一. 什么是Lambda a T(]
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Dqo#+_v
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, X+sKG5nS
m5
sW68
bK!h{Rr
C_>XtcU
class filler N@tKgx
{ }wRm ~
public : &xB*Shp,B
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} )V~=B]
} ; s}". po]
fZ &
x#3*C|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: y+k^CT/u
P<Bx1H-z-
O>+=cg
qJT/48lf_
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); fQC{LcS
riOaqV
MvZa;B
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 L,.~VNy-
BFw_T3}zn
{e|.AD
d'Bxi"K
二. 战前分析 8#JX#<HEo
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。 Lhp&RGy
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 UH6 7<_mK
9vyf9QE;
y>w;'QR&a
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); &~+QPnI>Pm
/* --------------------------------------------- */ Z@dVK`nD
vector < int *> vp( 10 ); \8$~ i
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); j24 3oD
/* --------------------------------------------- */ mrRid}2
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); 66F?exr
/* --------------------------------------------- */ 5b/ ~]v
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); m-azd~r[
/* --------------------------------------------- */ ]w>o=<?b
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); l3p :}A
/* --------------------------------------------- */ 3s?u05_
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); tnnGM,"ol
Q;VuoHj!
o/7u7BQl2
Le?g,c
看了之后,我们可以思考一些问题: >Y8\f:KQ
1._1, _2是什么? (eU 4{X7
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 xE@/8h
2._1 = 1是在做什么? So!=uYX
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 gZ^Qt.6Z
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 QPB,B>Z
;$&\:-6A#
2kDY+AN;
三. 动工 cQhr{W,Un
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: v]{UH{6
=MQ/z#:-P
YhV<.2^k
"g5{NjimY
template < typename T > F<b'{qf"
class assignment \\\8{jq
{ s.bo;lk
T value; ?110} [jw
public : \AroSy9
assignment( const T & v) : value(v) {} y(QFf*J
template < typename T2 > ;x\oY6:
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } :Q"|%#P
} ; 2H4vK]]Nl
hm73Zy
RVV`
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 pAatv;Ex
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
"&k(lQ4
xA(z/%
lh'S_p8g
iiQn/%
class holder -JgNujt#9
{ M]r?m@)
public : NCkI[d]B@
template < typename T > ISNL='%
assignment < T > operator = ( const T & t) const GqR XNs!
{ 9r]|P}yuS
return assignment < T > (t); w1"+HJd
} A/<u>cCW
} ; 4{F1GW
Kb(11$U
Oq.ss!/z
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上:
gEj#>=s
~i;{+j6Ho!
static holder _1; t([}a~1}
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 <r:AJ;
B%;MGb o
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ?yS1|CF%&y
而不用手动写一个函数对象。 Zw9;g+9
`Fn"QL-
b`-|7<s
#gV n7wq
四. 问题分析 I2*rtVAP'j
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 1]G)41
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 q_.fVn:!
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ~)ys,Q
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 m@Yc&M~
下面我们可以对这几个问题进行分析。 \i_E}Ii0
.^{%hc*w4
五. 问题1:一致性 @Iz]:@\cJ
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| uTR^K=Ve
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 95mf
j-ej7
struct holder ac l<dY6
{ C*(
// GV Xdyi
template < typename T > AChz}N$C
T & operator ()( const T & r) const |2q3spd
{ AVpg
return (T & )r; ]Orx%8QS!
} g&FTX>wX
} ; g.Xk6"kO
v~Q'm1!O4\
这样的话assignment也必须相应改动: oa:YAqT
C")genMH
template < typename Left, typename Right > )cJ>&g4]
class assignment vt#;j;liG
{ ;yJ:W8U]+;
Left l; o]oiJvOr
Right r; U0_^6zd_
public : 06pvI}
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Ax=HDW}
template < typename T2 > >lRZvf-i
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } Eu?z!
} ; X@`a_XAfd
(P)G|2=
同时,holder的operator=也需要改动: /g<Oh{o8
xN-,gT'!
template < typename T > GF ux?8A:%
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const |HK:\)L%
{ ZUQ
_u
return assignment < holder, T > ( * this , t); 4 ThFC
} ~w>h#{RB
sApix=Lr
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。 ,Z"<-%3
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 rR.It,,
r9@=d
return l(rhs) = r; EraGG"+
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。 y>a?<*Y+e
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: y'_8b=*
^AP8T8v
template < typename Tp > X.t4;
class constant_t q?(]
Y*
{ ]1!" q40)]
const Tp t; 3%Y:+%VE
public : jfuHZ^ YA
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} qE~_}4\Z9
template < typename T > AYbO~_a\N
const Tp & operator ()( const T & r) const eQbHf
{ +Y%6y]8
return t; IO+]^nY`
} qNEp3WY:
} ; 6z 9
'|;,4
TQ4@|S:OF
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 `$T$483/
下面就可以修改holder的operator=了 I'uwJy_I\
Z4] n<~o
template < typename T > WUYI1Ij;
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const 5}#wp4U
{ ,S-h~x
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); \Rny*px
} (&:gD4.
