一. 什么是Lambda {F4:
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 {J]|mxo
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\CAZ
WZr~Pb9
KXGs'D
v7R&9kU{
class filler ^Ve^}|qPc
{ ,)RdXgCs
public : Em7q@
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 8?$2;uGL
} ; v 3NaX.
MoA{ /{
:8ZxO wwv
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: Y `{U45
q}!4b'z^
g[$B90
x<l1s
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); }B5I#Af7
PX'LN
2Ar<(v$
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 zaZnL7ZJX
RD4)NN6y5}
40<&0nn
u%pief
二. 战前分析 8%4`Yj=
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。 >&VL2xLy
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 %L/=heBBd
(pmo[2kg
6~}H3rvO}
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); EDo
(
/* --------------------------------------------- */ ^WNJQg'
vector < int *> vp( 10 ); A=$oYBB
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); :QVGY^c
/* --------------------------------------------- */ Y!L jy
[/
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); r)t^qhn
/* --------------------------------------------- */ )~/U+,
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); VPHCPGrk
/* --------------------------------------------- */ AUC<
m.
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); Zx_m?C_2_
/* --------------------------------------------- */ +@Y[i."^J
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); cabN<a
l
cGp^;> ]M
zCHr
p{rS -`I
看了之后,我们可以思考一些问题: xeI{i{8
1._1, _2是什么? 2]+.8G7D%
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 -)oBh
2._1 = 1是在做什么? a5-\=0L~
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 '!R,)5l0h
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 T?Y\~.+99
_#C}hwOR>X
U]|q4!WE
三. 动工 IfcFlXmt2
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: z m'jk D|
! Cl/=0$[L
+2SX4Kxu
RVfe}4Stm#
template < typename T > W%1S:2+Kl
class assignment }>0
Kc=
{ ~S3eatM$9
T value;
gnXjd}
public : V5B-S.i@
assignment( const T & v) : value(v) {} W(aRO
template < typename T2 > -e~Uu
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 9^u?v`!
} ; qN@a<row&~
=@2V#X]M*
!)O$Q}'\
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 >| ?T|
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment yr>bL"!CA
;X(n3F
?_aR-[XRg
spJ(1F{|V
class holder 4*x!B![]y
{ C t)MvZ
public : vi8~j
template < typename T > ^>Y%L(>
assignment < T > operator = ( const T & t) const &r%*_pX
{ 7g)3\C
return assignment < T > (t); @@wx~|%
} QCR-l xO1
} ; +,Az\aT/%
$VWzv4^:
0>iFXw:fn
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: 3J
T3;O
h
'[vB^
static holder _1; ]ufW61W6Ci
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Db(_T8sU
%v[Kk-d
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 1v&Fo2ML
而不用手动写一个函数对象。 sg{D ?zl
vC:b?0s #(
U*Qq5=dqD
'c&@~O;^d
四. 问题分析 Z~c'h
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 M"^Vf{X^
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 ,SF.@^o@a
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 6#M0AG
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 -vHr1I<
下面我们可以对这几个问题进行分析。 aMQjoamz
A Vm{#^p[(
五. 问题1:一致性 N?;o_^C
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| U@MP&sdL
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 k-V I9H!,
ulf/C%t,R
struct holder <zuE=0P~%
{ ex\W]5
// H@E ")@92
template < typename T > )7GLS\uf<%
T & operator ()( const T & r) const WEtA4zCO
{ 8e!DDh
return (T & )r; hG7S]\N_
} VONAw3k7!
} ; QO{=Wi-
!y-2#
这样的话assignment也必须相应改动: PgLS\_B
"F$o!Vk
template < typename Left, typename Right > Eqbe$o`dd
class assignment ShJK&70O
{ cEc,eq|
Left l; Ia`JIc^e
Right r; XcMJD(!
public : -,VhS I
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} _sR9
template < typename T2 > p*`SGX
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } t-i6 FS-
} ; l (,;wAH
;{f?? G
同时,holder的operator=也需要改动: 0^_lj9B!
EB5_;
template < typename T > Hpi%9SAM
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const `n`"g<K)Q
{ 7TkxvSL X
return assignment < holder, T > ( * this , t); rEyz|k:
} {Mr~%y4
^2^|AXNES
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 i9eyrl+!
