一. 什么是Lambda }.a{;{y
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 '_b3m2I.G
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, e
|K_y~
I
cASzSjYX
m%0_fNSJ
X J`*dgJ
class filler =r4sF!g
{ Mz.C`Z>o
public : NH;e|8
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} \ZM5J
} ; /qKA1-R}4
cLEd-{x
-4[eZ>$A|
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: 4E2#krE%
(gnN</%
Atb`Q'Yrw
K@<*m!%<2
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); qfG:vTm
Nw9@E R
| }L=e.
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 #.rkvoB0N
kebk f,`p
W[I$([
i=L 86Ks
二. 战前分析 x <a}*8"
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。 I{Ip
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 Siq]Ii0F;>
=;+gge!?bB
O|S,="h"}
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); L(bDk'zi
/* --------------------------------------------- */ v4Wq0>o
vector < int *> vp( 10 ); _CPj]m{
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); R%4Yg(-Q
/* --------------------------------------------- */ <THwl/a
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); T$`m!mQ4
/* --------------------------------------------- */ O&MH5^I
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); 'z^'+}iyv
/* --------------------------------------------- */ %%|p J%}Q>
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); =@
acg0
/* --------------------------------------------- */ ~;jgl_5?b
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); ?%`Ph ?BZl
De>e`./56
3$xpZm60
&',#j]I
看了之后,我们可以思考一些问题: !zt>& t
1._1, _2是什么? %3*|Su%uC
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。 (V&8
WN
2._1 = 1是在做什么? yKuZJXGVo
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。 5Q
<vS"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。 +_ /ys!
a_bZT4
F53
.g/[
三. 动工 g0"xG}d
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ,}\LC;31,
)^BZ,e
K\KQ(N8F
O:8
u^TP
template < typename T > G62;p#
class assignment ~"0{<mMcX
{ n_4.`vs
T value; 0<:rp]<,
public : V dvj*I
assignment( const T & v) : value(v) {} qLN\>Z,3;
template < typename T2 > jJw
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } ;~DrsQb
} ; ppRA%mhZ
-~aG_Bp!($
\BH?GMoP
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 :%33m'EV}
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment WY QVe_<z:
p>kny?AJ
OM^`P
%]Nm'"Y`U
class holder eaNfCXHDN
{ g33Y$Xdk
public : J/D~]U
template < typename T > jl}!UG
assignment < T > operator = ( const T & t) const WF*j^ %5
{ g]JRAM
return assignment < T > (t); ,aD~7QX1:
} $L( ,lB
} ; M:(.aEe
\1&4wzT
a *
CXg.i
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: cAGM|%
H" A@Q.'
static holder _1; o3\^9-jmp
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Y@k=m )zE
fQ"Vx!
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); IY6Qd4157
而不用手动写一个函数对象。 g"Hl 30o
-dF (_ %C
ns~bz-n
'AWWdz
四. 问题分析 \v+c.
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 z>0$SBQ-
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。 #@w/S:KbJt
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 oiR9NB&<
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 "[k>pzl6
下面我们可以对这几个问题进行分析。 6:8Nz
nj00g>:>
五. 问题1:一致性 wj0_X;L
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?| Het>G{
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 +A1*e+/b\
q&3(yhx
struct holder b;*'j9ly
{ R>~I8k9mM
// Gg
GjBt
template < typename T > of7p~{3H
T & operator ()( const T & r) const eHKb`K7C.
{ tI^[|@,
return (T & )r; -Vb5d!(
} u+z
} ; 3G 5xIr6
R=48:XG3/K
这样的话assignment也必须相应改动: wpC.!T
=_3rc\0
template < typename Left, typename Right > ?-o_]!*v0/
class assignment lb*;Z7fx<'
{ @].!}tz
Left l; !a\HdQ
Right r; vaHtWz!P
public : Uc,..
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} a{}#t}
template < typename T2 > ps8tr:T^=
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 'r_Fi5[q
} ; 7@e}rh?N-|
;o;ak.dTt
同时,holder的operator=也需要改动: [euR<i*I#
qe?Ns+j<d
template < typename T > I`jG
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const iqB%sIP
{ 2!CL8hG5:
return assignment < holder, T > ( * this , t); @}waZ?'