D4=*yP
同时也要修改assignment的operator() 79h~w{IT@
fW-C`x
template < typename T2 > ShB]U5b:k
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } 3"y 6|e/5
现在代码看起来就很一致了。 !
xCo{U=
z]G|)16
六. 问题2:链式操作 s*izhjjX
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ~K;QdV=YX
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 c5YPV"X
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 iQ)ydY a
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 W7>2&$
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct +<7Oj s>o
>d/H4;8
template < typename T > MYAt4cHc2
struct result_1 OR<+y~Rv
{ (@1:1K(
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; '.mepxf< f
} ; k +-w%
YT\@fgBt
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: g$nS6w|5H
hS]w
A"\87
template < typename T > ~G!JqdKJ0
struct ref Y?0/f[Ax,y
{ $coO~qvU
typedef T & reference; 1 R5pf
} ; ZwmucY%3
template < typename T > -#|D>
struct ref < T &> NQ9v[gv
{ kka5=u
typedef T & reference; H9cPtP~a)
} ; @]=40Yj~w
WgtLKRZ\
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: L|=5jn9 :
jJ,_-ui
template < typename T > 1+x"
5<(W
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 7GgZ: $d
{ N^Re
return l(t) = r(t); '/W$9jm
} 8|a./%gixs
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 3A7774n=P
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 mayJwBfU
lE:g A,
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么
cw Obq\
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: aB]0?C y9(
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 2xI|G
3U
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ~^mUu`@r
最后的布局是: [{x}# oRSE
Add pCIzpEsRs
/ \ %$!3Pbui
Divide 5 COrk (V
/ \ Rr)+M3'
_1 3 ht3.e[%'b
似乎一切都解决了?不。 (`P\nnb
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。 lPTx] =G
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。 yeo&Qz2vU
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: oo5=5s6 3}
c`a(
template < typename Right > G.W !
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const 8t-GsjHb
Right & rt) const drq3=2
{ ]R__$fl`8
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); kx"10Vw
} +&EXTZ@o
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 FfoOJzf~o
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 gAqK)@8-
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 ;XKe$fsa~?
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。 *ukyQZ9
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。 6
63o
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? %oZ:Awx
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: J$dwy$n
kxn&f(5
template < class Action > }Mcb\+[
class picker : public Action <wH+\
{ j)A#}4jd
public : D &@]
picker( const Action & act) : Action(act) {} \/A.j|by,>
// all the operator overloaded g)D_!iz
} ; KpLmpK1
U.%Kt,qB
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。 yIMqQSt79z
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: .HqFdsm
2eT?qCxqc
template < typename Right > dUI5,3*
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const 'D\Q$q
{ kB\{1;
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); E~'mxx~i
} x(_[D08/TT
*b~6 B M$
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > p?@ %/!S
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。 ZL MH~cc
xmW~R*^
template < typename T > struct picker_maker nwRltK
{ 7e/+C{3v
typedef picker < constant_t < T > > result; 6cQgp]%
} ; 4M'>oa
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > gq?:n.;TY
{ +6m.f,14q
typedef picker < T > result; d0cL9&~qW
} ; Qzi?%&
em$pU*`P
下面总的结构就有了: y_]+;% w:
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 j0jl$^
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。 E8Dh;j
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 yU? jmJ
至此链式操作完美实现。 ; *
[:~5Wc
~Bd=]a$mj
$o^Z$VmL
七. 问题3 ,Kit@`P%
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。 8`Ya7c>
eim +oms
template < typename T1, typename T2 > !3v&+Jrf6
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const (~T*yH ~
{ tYS4"Nfb+
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); U,
6iT
} +n3I\7G>
s='+[*&&
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: DL]tg[w{
KWTV!Wxb=K
template < typename T1, typename T2 > eRauyL"Q+
struct result_2 @NHh-&;w
{ {|;a?]?