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 s
S5fd)x
ydND$@; Z
return l(rhs) = r; Tz[?gF.Do
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。 q|o|/ O-{
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: eR-=<0Iw;
wD],{ y
template < typename Tp > nS+FX&_
class constant_t #M?F^u[
{ Ah>gC!F^
const Tp t; b"nG-0JR
public : (X(1kj3
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} dA1
C)gLi
template < typename T > dHG Io
const Tp & operator ()( const T & r) const 8b:clvh
{ 6W;?8Z_1
return t; bug Fl>
} %,,`N I{
} ; ;wXY3|@
3XwU6M$5g
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 1Vf78n
下面就可以修改holder的operator=了 oY%"2PW1B
X#DL/#z k
template < typename T > ')5L_$
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const wfDp,T3w7
{ lMwk.#
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); [.;%\>Qk<
} YxEbg(Y
qA/#IUi)1
同时也要修改assignment的operator() x(9;!4O>
Fkcx+d
template < typename T2 > Jf?S9r5 Q
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } 5'X74`
现在代码看起来就很一致了。 K)/!&{7n}a
Qq T/1^imS
六. 问题2:链式操作 kqD*TJA
现在让我们来看看如何处理链式操作。 >wKu6-
]a
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。 `u#;MUg
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。 hG3m7ht
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。 )d}H>Qx=
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ut4r~~Ar
]eYd8s+
template < typename T > 4L=$K2R2r
struct result_1 u3Usq=Ij{
{ +_
*eu
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; eQU-&-wt0
} ; @sw9A93A
|P~O15V*Q
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: By?nd)
7~wFU*P1
template < typename T > ]8$#qDS@
struct ref @s%X
{ ]<27Sw&yaG
typedef T & reference; /"""z=q
} ; =oE_.ux\
template < typename T > 5LQk8NPh
struct ref < T &> JFkN=YR8
{ WI1T?.Gc
typedef T & reference; C-llq`(d
} ; 7hB#x]oQo
<nDNiM#
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: XC|*A$x,
)v%l0_z{
template < typename T > F:M>z=
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 6xH;:B)d
{ j4;Du>obQ
return l(t) = r(t); x3Nkp4=Xd
} 4|[<e-W
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。 U/ ?F:QD4
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 O(VxMO
tT;8r8@
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 gjW\
XY
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ,*/Pg52?
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 "\}b!gl$8
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Q_ctX|.
最后的布局是: a9[mZVMgUK
Add i=oTg
/ \ OmB
TA=E<
Divide 5 ,H>W:O
/ \ XZ.7c{B<
_1 3 O\6vVM[
似乎一切都解决了?不。 B!eK!B
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 oJ ^C]E
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 1p8:.1)q
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: kMM'[w
{!L=u/qs"
template < typename Right > vR7ct av
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const =0,|/1~
Right & rt) const ]?[zx'|
{ {'NBp0i
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ^^%JoQ.
} R"@7m!IA
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 v@VLVf)>9^
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 HLVQ7
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 jDR')ascn
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 FJ{=2]x|
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 jz*0`9&_
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? d$w(-tV42
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: ~i%-WX
C1b*v&1{
template < class Action > z.
'Fv7
class picker : public Action tl|ijR
{ w4UD/zO
public : DKX/W+#a
picker( const Action & act) : Action(act) {} W3)\co
// all the operator overloaded IXnb]q.
} ; TN5>" ??"
/ip lU
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。 +jUgx;u,
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: wh%xkXa[ur
tZbFvk2
template < typename Right > xk& NAB
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const }3Qc 24`
{ wTxbDT@ H5
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); yO00I`5
} "?35C
!
F%
`zs\
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > p!_[qs
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。 !NTH.U:g
2HD:JdL
template < typename T > struct picker_maker q]CeD
{ 5$kdgFq(
typedef picker < constant_t < T > > result; J96uyS*
} ; :_v!#H)
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > @OzMiN
{ Hfh!l2P
typedef picker < T > result; fN@{y+6
} ; pe.Ml7o"
eTT)P
下面总的结构就有了: V^WU8x
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 Q=WySIF.
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 lCR!:~
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 nob0T5G
至此链式操作完美实现。 M ,`w A
zEj#arSE4
?E6^!4=,
七. 问题3 +1QK}H~
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 /&r|ec5
+"dv7
template < typename T1, typename T2 > KFU%DU G
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const TkRmV6'w
{ ziiwxx_
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); "oR@JbdX
} @ &pqt6/t
-\4zwIH
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: Br!9x{q*
k2r3dO@q
template < typename T1, typename T2 > Q,gLi\siI
struct result_2 4jX3lq|
{ L0L2Ns
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; M/pMs 6
} ; 0mTr-`s
xR?V,uV'$&
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? Od##U6e`
这个差事就留给了holder自己。 %Ds+GM-
Ab2Q
\+,
2}vNSQvG
template < int Order > d$G}iJ8$mp
class holder; 1y(UgEg
template <> \F{:5,Du)
class holder < 1 > :5b0np!
