一. 什么是Lambda m|?J^_
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 x"=q+sA
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, :9< r(22
<JuJ`t
3S21DC@Y
xVo)!83+Q
class filler "uNxKLDB
{ ^qy-el
public : _A~gqOe
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} E^ti!4{<
} ; n Fn`>kQ
g#&##f
{N`<e>A]{
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: +=xRr?F
f@X*Tlx^|
eNskuG|1
=C}<0<"iF
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); L*Cf&c`8r
zIm!8a
&xT~;R^
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ZX}"
gx.]4v
[l{eJ/W
r\D8_S_
二. 战前分析 :cz]8~i\
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。 c3BL2>c
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 NGzqiu"J
{iteC
1Ac1CsK*
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); g0$k_
/* --------------------------------------------- */ f@g
vector < int *> vp( 10 ); n#,l&Bx
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); CplRnKra
/* --------------------------------------------- */ CR=MjmH
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); SZ){1Hu
/* --------------------------------------------- */ pZn%g]nRD
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); bS"M*
/* --------------------------------------------- */ 1W7BN~p14
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); ~;s)0M
/* --------------------------------------------- */ 00TdX|V`
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); 6S&YL
|`/uS;O
m^+~pC5
YtQWArX,
看了之后,我们可以思考一些问题: N$b;8F
1._1, _2是什么? oa7Hx<Y
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。 1r4/McB
2._1 = 1是在做什么? I-hhHm<@
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。 3S?+G)qKo
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。 hdb4E|'A
Jp0.h8i
jXR+>=_
三. 动工 <rF
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: g{(nt5|^l
WGK::?
z$b!J$A1
Uc2#so$9
template < typename T > Z;s-t\C
class assignment g&wQ^
{ +.cv,1Vx
T value; |SleSgS<#
public : i|GC 'XD@
assignment( const T & v) : value(v) {} ARo5 Ss{
template < typename T2 > _%B`Y ?I`
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } E]Q)pZ{Jb
} ; BD+?Ad?
]42l:at
+3CMfYsr8
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 aoS1Yt'@
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment r0>T7yPAK
!HYqM(|{.
cGKk2'v?
4N&}hOM'S
class holder 2D"/k'iA
{ q4oZJ -`
public : ,,gYU_V
template < typename T > e+TNG &_
assignment < T > operator = ( const T & t) const 5c8x:
e@
{ N5DS-gv
return assignment < T > (t); b.&YUg[#
} {'(8<n57
} ; 8),Y|4
2hP8ZfvIR
.VT,,0
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: 6npwu5!
":ycyN@g
static holder _1; 79_MP
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Viw3 /K
Z%R^;8 !~
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Dl{Pd`D
而不用手动写一个函数对象。 ,d#4Ib
W!*vO>^1W
AbB>ZT>hR
\mloR
'
四. 问题分析 '>BHwc
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。
0saEcJ-
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 =B1!em|
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ;Lu|fQ#u*
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 \BW(c)Q
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ! ZEKvW
/_\4(vvf
五. 问题1:一致性 dQ]j
r.
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?|
q-#fuD^
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 p(Mv^ea
;f
Gi5=-
struct holder 3Daq5(fLP
{ xmDwoLU
// m`~ Qr~
template < typename T > 9tO_hhEQ@
T & operator ()( const T & r) const Ai;Pht9qi
{ -5K/ cK
return (T & )r; 2X`M&)"X
} Yi`.zm
} ; 1Jt%I'C?
"2J;~
这样的话assignment也必须相应改动: DNPK1e3a{
S5JnJkNn
template < typename Left, typename Right > K9R[
oB]b
class assignment bu-
RU(%
{ mwxJ#
Left l; 5|Qr"c$p
Right r; xlAaIo)T
public : `F#KXk
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} q2y:bqLWl
template < typename T2 > @p;4g_F
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } S(pfd2^
} ; F+GQ l
<S
qbj;
同时,holder的operator=也需要改动: .JE7vPv%!