} S=`$w
GcA|JS=>
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 wL]#]DiE
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ob9od5Rf
7F]Hq
return l(rhs) = r; E+e),qsbO
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 /zQx}U)TP
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: lfd-!(tXD
JV4fL~
template < typename Tp > #h9Gl@|
class constant_t t;PG
{ 8'qlg|{!~
const Tp t; j"pyK@v2B
public : 5! +{JTXa
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} .V}bfd[k$
template < typename T > =;Co0Q`
const Tp & operator ()( const T & r) const XhWo~zh"
{ BG.8 q4[
return t; 2ve<1+V_
} 'Ox "YE
} ; ZFH-srs{
]mNsG0r6
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 Oi$1ma xT
下面就可以修改holder的operator=了 m!^$_d\%~
=(P$P
template < typename T > v_v>gPl,
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const &
@_PY
{ X&rsWk
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); <4@8T7
} m#O; 1/P
(]&B'1b
同时也要修改assignment的operator() "cjD-42
" ;T
a8
template < typename T2 > HFFrS%
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } QuI!`/N)z
现在代码看起来就很一致了。 ;.=0""-IF
jA~omX2A
六. 问题2:链式操作 SdMLO6-
现在让我们来看看如何处理链式操作。 >\J<`
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。 1P'L<z
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。 8I#^qr5
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。 Y,,Z47%
E
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct O7.eq524
_/.VXW
template < typename T > +7
j/.R
struct result_1 Lc]hwMGR*
{ KjF8T7%
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; %gSmOW2.c^
} ; !Z{7X ^
Vu4LC&q
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: \`2EfYJ{
U#PgkP[4
template < typename T > :=!6w
struct ref u WdKG({][
{ kJNg>SN*@#
typedef T & reference; %Q.M& U
} ; RF
-c`C
template < typename T > d|~'#:y@
struct ref < T &> @;{ZnRv14
{ x{So
typedef T & reference; '0_W<lGB
} ; $rbr&TJ
T?jN/}qg
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: tO1k2<Z"Y&
4 CiRh
template < typename T > /!6 VP |
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const H0t#J
{ -=UvOzw
return l(t) = r(t); K9VP@[zbJ
} UMF M.GI
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。 a~JZc<ze
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 **AkpV)
yOXEP
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 V,[[#a)y
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: i*&b@.7N
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 g_>E5z.
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 n? =O@yq
最后的布局是: cf"!U+x
Add loBW#>
/ \ >lek@euqw
Divide 5 _ogN
/ \ %X%f0J
_1 3 )7P>Hj
似乎一切都解决了?不。 *g:Dg I 2
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。 Gb"kl.j
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。 Y=<zR9f`
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: E6T=lwOZ
2pSp(@N3
template < typename Right > ajM\\a?
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const ]ERAt^$0
Right & rt) const V@gG
x
{ =0;njL(7;
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); zc,X5R1
} <RH%FhT
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 LUpkO
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 4[%_Bnv#AJ
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 LRS,bl3}/
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 KRP6b:+4L
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 P~x4h{~Gd
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? Zk|PQfi+
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: MA%g-}
sdd%u~4,X
template < class Action > z`u$C+Ov
class picker : public Action :zO;E+s
{ wsAb8U C_
public : 3{ea~G)[9
picker( const Action & act) : Action(act) {} I-kK^_0mV<
// all the operator overloaded fti0Tz'
} ; _KyhX|
Ar_Yl|a
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。 W%9~'pXgB
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*Mi/\
fNyXDCl
template < typename Right > K>\v<!%a
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const 889^P`Q5
{ 8LuU2Lo
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 2<AQ{
c
} ew c:-2Y^
oJE<}~_k
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > N>sHT
=_
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。 !#
xi^I
u,`V%J?vW
template < typename T > struct picker_maker Aaz:C5dtU
{ G#E8xA"{/
typedef picker < constant_t < T > > result; IkGM~3e
} ; 4>B=k
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > (Bpn9}F-V.
