh.N) 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:
$7Jo8^RE 首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor
}:Z9Vc ZP` operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
LRb,VD:/Y 那么我们就照着这个思路来实现吧:
4_?7&G0( 'fd1Pj9~$ {p<Zbm. template < typename Cond, typename Actor >
()T[$.( class do_while
G=9d&N {
oMH.u^b]fT Cond cd;
^%T7. 1'x Actor act;
io2)1cE&f public :
^eq</5q D template < typename T >
3,X/,' struct result_1
:Ixx<9c. {
9"{W,'r&d typedef int result_type;
HfNDD|Zz } ;
`TLzVB-j3 eDKxn8+(H do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
o2H1N~e#c G@ \Pi#1 template < typename T >
32)tJ|m typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
QCOo {
.^(/n9|o- do
+C]&2zc. {
j{++6<tr act(t);
256LH Y|6 }
~`MS~,, while (cd(t));
QP@<)`1t9 return 0 ;
L:nXW z }
*~XA'Vw! } ;
$^/0<i$ RBKOM$7 V<Z'(UI 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
)$GIN/i 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。
-NGK@Yk22 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。
\;5\9B"i 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。
+|cI:|H> 下面就是产生这个functor的类:
-Yi,_#3{ )Q;978: M)-6T{[IT template < typename Actor >
{2d_"lHBt class do_while_actor
$RX'(/ {
Yf_6PGNzX Actor act;
+FG$x/\*0 public :
C]u',9, do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
9' 1B/{ ff?t[GS template < typename Cond >
Rg&-0b picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
)}v3q6?_ } ;
,$*IzL~ )EM7,xMz eP1nUy=T 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
f7urJ'!V 最后,是那个do_
X?r48l?? H;ZHqcUX 7u.|XmUz class do_while_invoker
R{Z-m2La {
kK>X rj6 public :
>zvY\{WY template < typename Actor >
IV16d do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
Oft arD {
Y&bMCI6U return do_while_actor < Actor > (act);
6(&Y(/ }
.\Fss(Zn } do_;
<Cpp?DW_ rt7<Q47QE 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
^WYQ]@rh3 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
o?Nu:&yE 最后来说说怎么处理break和continue
+Lm4kA+aE5 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。
'Ye v}QM 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 ]