M%/D:0
template < typename T > rYl37.QE
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const !wgj$5Rw.
{ )'JSu=Ej
return assignment < holder, T > ( * this , t); /.r($Sg^
} B}W^s;h
?4_;9MkN
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。 _[x(p6Xp
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 8'y|cF%U
8Bhng;jX
return l(rhs) = r; 4J s>yP
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。 r"+
WUU
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: kcle|B
7j+.H/2
template < typename Tp > t%)L8%Jr
class constant_t vzL>ZBeZ
{ kQ +
const Tp t; <FP-]R)
public : Xp'KQ1w)
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} {R K#W~h
template < typename T > N|DY)W
const Tp & operator ()( const T & r) const x{rt\OT
{ .#X0P=
return t; HwHI$IB
} )~6974
} ; m5S/T\,X
U+KbvkX wj
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 MIgIt"M jz
下面就可以修改holder的operator=了 7Ny>W(8
m ]\L1&
template < typename T >
6?6
u
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const z"<PveVo
{ |^ qW
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); 8]O|$8'"
} 1g;3MSn~
7cC$)
同时也要修改assignment的operator() L@/+u+j0
KksbhN{AB
template < typename T2 > Z"n]y4h
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } 4AGc2e'u
现在代码看起来就很一致了。 <,m}TTq
|k8;[+
六. 问题2:链式操作 ?mV[TM{p
现在让我们来看看如何处理链式操作。 |A2.W8`o
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。 vjHbg#0 %
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。 pH4i6B*5
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。 q+K`+& @\
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct oR+Fn}mG
txi
m|)
template < typename T > !54%}x)3
struct result_1 `]%{0 Rx
{ @y,p-##e
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; '!_o`t@
} ; ,yB-jk?
D!:Qy@Zw
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: bc+'n
hJ|z8Sy@1
template < typename T > WYq, i}S
struct ref \UXQy{Ex
{ b^ v.FK46G
typedef T & reference; LE7o[<>
} ; zIQ\_>
template < typename T > iB\d`NUf
struct ref < T &> ]Y3ALQr!
{ >6@UjGj54
typedef T & reference; b&LhydaJ
} ; w'UP#vT5&
R)#"Ab Z'
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: _8bqk\m+
P?bdjU#_n`
template < typename T > 3,pRmdC
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const I!bG7;=_
{ m8FKr/Z-
return l(t) = r(t); L|c01
} mk[n3oE1
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。 77)C`]0(
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 $hA[vi\5
.9`.\v6R
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 0py0zE6,,
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: Sna7r~j
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 2^|*M@3r
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 g
>X!Q
最后的布局是: F.JE$)B2EX
Add nF7Ozxm#
/ \ NWTsL OIm
Divide 5 akaQ6DIdG
/ \ 6n>+cX>E
_1 3 r=s7be
似乎一切都解决了?不。 Z{%h6""
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|T%
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。 ZVI.s U
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: Lw3Z^G
T;I a;<mfE
template < typename Right > CnJO]0Op3
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const q'PA2a:
Right & rt) const w@hm>6j
{ La9dFe-uu{
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); K !`t EW[
} :[,n`0lH
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 :c
c#e&BO
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。 <x,$ODso
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。 {"O'kx
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。 si)920?E&
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。 \vKMNk;kz
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? d6wsT\S
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: [03Aej
1XwbsKQ}
template < class Action > x#'#
~EO-G
class picker : public Action /I="+
{ M,NYF`;a
public : xqIt?v2c
picker( const Action & act) : Action(act) {} $l Y
// all the operator overloaded a:1-n%&F
} ; j:rGFd
$n!saPpxS
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 `j@2[XdHu
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: "(/.3`g
U ^[<G6<9]
template < typename Right > 7?e*b(vd
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const q0$}MB6
{ e;!si>N
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); g;vG6!;E\
} OSxr@
C}#JvNyQ
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > @"];\E$sI
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 vTN$SgzfCU
8IbHDDS
template < typename T > struct picker_maker gTm[ <Y
{ v 6Tz7
typedef picker < constant_t < T > > result; !\2Xr{f
} ; tyNT1F{
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > 7@5}WNr
{ 9tWu>keu
typedef picker < T > result; iq=<LOx
} ; BG/M3
j$siCsF
下面总的结构就有了: eNpGa0 eG
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 an=8['X
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 ~[t%g9
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 b v~"_)C
至此链式操作完美实现。 K'Wg_ihA
p8frSrcU
*ax$R6a#X
七. 问题3 &+Xj%x.]