{ DD>n-8M@>
typedef picker < T > result; .H&XPW
} ; sYk#XNH
!9V;
8g
下面总的结构就有了: VPVg\K{
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。 7kMO);pO
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。 NKVLd_f k
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 X@A8~kj1
至此链式操作完美实现。 0juP"v$C>
V9>$M=
VjeF3pmBa
七. 问题3 3?!c<^"e
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。 AJ#YjkO>]
H>-{.E1bG
template < typename T1, typename T2 > (8N E'd8
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const <Y;w
I#C
{ I-Hg6WtB
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ;1r|Bx <5
} }`76yH^c
Wk
}}f|O0
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: .^ba*qb`{
85A7YraL
template < typename T1, typename T2 > c;#gvE
struct result_2 1k$5'^]^9]
{ g<8Oezi 65
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 2';{o=TXV
} ; >I+p;V$@
]x'd0GH"]
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? G) 37?A)
这个差事就留给了holder自己。 @v\8+0
_ZK*p+u%
/f=31<+MtF
template < int Order > _X{ GZJm
class holder; scE#&OWF%
template <> .[?2_e#9 %
class holder < 1 > I &%
Z*H
{ w,<n5dMv
public : \@{TF((Y
template < typename T > m1sV~"v;
struct result_1 2f rwU~y
{ 1V,DcolRY
typedef T & result; A":cS }Ui
} ; v*OT[l7
template < typename T1, typename T2 > ))7CqN
struct result_2 bq}`jP~#
{ #aE>-81SS&
typedef T1 & result; mWMtz]M}
} ; 1>bNw-kz7
template < typename T > +h1X-K:I
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const CX]L'
{ gL7rX a j
return (T & )r; 7oCY@>(f
} z)u\(W*\iA
template < typename T1, typename T2 > 8rLhOA
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 6R#igLm
{ [z'jL'\4
return (T1 & )r1; rX?%{M,xFw
} ]r\!Z
<<(
} ; '*G8;91u
r( bA>L*mk
template <> }Am5b@g"$Y
class holder < 2 > 'sa>G
{ c?Mbyay
public : +u`4@~D#
template < typename T > X7*fmD=Uy
struct result_1 e0]%ko"
{ 8RcLs1n/
typedef T & result; J(9{P/
} ; g$JlpD&
template < typename T1, typename T2 > dleCh+ny?
struct result_2 T^#d\2
{ R I:kp.V
typedef T2 & result; )E^Pn|H
} ; wVF
qkJ
template < typename T > LMLrH.
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 1c*;Lr.K
{ u Vo"_c w
return (T & )r; d@ ]N
} [<wpH0lNoy
template < typename T1, typename T2 > *rYPjk6g[
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const /^WOrMR
{ [|\#cVWs
return (T2 & )r2; KC8
} Io{BO.K*Y
} ; !L2!:_
64Tb,AL_
?gMq:[XN
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> >。 y-~_ W 6\
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Us%g&MWdpb
首先 assignment::operator(int, int)被调用: uF[~YJ>
+&<k}Mz
return l(i, j) = r(i, j); Fx:4d$>;
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) <00=bZzX
S Erh"~[
return ( int & )i; ^Iqu ^n?2.
return ( int & )j; equi26jhr
最后执行i = j; y=AF
EP
可见,参数被正确的选择了。 Th$xk9TK^@
.S]*A b
@h/-P'Lc=7
.dwbJT
6d3YLb4M$i
八. 中期总结 .Y^pDR12
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: &%u m#XE
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 C)QKodI
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 &
s:\tL
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor Yaz/L)Y;R
`$vf 9'\+
#L&/o9|
~6+>2|wIS
^4et;
F%
]&tcocq
九. 简化 j' b0sve|?
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。 v<mSd2B*
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 apnpy\in
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: #8y"1I=i&
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 wn\R|'Rdz
+-*/&|^等 d<w]>T5VW
2. 返回引用。 gu&W:FY
=,各种复合赋值等 |\94a
3. 返回固定类型。 }]^/`n
各种逻辑/比较操作符(返回bool) ;jBS:k?