{ ~E)fpGJ
public : 9%tobo@J~n
template < typename T > ?s2^zT
struct result_1 Su7bm1
{ LHkQ'O0
typedef T & result; =^tA_AxVw
} ; iX "C/L|JN
template < typename T1, typename T2 >
s2REt$.q
struct result_2 Jxa4hM0
{ Yf}xwpuLk
typedef T1 & result; *z8|P#@
} ; 0^3+P%(o@
template < typename T > \~~ }N4
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const sI LSey5`
{ ]{GDS! )
return (T & )r; #+k*1Jg
} @1:0h9%
template < typename T1, typename T2 > 2YlH}fnH
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const j.%K_h?V5
{ H
C0w;MG)
return (T1 & )r1; ?6"{!s{v
} %\Wf^6Y^
} ; -oP'4QVb
]rN#B-aAr
template <> =5x&8i
class holder < 2 > Lja 7
{ %JyXbv3m,
public : Y`BRh9Sa
template < typename T > }t%W1UJ
struct result_1 Uz
dc
{ aG%,cQ 1
typedef T & result; 'e!J06
} ; ;
)Eo7?]-
template < typename T1, typename T2 > ~ G6"3"
struct result_2 .iHn5SGA
{ >V$ Gx>I
typedef T2 & result; ])}]/Qw
} ; Qk9 76
template < typename T > }H"kU2l
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 1:M@&1LYp
{ 2%u;$pj
return (T & )r; V[nQQxWp=
} i+{yMol1
template < typename T1, typename T2 > T'H::^9:E
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const n, i'Dhzk
{ N?P%-/7
return (T2 & )r2; oCS2E =O&
} >e,mg8u6$
} ; &--ej|n
.6f%?oo
S* *oA 6
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> >。 _zWfI.o
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: T0z n,ej
首先 assignment::operator(int, int)被调用: \S~Vx!9w
XB59Vm0E=
return l(i, j) = r(i, j); w= P9FxB
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) L+}n@B
Iw<i@=V
return ( int & )i; :'iYxhM.V
return ( int & )j; =#gEB#$x:
最后执行i = j; wU\s;
dK
可见,参数被正确的选择了。 4m)OR
jPZaD>!
67SV~L#%O
26vp1
{gbn/{
八. 中期总结 L;Z0`mdz
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: :Bu2,EL*O
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 L|@y&di
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 )lk&z8;.=
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor svf|\p>]H
jz58E}
Y5ZZ3Ati
M-V&X&?j
z7GTaX$d
\;u@ "
九. 简化 qt%D'
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。 b` Hz$8
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 l 'DsZ9y@2
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: =L;] ;i
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 I`KQ|h0%
+-*/&|^等 w }^ I
2. 返回引用。 ?`zXLY9q7
=,各种复合赋值等 } :=Tm]S
3. 返回固定类型。 `K~AhlJUQ
各种逻辑/比较操作符(返回bool) 2_vbT!_
4. 原样返回。 LJk%#yV|_
operator, &F STpBu
5. 返回解引用的类型。 ;2'q_Btk4
operator*(单目) Urr#N
6. 返回地址。 X3'H
`/
operator&(单目) b306&ZVEk
7. 下表访问返回类型。 B(xN Gs
operator[] >{\7&}gz
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 )XcOl7XLN
operator<<和operator>> W@|6nPm
+)o}c"P!