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。 _|`S9Nms
W/L~&.'
template < typename T1, typename T2 > >d&B:
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const H9F\<5n]-l
{ ymiOtA Z
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ESft:3xyw
} ]:8:|*w
<x *.M"6?
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
p~6/
template < typename T1, typename T2 > { owK~
struct result_2 TDq(%IW
{ S2'./!3yv
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; Qk*`9
} ; ?zM]p"M
xp.~i*!`
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? U@Y0 z.Y
这个差事就留给了holder自己。 '
cR||VX
+:+q,0~*]
|9Q4VY'";
template < int Order > }vgeQh-G
class holder; uzr(gFd
template <> Q,S~+bD(z
class holder < 1 > %77v'Pz1
{ [< Bk% B5
public : bj=kqO;*O
template < typename T > <k+dJ=f
struct result_1 4"U/T1&
{ tN&4t
xB
typedef T & result; pX `BDYg.
} ; q' fZA;
template < typename T1, typename T2 > slaYr`u
struct result_2 F[RQ6PW
{ y@Z@ eK3
typedef T1 & result; ^{lcj
} ; Ii FeO
template < typename T > PUZH[-:c
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const V(3^ev/
{ >Z r f}H
return (T & )r; +twl`Z3n
} QH7"' u6
template < typename T1, typename T2 > eg!s[1[_
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const WdI9))J2S
{ yyB;'4Af
return (T1 & )r1; \"Jgs.
} "H\1Z,P<m
} ; GCm(3%{V%(
4c^WQ>[
template <> @)k/t>r(
class holder < 2 > WR,MqM20
{ EIQ`?8KSR
public : UEHJ?
}
template < typename T > m[n=t5~
struct result_1 X?whyD)vE@
{ 2t
7':X
typedef T & result; XT+V> HI
} ; 89hV{^
template < typename T1, typename T2 > i7D[5!
struct result_2 wr>[Eo@%\
{ AH-B/c5
typedef T2 & result; S\5%nz\
} ; ~;$,h ET
template < typename T > 1seWR"
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const GYH{_Fq
{ +)$oy]
return (T & )r; rZ`+g7&^Fh
} ,Y9bXC8+dU
template < typename T1, typename T2 > ~P!\;S
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const x9\z^GU%H
{ eLF xGZ Z
return (T2 & )r2; u|(;SY
} !r^fX=X>'
} ; [~_)]"pU
.Nk'yow
7]sRHX0o%
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> >。 JX!z,X?r4
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: &FrUj>i
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 1?I_fA}
YF8;s4
return l(i, j) = r(i, j); R|D%1@i]
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) *{y({J
<tUl(q+ty
return ( int & )i; zH|YVg
return ( int & )j; (>]frlEU~
最后执行i = j; "t0l)P*C}
可见,参数被正确的选择了。 2 nra@
VN3[B
eH
^5E:hW[*
~t+T5`K
aFw \w>*^
八. 中期总结 rF ?gKk
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: pYN.tD FO
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 h4ozwVA
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Q&5s,)w-
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor kF]sy8u]
G]v BI=
UpTVLx^c
mY=Q#nG
c,j[ix
'8w}m8{y
九. 简化 CKE):kHu
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。 MD9 8N{+[|
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 E4N/or
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: DbWaF5\yD