4. 原样返回。 Q`Rn,kCVy
operator, C
u1G8t-
5. 返回解引用的类型。 B;2#Sa.
operator*(单目) =,X*40=
6. 返回地址。 Mo oxT7
operator&(单目) D$E#:[
7. 下表访问返回类型。 FU;a
{irB
operator[] {Q@?CT
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 x{/-&`F
operator<<和operator>> Vt:\llsin
qq@]xdl
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。
^mN`!+
例如针对第一条,我们实现一个policy类: lwIxn1n
b*4aUpW
template < typename Left > 3_]QtP3
struct value_return qx*N-,M%k(
{ AtxC(gm 1
template < typename T > ,bP8"|e
struct result_1 {XwDvLZ
{ ({D>(xN
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; FtlJ3fB@
} ; b;NV vc(
fUPYCw6F
template < typename T1, typename T2 > c{ qTVi5e
struct result_2 8<@X=Z
{ qxYCT$1
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; s4 Vju/
} ; 12: Q`
} ; XEN-V-Z%*
y.(m#&T
*:`fgaIDa
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait Nnoj6+b
Mky^X,r
下面我们来剥离functor中的operator() -
b`
首先operator里面的代码全是下面的形式: fB'Jo<C
qOa*JA`
return l(t) op r(t) a>+m_]*JZ
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 'pF$6n;
return op l(t) S"`{ JCW$
return op l(t1, t2) jc@=
b:r=
return l(t) op k L4 #
return l(t1, t2) op fJe5
i6`(
return l(t)[r(t)] WcpH="vm
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] <vu~EY0.
`,4YPjk^
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: 2EO9IxIf
单目: return f(l(t), r(t)); ce719n$
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); E,ooD3$h
双目: return f(l(t)); i+lq:St
return f(l(t1, t2)); G;USVF-'K
下面就是f的实现,以operator/为例 0T0I<t
K1-RJj\L
struct meta_divide i~*6JB|
{ ,mz7!c9H^a
template < typename T1, typename T2 > ,'sDauFn
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) _ozg=n2(
{ /nEK|.j
return t1 / t2; UWdqcOr
} UF@.
} ; , 10+Sh
iTF%}(
这个工作可以让宏来做: M. _5mZ{
^x_.3E3Q
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ m |.0$+=
template < typename T1, typename T2 > \ ISTAJ8"
D
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; u;b 6uE
以后可以直接用 $}EARW9
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) }g[Hi`
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 <,H/7Ba
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) !#E-p?O.
>xH?`I7;f
y5VohVa`
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 `wSoa#U"@
^E%NYq_2l<
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > mM_gOd
class unary_op : public Rettype -x?|[ +%
{ rxZk!- t)L
Left l; %:dd#';g
public : ;2^zkmDM
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 0/cgOP!^
6vzvH
template < typename T > dkg+_V!
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const @9k3}x K
{ h,K&R8S
return FuncType::execute(l(t)); {yi!vw
} PAVlZ}kj
'8I=Tn
template < typename T1, typename T2 > x/0x&la
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const z_8Bl2tl
{ =CL,+
return FuncType::execute(l(t1, t2)); psS^
} jT;'T$
} ; TQvjU!>
DYew6B-
`eGp.[ffT
同样还可以申明一个binary_op xx?0Ftuq
<YWu/\{KT
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ol_&epG;ST
class binary_op : public Rettype 3;!a'[W&p
{ 7'`nTF-@v
Left l; h}S2b@e|
Right r; 4&6cDig7*2
public : P)ne^_
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} -'i[/{
h[C XH"
template < typename T > Aiqb*v$
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const M2.*]AL
{ G)""^YB-
return FuncType::execute(l(t), r(t)); ~\%H0.P6
} IY?o \vC
bf\ Uq<&IJ
template < typename T1, typename T2 > !'>#!S~h3
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const "{jVsih0
{ `"$9L[>
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); F[fs^Q6S$
} Kke
_?/fT
} ; V7+/|P_
ux[13]yY
'qeUI}[
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 BpF}H^V-
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 0bGQO&s
[
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) C{6m?6
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。 swhtlc@@
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! CT|H1Ry2T
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。。。 rj<-sfs
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 {|e7^_ ke
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) ?X7nM)
下面是修改过的unary_op ~"h V-3U
gOaK7A
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ^brh\M,:@
class unary_op oK&G
{ a$LoQ<f_
Left l; TQ5kT?/{
HZ\=NDz
public : +H!aE}
GU xhn
unary_op( const Left & l) : l(l) {} I#zL-RXT
E7]a#
template < typename T > (. ,{x)H
struct result_1 [bN_0T.YI
{ <H1e+l{8$
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Ba
n^wX
} ; =1mIk0H`
3LVL5y7|
template < typename T1, typename T2 > &2W`dEv]?