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; x-^6U
} ; zmMc*|
/r}L_wI
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? wBPo{
这个差事就留给了holder自己。 ITu19WG
)8Va%{j
9
_d2u#
template < int Order > >yIJ8IDF
class holder; xo:kT )
template <> hy;VvAH5
class holder < 1 > 6|TSH$w_
{ O 4 !$
public : CSk]c9=
template < typename T > dWqn7+:
struct result_1 *[Hrbln
{
5xY{Q
typedef T & result; #cbgp;,M{I
} ; ~z,o):q1}
template < typename T1, typename T2 > (!j#u)O
struct result_2 <v"o+
{ !e$gp(4
typedef T1 & result; 3} A$+PX
} ; /
)0hsQs
template < typename T > +)]YvZ6%[,
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const $YYWpeW
'
{ :Pud%}'
return (T & )r; c:R?da
} "Fz.#U
template < typename T1, typename T2 > "gM^o
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const >rnVTK
{ U"oNJ8&%|
return (T1 & )r1; |WS)KR !
} }5 o?7}?
} ; FLZ9pb[T
]rcF/uQJ<n
template <> '\Xkvi
class holder < 2 > EM,C
{ MB plhVK8
public : T t;F-
template < typename T > Zg;$vIhn
struct result_1 f60w%
{ b@:OlZ~%
typedef T & result; c]=2>ov)hR
} ;
">A<%5F2
template < typename T1, typename T2 > 5&Oc`5QD
struct result_2 S0$^|/Sr
{ N2r zHK
typedef T2 & result; :t?B)
} ; }r}*=;Ea
template < typename T > sFU< PgV
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const =TB_|`5;j
{ [^H2'&]
return (T & )r; xn8KOwX%
} F_-Lu]*
template < typename T1, typename T2 > j!;LN)s@?
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 3f;=#|l
{ <,d550GSm
return (T2 & )r2; 37AVk`a
} 7]{g^g.9-
} ; 9+.wj/75
D0.
)%
%E?Srs}j
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 yzK;
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: vSzpx
首先 assignment::operator(int, int)被调用: K!|eN_1A
VK}4<u
return l(i, j) = r(i, j); 8&<:(mAP
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 'r;mm^cS?
O"m7r ds
return ( int & )i; igO>)XbsM
return ( int & )j; tjdPia
最后执行i = j; Z9{~t
可见,参数被正确的选择了。 _0H oJ
UBvp32p
i,Ct AbMx
}nx)|J*p
U>5^:%3
八. 中期总结 "hkcN+=
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: =C\Tl-$\f
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 =]5tYIU
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 T:}Q3
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor w$2q00R>
'g v0;L
.ZXoRT
1 $E(8"l
g?j)p y
FaHOutP
九. 简化 5Rqdo\vE
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。 /Vlc8G
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 "k zKQ~
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: *D5 xbkH=.
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 blc?[ [,!
+-*/&|^等 ;Iu _*U9)
2. 返回引用。 Met?G0[
=,各种复合赋值等 K.tNV{OL
3. 返回固定类型。 W"{Ggk`
各种逻辑/比较操作符(返回bool) dwj?;
4. 原样返回。 |k a _Zy
operator, $H:!3-/
5. 返回解引用的类型。 Szo'[/
[R
operator*(单目) 2a d|v]
6. 返回地址。 2D\pt
operator&(单目) LIg1U
7. 下表访问返回类型。 U)}]Z@I-
operator[] )&Ii!tm3
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 SX4*804a_
operator<<和operator>> A#U! KX
;QI9 OcE@/
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 lu=a e<M
例如针对第一条,我们实现一个policy类: wMa8HeBE\
*>fr'jj1$
template < typename Left > *^>"
h@J
struct value_return +Z`=iia>
{ y6(PG:L
template < typename T > r. 82RoG?G
struct result_1 -L2.cN_
{ E'iE#He
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; $5nMD=
} ; qs4jUm
r@G*Fx8Z
template < typename T1, typename T2 > !gh8 Qs
struct result_2 r$jWjb
{ \w9}O2lL
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; WfPb7T
} ;
(s8b?Ol/
} ; zJQh~)
OB>Hiy
S-t#d7'B
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait AD?zBg Zu
O'4G'H)
下面我们来剥离functor中的operator() N8A)lYT]_u
首先operator里面的代码全是下面的形式: )JMqC+J3*t
c*KE3:
return l(t) op r(t) ~IhAO}1
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ?v^NimcZ
return op l(t) M/ S~"iD
return op l(t1, t2) 4o>y9
return l(t) op Vl.,e1)6
return l(t1, t2) op #W\}v(Ke
return l(t)[r(t)] ;i@S}LwL
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Okq,p=D6
DrRK Sc(u9
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: ch
i=]*9
单目: return f(l(t), r(t)); OGZD$j
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); -()WTdIy
双目: return f(l(t)); c~0kZA6
return f(l(t1, t2)); ~aC ?M&
下面就是f的实现,以operator/为例 zt.kNb
'-wmY?ZFxy
struct meta_divide pcMzLMG<
{ %;`Kd}CO
template < typename T1, typename T2 > j~v`q5X
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) @SX%q&-
{ j>8DaEfwx
return t1 / t2; ;|Cdq
} b.*LmSX#
} ; c^}G=Z1@
.*zN@y3
这个工作可以让宏来做: \Qml~?$@lH
tYA@J[" ^
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ?Y"%BS+pt
template < typename T1, typename T2 > \ 161P%sGx2
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; i/:L^SQAq
以后可以直接用
PMjNc_))
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) U[C>Aoze
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 *6I$N>1
(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。。。) d4o
^+\
2A_1 E\
G
;j1zs
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 @*%3+9`yq
?