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 1VKu3
+-*/&|^等 "%(SLQOyy
2. 返回引用。 9QP- ~V{$
=,各种复合赋值等 :_8Nf1B+T
3. 返回固定类型。 ~`97?6*Ra
各种逻辑/比较操作符(返回bool) -kk0zg
&|i
4. 原样返回。 Talmc|h
operator, "LNLM
5. 返回解引用的类型。 =O%Hf bx
operator*(单目) G!)Q"+
6. 返回地址。 ;~,)6UX7
operator&(单目) P9
w);jp;
7. 下表访问返回类型。 c/lT S
operator[] 3d`u!i?/
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 1SF8D`3
operator<<和operator>> ni$;"RGC
"|Gr3 sD
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 Np"~1z.(b
例如针对第一条,我们实现一个policy类: A('o&H
g@zhhBtQ
template < typename Left > 9ls*L!Jw
struct value_return J
?0P{{
{ tdsfCvF=a
template < typename T > ?zuKVi?I
struct result_1 sTS/]"l
{ D_q"|D$SB
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; }Y"vUl_I2
} ; G\z5Ue*
8kLHQ0pmu
template < typename T1, typename T2 > Hp>_:2O8s
struct result_2 -K (>uV!?
{ w2SN=X~#
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; Z'UhJu D5
} ; }Uu#N H
} ; hnimd~E52k
g4 3(N!@g
+'/C(5y)0X
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ~ <36vsk
:85QwN]\
下面我们来剥离functor中的operator() WF_v>g:g
首先operator里面的代码全是下面的形式: gNJdP!(t
!bIE%cq
return l(t) op r(t) B[IWgvB(e
return l(t1, t2) op r(t1, t2) !]3kFWs
return op l(t) MTip4L W9
return op l(t1, t2)
RnSll-
return l(t) op bkuJN%
return l(t1, t2) op ^[&,MQU{7
return l(t)[r(t)] Wl7S<>hg4
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Q?V+
0J
*/HW]x|?V~
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: |~o0-: 'C
单目: return f(l(t), r(t)); I!#WXK
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 8VtRRtl
双目: return f(l(t)); |>RNIJ]
return f(l(t1, t2)); Jot7
L%,TB
下面就是f的实现,以operator/为例 6p9 {z42
V.%LA.8
struct meta_divide fK _uuw4
{ '#C5m#v
template < typename T1, typename T2 > _T_6Yl&cf)
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) `mH]QjAO
{ v\@pZw=x
return t1 / t2; Jj/}GVNc7
} y=0)vi{]
} ; d}y")q|F
kl1/(
这个工作可以让宏来做: ;|`<B7xf
}eF
r,bJ
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ u#y#(1
=
template < typename T1, typename T2 > \ ,D'm#Fti
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; .D;6
r4S
以后可以直接用 Ob{Tn@
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) GYg.B<Q.
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 ({zWyl
(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。。。) UxxX8N
j#U,zsv:
@+0dgkJ
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 Cmp5or6d
b!e0pFS;
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > LJ6l3)tpD
class unary_op : public Rettype zwU1(?]I{
{ t,n2N13
Left l; W~PMR/^i
public : Yw
yMCd
unary_op( const Left & l) : l(l) {} rog1
l3*GQ~m7
template < typename T > l<p<\,nV$
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ##%&*vh
{ ?6]B6
return FuncType::execute(l(t)); ~%2yDhdQ
} P,xIDj4d
^?wR{q"8
template < typename T1, typename T2 > M.xZU\'ty
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const D2GF4%|
{ bT6VxbNS
return FuncType::execute(l(t1, t2)); u0]u"T&N!