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。
`\Hf]b
例如针对第一条,我们实现一个policy类: A+hT3;lp
(jU6GJRP
template < typename Left > 0cK{
struct value_return E|'h]NY
{ M@0;B30L
template < typename T > )jrV#/m9
struct result_1 /|6;Z}2
{ g~(E>6Y
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 2^8%>,
} ; cuy1DDl
b#7{{@H
template < typename T1, typename T2 > S26MDLk`R3
struct result_2 ~/.7l8)
{ $!&*xrrNM
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; orOt>5}b<
} ; y ]?V~%
} ; 5j~$Mj`
C8z{XSo
|2{wG4
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait g=I8@m
OS8q( 2z?s
下面我们来剥离functor中的operator() (?nCyHC%g
首先operator里面的代码全是下面的形式: 6k#Jpmmr
!%$`Eq)M^7
return l(t) op r(t) qucq,Yw
return l(t1, t2) op r(t1, t2) x c{hC4^V
return op l(t) $56,$K`H
return op l(t1, t2) zOQ>d|p?X
return l(t) op "etPT@gF
return l(t1, t2) op )7h$G-fe
return l(t)[r(t)] 2RSt)3!},
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ;G%R<Z
,\NFt`]j
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: y*X_T,K8
单目: return f(l(t), r(t)); VkZ7#
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); qvPtyc^fN
双目: return f(l(t)); j_Yp>=+[
return f(l(t1, t2)); I_RsYw
下面就是f的实现,以operator/为例 qgfi\/$6
o"*AtGR+"
struct meta_divide i>(e}<i
{ G;YrF)\
template < typename T1, typename T2 > r?/'!!4
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) F i0GknQ+
{ EAM5{Nc
return t1 / t2; I'LnI*
} RsYU59_Y
} ; t<#h$}=:Vt
b9!FC$^J
这个工作可以让宏来做: WYr/oRO
BqT y~{)+
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ r(P(Rj2~
template < typename T1, typename T2 > \ lv04g} W
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; soQ1X@"0
以后可以直接用 >rf'-X4n
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) |j,"Pl}il^
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 =uS9JU^E
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) ;n
7/O5M|
.X;3,D[w
vd[0X;
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 o,)?!{k}
<*qnY7c&N;
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > #?S^kM-0
class unary_op : public Rettype 6ZP"p<xX
{ Q637N|01
Left l; `G}TG(
public : (=om,g}
unary_op( const Left & l) : l(l) {} maNl^i
3eF-8Z(f
template < typename T > ZusEfh?
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const sr{a(4*\
{ |AozR ~
return FuncType::execute(l(t)); j-lfMEa$o
} o6uJyCO
p"KFJ
template < typename T1, typename T2 > T:=lz:}I
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const fSokm4]vg
{ E
S //
return FuncType::execute(l(t1, t2)); !*7 vFl
} )84 ~ugs
} ; l`f/4vy
I+tb[*X+
NeE
t
同样还可以申明一个binary_op q-}Fvel u
lIW
}EM
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > bAx-"Lu
class binary_op : public Rettype SMpH._VFeE
{ zo4qG+>o
Left l; &tg&5_
Right r; FG.em
public : F9,DrB,B{
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ,Y/ g2
4R
!:q/Ye3.
template < typename T > ,X`)ct
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const sTn<#l6
{ hHV";bk
return FuncType::execute(l(t), r(t)); e,W%uH>X
} NTYg[VTr
"eB$k40-
template < typename T1, typename T2 > +%ee8|\
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const |#]@Z)xa
{ X:vghOt?
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); lPw%ErG
} u>2
l7PA|
} ; 3h$6t7=C
<
HVl(O
]~'5\58sP
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 (>nGQS]H
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 w9< R#y[A
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) &L'Dqew,*
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。 {xXsBh
Y
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! >n'o*gZM
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。。。 %C|n9*
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 '"SEw
w
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) l`#4KCL(
下面是修改过的unary_op pKpUXfQu
X-K=!pET
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > wn/_}]T
class unary_op |}=acc/
{ _Xk.p_uh
Left l; bk;?9%TW
+BETF;0D
public :
TQpf Q
'
aq!^!z
unary_op( const Left & l) : l(l) {} $u]jy0X<Y;
vq(0OPj8r[
template < typename T > haK3?A,"_A
struct result_1 gG<~-8uQ
{ M2OIBH4!
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; _>(^tCo
} ; =;Rtdy/Yn%
QbkLdM,S*
template < typename T1, typename T2 > -GhP9; d
struct result_2 [q?<Qe
{ ,|y:" s
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; WrQD X3
} ; B+\3-q
D~S<U
template < typename T1, typename T2 > ^o3"#r{:+
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Ve}(s?hU5
{
mF*2#]%dx
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); hYPl&^
} }X)&zenz
PF)jdcX
template < typename T > 60P#,o@G
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ]R h#g5X
{ |=Eo?Q_
return OpClass::execute(lt(t)); i
UCXAWP
} D!{Y$;
"& ])lz[u
} ; ~
{E'@MU
wvO|UP H\
MLw7}[
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 0
HGM4[)=
好啦,现在才真正完美了。 R.jIl@p
现在在picker里面就可以这么添加了: b LlKe50
G_;)a]v8)
template < typename Right > Sj]T
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const !\nBh
{ HW3 }uP\c
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
)j9SGLo
} hL/)|N~
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。 K&POyOvT
e-:yb^
7S '%
E
W5EDVPur
aoMqSwF=
十. bind ~zHjMo2
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。 e<3K;Q
先来分析一下一段例子 aC$B2
aZ2!i
]NUl9t*N4
int foo( int x, int y) { return x - y;} JlH&??