AfThJc
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Po ?MTA
class unary_op : public Rettype N+&uR!:.C
{ |E+.y&0;
Left l; ZRMim6a4X
public : vQ rxx
unary_op( const Left & l) : l(l) {} i6Z7O)V
V?XQjH1X
template < typename T > M CC4'
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 3.W[]zH/u
{ w=KfkdAJ*/
return FuncType::execute(l(t)); sx?IIFF
} 8D.c."q
]B>76?2W
template < typename T1, typename T2 > !MoAga_
j
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const t6Iy5)=zY
{ BX_yC=S
return FuncType::execute(l(t1, t2)); |>Q>d8|k
} ]zx%"SUM
} ; 2u.0AG
i1evB9FZ1z
$J1`.Q>)4
同样还可以申明一个binary_op y._'o7 %
dD,}i$
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > bi8_5I[
class binary_op : public Rettype j]Gn\QF
{ !Z_+H<fi+I
Left l; k^
<]:B
Right r; !wp1Df[
public : Bx45yaT
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} A]c'TT@6
vyZ&%?{*R
template < typename T > dN5{W0_
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const kk
fWiPO^
{ 'TeH(?3G
return FuncType::execute(l(t), r(t)); |z)s9B;:#i
} W.3b]zcV
T0 K!Msz
template < typename T1, typename T2 > 2^[dy>[y0
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const {aAd (~YZ
{ *}2L4]
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); X]y:uD{
} vW?\bH7}I
} ; kZe<<iv
|]-Zz7N)
q>_<\|?%x
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 mZ71_4X#
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 36.,:!%p
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) }MaY:PMA
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。 O2fq9%lk
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Avw=*ZW
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。。。 oC`F1!SfOO
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 :M(uP e=D
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||$x`&
下面是修改过的unary_op !E$$FvL
,rMDGZm?
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > <AU*lLZ
class unary_op g8O6
b
{ W
^'|{9&m
Left l; <,CrE5Pl
U:8[%a
public : <0d2{RQ;
G*z\
^H
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 'K4FS(q
J>(X0@eWz
template < typename T > TuQGF$n@
struct result_1 QIiy\E%
{ h0<PQZJ
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ?^voA.Bv<
} ; d,GOP_N8I
|Gic79b
template < typename T1, typename T2 > X['9;1Xr
struct result_2 0&s6PS%
{ ,l~<|\4,wv
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ;<Q%d~$xy}
} ; 4&W?:=H2
1(DiV#epG
template < typename T1, typename T2 >
GK/Po51
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const @1CXc"IgA
{ ?xR7Ii3
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ^m z9sV
} 6*i**
%:aXEjm@
template < typename T > ?%5VaxWJ
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ,D{7=mDVm
{ m(8Tup|
return OpClass::execute(lt(t)); <>6j>w_|
} u1/>)_U
b,Wm]N
} ; =zFROB\
AJ7w_'u=@
r *K
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 !JA;0[;l=
好啦,现在才真正完美了。 )R7Sh51P
现在在picker里面就可以这么添加了: zamMlmls^
~&RTLr#\*M
template < typename Right > -'Z Gc8)
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const #I=EYl=Vvi
{ CNN9a7
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); sqKx?r72
} wqo:gW_
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。 VKttJok1
m?(8T|i
D;+/bll7
IQJ"B6U)
B[L m}B[
十. bind ]LB_ @#
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。 WJq>%<#
先来分析一下一段例子 c9+G
Qp
j*>J1M3E
[1rQ'FBB^1
int foo( int x, int y) { return x - y;} u=0O3-\h
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 {JfQQP&FV
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 &3SS.&g4W
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。 IHTimT?