} W/3sJc9
} ; )dFPfu&HL
8#\|Y~P
oaZdvu@y
同样还可以申明一个binary_op UCXRF
xHqF_10S#
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > fs:yx'mxV
class binary_op : public Rettype 5F!Qn\{u{
{ `*elzW
Left l; ak-agH
Right r; [2YPV\=
public : rB{w4
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} &CcW(-
0b/@QgJ
template < typename T > {bADMj1
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const _n/73Oh
{ C\ joDAD
return FuncType::execute(l(t), r(t)); g?xD*3<
} 4U_+NC>b
73]8NVm
template < typename T1, typename T2 > F,A+O+
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const g$jT P#%b
{ )[J@s=
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); FZW`ADq]
} =36fS/Gb
} ; mj&OZ+
tGgDS)
SO.u0!
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
RcE241
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 kG{};Vm
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) Y 9|!=T%
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。 4'=Q:o*w`
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 8zpzVizDG
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。。。 >~Xe` }'
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Yku6\/^
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) Ov<c1y;f
下面是修改过的unary_op 'l=>H#}<B
$8i`h}AM
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > R<Mc+{*>
class unary_op %8D>aS U
{ g1|Pyt{
Left l; oH+PlL
XI ;] c5
public : t$%<eF@w
}^0'IAXi
unary_op( const Left & l) : l(l) {} %#rtNDi
7K
"1^
template < typename T > [k>{q+MWK
struct result_1 oe.Jm#?2.
{ ZG2EOy
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; {@iLfBh5
} ; >Oj$Dn=
tq~4W% p/
template < typename T1, typename T2 > l^}u S|c(
struct result_2 x s\<!
{ s+v9H10R
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; /&Cq-W
} ; Sh1$AGm
_B#x{ii
template < typename T1, typename T2 > jrFPd
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const /FE+WA}r
{ #*/nUbsg
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); =1dczJHV
} wn?oHz*
}nX0h6+1
template < typename T > m~*qS4
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ]Q ]y*
{ Tx~w(A4:
return OpClass::execute(lt(t)); $kxP5q%9
}
$u.rO7)
Z^2SG_pD
} ; ;akW i]
3vcyes-U
Pg8boN]}
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug kmC0.\
好啦,现在才真正完美了。 g%"SAeG<K
现在在picker里面就可以这么添加了: l[IL~
|n)4APX\Q
template < typename Right > :d9GkC
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const yna!L@ *@,
{ JZ`SV}\`
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); f.uuXK
} bR)P-9rs
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 u &1M(~Ub=
i8k} B
o
fMFkA(Of^
&"JC8
yQUrHxm
十. bind jvsSP?]n
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 Zs79,*o+0M
先来分析一下一段例子 ~dEo^vJD
3))CD,|
lY"l6.c
int foo( int x, int y) { return x - y;} U`=r.>
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 j@(S7=^C6%
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 5hy7}*dR
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 NZv 8#
我们来写个简单的。 |v%$Q/zp&
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ;"0bVs`.^e
对于函数对象类的版本: *X$qgSW
>QvqH 2
template < typename Func > 1Z)P.9c
struct functor_trait r<1W.xd":
{ { 22ey`@`h
typedef typename Func::result_type result_type; +58^{_k+%
} ; .<>t2,Af
对于无参数函数的版本: ;"Qq/knVL
_g/d/{-{Q
template < typename Ret > >*gf1"
struct functor_trait < Ret ( * )() > SF*mY=1
{ KTT!P 4
typedef Ret result_type; BM:p)%Pv#P
} ; d*Su
c
对于单参数函数的版本: /nA>ox78
F/lL1nTdK
template < typename Ret, typename V1 > CHv
n8tk
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > FT~c|ep.