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 K(q+
"
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 ]$ L|
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。 '8Q]C*Z
我们来写个简单的。 +c(zo4nZ
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: rM`X?>iT+
对于函数对象类的版本: iq8GrdL"
vI:;A/&
template < typename Func > AqWUwK9T
struct functor_trait v*'^r)Q[p
{ LxYrl-
typedef typename Func::result_type result_type; M2
,YsHt
} ; [$qyF|/K`n
对于无参数函数的版本: v25R_""~
4" Cb/y3
template < typename Ret > "S8uoSF`>
struct functor_trait < Ret ( * )() > 9!6f-K
{ kE:nsXI
)
typedef Ret result_type; AP68V
} ; D?;"9e%
对于单参数函数的版本: ~Mx!^
:}5j##N
template < typename Ret, typename V1 > 6N!Q:x^4(T
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 't1ax^-g
{ )Q1"\\2j0
typedef Ret result_type; 8B/\U'
} ; tz5e"+Tz
对于双参数函数的版本: W=j[V
Oq
Cbg!:Cws
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > FKIw!m ~
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > f-bVKHt
{ h}*/Ge]aM
typedef Ret result_type; /I1h2E
} ; 0rOfrTNOz%
等等。。。 )k\H@Dy%$
然后我们就可以仿照value_return写一个policy +1uF !G&l
KV}FZ3jY
template < typename Func > U7K,AflK?M
struct func_return m+b):
{ ?%O(mC]u&
template < typename T > syWG'(>
struct result_1 O#F
{ 4,sJE2"[9
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; \DYWy*pe
} ; W }8'Pf
qlb-
jL
template < typename T1, typename T2 > 4.Q} 1%ZN
struct result_2 a2dnbfSWa[
{ )[PtaPWeT
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; v>$'iT~ l
} ; +aJ>rR
} ; x.f]1S7h[
fI{E SXU
tasIDoo+!J
最后一个单参数binder就很容易写出来了 Gf,`
IAw{P08+
template < typename Func, typename aPicker > kddZZA3`
class binder_1 7Nk!1s:
{ }RzWJ@QD<
Func fn; xC{qV,
aPicker pk; uehDIl0\[b
public : ,5|&A
**$LR<L
template < typename T > Gcdd3W`O
struct result_1 "/3 db[
{ vK9E
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ]Bcp;D
} ; E;Y;z
GO__$%~
template < typename T1, typename T2 > 55tKTpV
struct result_2 { vKLAxc
{ n&"B0y cF
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; P,xKZ{(
} ; q?4p)@#
-n=^U
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} Ont%eC\
`}(b2Hc>
template < typename T > Jz7!4mu
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const :<hXH^n
{ p^Ak1qm~e
return fn(pk(t)); jFASX2.p
} S<VSn}vn
template < typename T1, typename T2 > <J`0mVOX
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const g'H$R~ag
{ G_0(
|%
return fn(pk(t1, t2)); n;@bLJ$W
} fDT%!
} ; z2g3FUTX)b
VKq=7^W
4Uphfzv3D
一目了然不是么? o=50>$5jlS
最后实现bind .@(6 Y<dN
'
0J1vG~c
g]4(g<:O
template < typename Func, typename aPicker > v hpNpgz
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) Kla'lCZ
{ $6mX
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ~io szX
} 43mP]*=A
^G4Py<s
2个以上参数的bind可以同理实现。 .!f$
\1l
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。 (-ufBYO6
F<qz[,]|-j
十一. phoenix iPd[l{85Z
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: *h'=3w:G
g;2?F[8Th
for_each(v.begin(), v.end(), -o!$tI&
( n/Sw P
do_ F
P* lQRA
[ %kS(LlL+6
cout << _1 << " , " )(ImLbM)
] Hea;?4Vg
.while_( -- _1), | N[<x@
cout << var( " \n " ) Xc?&_\. +
) .?R!DYC`
); T)H{
GT0Of~?f
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: P*FMwrJj>r
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor IF44F3(V4
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 gDQ1?N'8{t
那么我们就照着这个思路来实现吧: 9y<*8bI
9~p[
L<ue$'
template < typename Cond, typename Actor > 1][4.}?F[
class do_while sg$rzT-S4
{ Tk5W'p|6f
Cond cd; xT
Actor act; .(^ ,z&
public : f33 l$pOp
template < typename T > - `p4-J!Fy
struct result_1 ] Hzt b
{ L*&p!
typedef int result_type; :I+Gu*0WD
} ; xa <UM5eI
n)^i/ nXb'
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} [8T^@YN
XCU7xi$d
template < typename T > w8U&ls