我们来写个简单的。 p{Q6g>?[
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: vX:}tir[
对于函数对象类的版本: 9[qOfIny
d<-f:}^k0
template < typename Func > $!O@Z8B
struct functor_trait ?I?G+(bq
{ |2do8z
typedef typename Func::result_type result_type; tz):$1X_
} ; ZeV@ X
对于无参数函数的版本: es7;eH*O9
8$NVVw]2,
template < typename Ret > 9d"*Z%!j
struct functor_trait < Ret ( * )() > 5e7Y M@ng
{ XO]^ +'U}p
typedef Ret result_type; 3%*igpj\)
} ; z 3aGK
对于单参数函数的版本: %"`p&aE:
jt}Re,
template < typename Ret, typename V1 > xJ3C^b%H
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > FQ>$Ps*a[
{ B_d\eD
typedef Ret result_type; t/[lA=0 )2
} ; gC?}1]9c
对于双参数函数的版本: k'iiRRM
CE3l_[c
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > O&?i#@5#
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > O?OAXPK2
{ jq
H)o2"/
typedef Ret result_type; &m3-][!n
} ; eDpi0htm
等等。。。 cb_C2+%8NA
然后我们就可以仿照value_return写一个policy CtY-Gs
b d 1^
template < typename Func > }{F)Ren
struct func_return <%^/uS
{ QYbB\Y
template < typename T > ZSu.0|0#
struct result_1 vYRY?~8 C
{ qy|bOl
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; {\5(aQ)Vi5
} ; #R5\k-I
}sxs-
template < typename T1, typename T2 > +Q+O$-a<
struct result_2 6Rfv3
{ !` 1h *}
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; e=9/3?El
} ; i\CA6I
} ; nZioFE}
wNi%u{T
OH@"]Nc~
最后一个单参数binder就很容易写出来了 44e]sT.B
k^}[+IFJ
template < typename Func, typename aPicker > pwN2Nzski
class binder_1 Yh95W
{ d.f0OhQ
Func fn; =b%f@x_U1
aPicker pk; Z8=?Hu
public : b%lB&}uw}
I7vP*YE 7F
template < typename T > 5.^pD9 [mT
struct result_1 w"0$cL3
{ k^oSG1F
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 8sj2@d
} ; .6gx|V+
,t 2CQ
template < typename T1, typename T2 > -o+t&m
struct result_2 P'VHga
{ }tt%J[
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 1 fcV&qHR
} ; FJ84'T\~
bbjba36RO
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} $tu
^X&`YXjuN
template < typename T > Vu(NP\Wm
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const !5d n7Wuj
{ L9/'zhiZBx
return fn(pk(t)); %ZoJu
} n@`3O'S
template < typename T1, typename T2 > 3@=<4$
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const }!^h2)'7
{ W
$D 34(
return fn(pk(t1, t2)); Q%O9DCi
} SLuQv?R}9
} ; KJFQ)#SW!
p>)1Z<D"a
W_XFTqp^
一目了然不是么? (m1m}* @
最后实现bind W,~*pyLdO
++~
G\T9H
;d<XcpK}
template < typename Func, typename aPicker > TU?n;h#TZ
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) k
Fl*Im
{ 8nI~iN?"
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); MLr L"I"
} .g/!u(iy
O5du3[2x7a
2个以上参数的bind可以同理实现。 m LajiZ Bf
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 rX$-K\4W
R}Zaz3( Hd
十一. phoenix ANPG3^w
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: ]yKwH 9sl
wp:$Tq a$
for_each(v.begin(), v.end(), f #h0O3
( KeyKLkg>
do_ X:Y1g)|K
[ `_vPElQXZ#
cout << _1 << " , " ybJa:
] }|h-=T '
.while_( -- _1), I&|8
qx#
cout << var( " \n " ) fp||<B
) qF3S\
C
); gS(JgN
=x w:@(]{
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: ;2h"YU-b
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 1%M^MT%&
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 leHKBu'd
那么我们就照着这个思路来实现吧: IO#)r[JZ
~oOv/1v},
/,7#%D
template < typename Cond, typename Actor > *Iw19o-I
class do_while ]Q^8
9?
{ ])pX)(a
Cond cd; -6 v?iiZr
Actor act; IF>v
-Z
public : ?Zv5iI
template < typename T > L\Oxyi<{
struct result_1 akw:3+`
{ h%:wIkZ/
typedef int result_type; a:|]F|
} ; :8n?G
.aZB?MW
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} y~_x
>ptI!\i}
template < typename T > Q
m9b:U~
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
UDpI @
{ $_
$%L0)5
do .WOF:Nu4
{ IwFf8?
3
act(t); 21$^k5
} KI<