{ {$[0YRNk
u
typedef Ret result_type; .wd7^wI^S
} ; %A~. NNbS
对于双参数函数的版本: 2= ;ZJ
hfLe<,
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > sj&(O@~R
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > r+[g.`
{ K/C}
typedef Ret result_type; okRt^qe
} ; &$CyT6mb^
等等。。。 ~s4JGV~R
然后我们就可以仿照value_return写一个policy EH2):
lshSRir
template < typename Func > ym6Emf]
struct func_return sq#C|v/
{ U:$zlfV
template < typename T > n8!|}J
struct result_1 cwaR#-#
{ 2i!R>`
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; {@7UfJh>
} ; ^Ff fc@=
|>U<EtA"
template < typename T1, typename T2 > ;:[P/eg
struct result_2 {`2 0'
{ V?JmIor
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Pfvb?Hy
} ; E{JTy{z-
} ; M^WoV
}'
|n,O!29
i=b'_SZ'
最后一个单参数binder就很容易写出来了 @]X!#&2>
wjX0r7^@
template < typename Func, typename aPicker > h6LjReNo
class binder_1 t"%~r3{
{ Bq~S=bAB>R
Func fn; otjT?R2g'
aPicker pk; ^8oN~HLZ
public : p +JOUW
R6;229e
template < typename T > w\d1
struct result_1 0W6='7
{ 79)iv+nf\l
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; %`G}/"
} ; mL}Wan
Iu~(SKr=|$
template < typename T1, typename T2 > u_ :gqvC=
struct result_2 9} C(M?d
{ `ZC -lAY
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; {yf,:5
} ; <]S
M$)=D
nrpbQ(zI*
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} T[},6I|!
A;C4>U Y
template < typename T > O[1Q#
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ?=iy 6q
{ 7[ kDc-
return fn(pk(t)); C\C*@9=&x
} 0""%@X]m
template < typename T1, typename T2 > 0\ j)!b
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const cru&nH*O^
{ GF<SQHL,
return fn(pk(t1, t2)); w"Zws[pm]
} z9AX8k(B6
} ; E0r#xmk
S,+|A)\#
* e,8o2C$
一目了然不是么? pDr/8HEh
最后实现bind 2U+wiE|
,5*<C'9
R<h:>.M
template < typename Func, typename aPicker > M _Lj5`
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) W7V#G(cpU
{ sDHFZ:W
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); `kOp9(Q{
} i}:^<jDv?
,+n{xI2
2个以上参数的bind可以同理实现。 2F1Bz<
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。 ,`ehR6b
QA!'p1{#
十一. phoenix M|z4Dy
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: z*^vdi0
viS7+E|O
for_each(v.begin(), v.end(), zq^eL=%:
( Rwmr [g
do_ Z
+}#
Ic
[ FO|Eg9l
cout << _1 << " , " U3>ES"N
] .a]av
.while_( -- _1), '! ;Xxe5
cout << var( " \n " ) 5Obv/C
) \xZ6+xZd1
); t_X=x`f
F,GG>(6c
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: QbAEWm
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 UD]RWN
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 h5H#xoCXp
那么我们就照着这个思路来实现吧: 98l-
2;ogkPv '
7tT L,Nxe
template < typename Cond, typename Actor > wAF#N1-k
class do_while r$d'[ZcX
{ 6CWm;%B#G
Cond cd; {1wjIo"ptg
Actor act; g>f_'7F&
public : H]f8W]"c[
template < typename T > M059"X="
struct result_1
-S}^b6WL
{
pe`&zI_`?
typedef int result_type; Z2\Xe~{
} ; 4L6'4 t"s
9fqCE619a
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} z"@UNypc,
8nRxx`U\q
template < typename T > ?)c9!hR
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const /kd6Yq(y
{ ud,_^Ul
do 0R?LWm
j
{ ,#=;V"~9
act(t); 2`/p V0
} EtvYIfemr
while (cd(t)); ^pa -2Ao6
return 0 ; K06&.>v_
} PHn3f;I
} ; o{
\r1<D
KA0_uty/T
uQg&A`4
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). cLnvb!g'#
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 IY9##&c3>
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 ZNbb8v
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 4^BHJOvs
下面就是产生这个functor的类: NA8$G|.?
wn{DY
v7B
'St\$X
template < typename Actor > m&r