struct result_2 }BCxAwD4
{ n$"BF\eM
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; `1R[J4e
} ; +ZRm1q
o:Tpd 0F
template < typename T1, typename T2 > _^^5
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 6V1
Z(K
{ }oii|=,#^
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); G:MQ_tfr&
} w1= f\
QRER[8]r$
template < typename T > o^BX:\}
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 1qwJPM
{ )KY U[
return OpClass::execute(lt(t)); J
{\]ZPs
} P;e@<O
83{v_M
} ; @OC*:?!4
/?6
;7!u(XzN
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 +#g4Crb
好啦,现在才真正完美了。 8noo^QO
现在在picker里面就可以这么添加了: xllmF)]*Y
JRw)~Tg @
template < typename Right > zZ])G
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const 46c0;E\9
{ (m=F
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); HOVzpj
} "3NE%1T
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。 <*$IZl6I
&>hln<a>
`mKK1x
X!]p8Q y
5VlF\-
十. bind jiLt *>I
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 XN'<H(G
先来分析一下一段例子 Fi#b0S
U9q6m3#$
Za1VJ5-
int foo( int x, int y) { return x - y;} -O[9{`i]
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 yrR,7vJ
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 +RD{<~i
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。 $
?YSAD1
我们来写个简单的。 +/8KN
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: P vS\
对于函数对象类的版本: 4iZ7BD
D-\z'gS
template < typename Func > BoPJ;6?>}
struct functor_trait ro@`S:
{ eHI7= [h
typedef typename Func::result_type result_type; ZDl(q~4?z
} ; VXu1Y xY
对于无参数函数的版本: QgW4jIbx
GvD{ I;
template < typename Ret > ZCCwx71j
struct functor_trait < Ret ( * )() > pkEqd"G
{ 4[m4u6z=
typedef Ret result_type; ~,P."
} ; /'>#1J|TlK
对于单参数函数的版本: n$(_(&
$ ~2qEe.h
template < typename Ret, typename V1 > Nn|~:9#
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > h8tKYm
{ 9\W }p\c
typedef Ret result_type; +;wu_CQu
} ; Qxh 1I?h
对于双参数函数的版本: NhA_dskvo
BF>3CW7
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 66l$}+|Zzc
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > w>$2
{ ,Q8)r0 c
typedef Ret result_type; !&OybjQ
} ; )6:nJ"j#
等等。。。 ]
6rr;S
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ^8r4tX
:3Hr:~
template < typename Func > +gQoYlso
struct func_return Y!|*`FII
{ 6Q.6
template < typename T > 3mnq=.<(w
struct result_1 Lg[_9`\
{ hE"a ( i
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; RwC1C(ZP
} ; Fn~?YN
kmXaLt2Z
template < typename T1, typename T2 > A!Ls<D.
struct result_2 'rwnAr
{ 1]uHaI(
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; `:XrpD
} ; FF"`F8-w>Z
} ; J`8bh~7
."m2/Ks7
c`(] j
w
最后一个单参数binder就很容易写出来了 F(i@Gm=J]
E|jbbCZy2
template < typename Func, typename aPicker > si nnHQ
class binder_1 ,nELWzz%{
{ Q!<b"8V]
Func fn; "3"9sIZ(
aPicker pk; Jn_; cN
public : QDg\GA8|
O)qedy*&
template < typename T > k%?fy
struct result_1 jc|"wN]
{ G#&R/Tc5N
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; pbe"
w=<
} ;
SoY=
09{B6l6P
template < typename T1, typename T2 > Gmi w(T
struct result_2 ZS@Cd9*
{ 4|*H0}HOm
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 3sf+u oV
} ; xA-O?s"CY
_-^Lr
/`G!
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} p
xrd D7
FL+^r6DQ
template < typename T > _
FcfNF
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 5sD\4 g)HK
{ XAV|xlfm
return fn(pk(t)); :_%
} C< GS._V&
template < typename T1, typename T2 > LY%`O#i.
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 2G'Au} q0n
{ ?3wEO>u
return fn(pk(t1, t2)); t'bzhPQO)f
} `k}
} ; `Trpv$
^w eU\
$2=-Q/lM
一目了然不是么? 'OKDB7Ni
最后实现bind $okGqu8z.O
8S_i;
)]"aa_20]
template < typename Func, typename aPicker > w\U
fq
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) }VlX!/42
{ Yl[GO}M
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ALqP;/
} /F;b<kIy8
1/>#L6VAZ
2个以上参数的bind可以同理实现。 IT a8*Myj
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 4@D 8{?$~Q
N-fGc?E
十一. phoenix \e%H5Wx
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Y4]USU!PA
zK`z*\
for_each(v.begin(), v.end(), \K+LKa)
( }v[*V
do_ z\Vu`Yz
[ ^zPa^lo-
cout << _1 << " , " Z !Njfq5
] -AUdBG
.while_( -- _1), {O-,JCq/
cout << var( " \n " ) aZGX`;3
) w,(e,8#:
); )K2,h5zU
F0O"rN{
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: 2)DrZI
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 +;7Rz_.6f
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 4-@D` ,3L
那么我们就照着这个思路来实现吧: Z `FqC
m&xyw9a
Ti`H?9t
template < typename Cond, typename Actor > ` V}e$
class do_while \'I->O]
{ |EuWzhNAO
Cond cd; Ur`Ri?
Actor act; ob=GB71j55
public : ;EZ$8|
template < typename T > .,t"iC:E
struct result_1 ek~bXy{O`
{ rtr0 d
typedef int result_type; V
QE *B
} ; nlaJ
/an$4?":~
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} \M>}-j`v
V3O<l}ak
template < typename T > 5#+G7 'k
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const f6x}M9xS%
{ {7!WtH;-
do W)^0~[`i
{ au'Zjj/Ai5
act(t); vzVXRX
} zmvF#o
while (cd(t)); }ie\-V
return 0 ; `~'yy q
} |IL..C
} ; zmk# gk2H
aW-'Jg=@H^
o@6:|X)7
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 7Pu.<b}
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 ,B]kX/W
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 C<Q;3w`#1j
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 AZ~=]1
下面就是产生这个functor的类: z>$AZ>t%J$
;E0Xn-o_
9$F '*{8
template < typename Actor > A<esMDX
class do_while_actor |V#h
"s
{ kWs"v6B
Actor act; "I.PV$Rxl
public : #Pi}2RBRu
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} `4E6&&E+S
S EdNH.|I
template < typename Cond > 5nL,sFd
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; X2PQL"`
} ; ^DZ(T+q,
NQCJ '%L6
}lzUl mRTe
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 GrWzgO
最后,是那个do_ k[3J5 4`g1
oW]~\vp^0
z Qtg]@S
class do_while_invoker ,#Y>nP0
{ GY9CU=-
public : FbRq h|
template < typename Actor > !Oj].
WQ
do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const @?,iy?BSG
{ ZujPk-
return do_while_actor < Actor > (act); C^vB&3ghi
} G?\\k[#,&
} do_; Ys |n9pW
k!Y7Rc{"
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? /$v0Rq9
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 G[7Z5)2B
最后来说说怎么处理break和continue k`H#u, &