一. 什么是Lambda ` >!n
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 1iT\df
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, wu<])&F
jdeV|H} u
n@C~ev@%S
u]^N&2UW
class filler .V9e=yW!*
{ D-imL;|
public : /(I*,.d
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} ek aFN\
} ; _zxLwU1(x
_?7#MWe&
jg
2qGC
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: :^ i9]
6< J
#^ 6
a>4uiFiv
?i\B^uB
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); NW|f7
ItX
bok.j
? Q@kg
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 hli|B+:m"
fHrt+_Zn|
+,+vkpL-%
%HQ.|
二. 战前分析 Ou>u%
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。 =6FUNvP#8
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 A\rt6/
HC {XX>F^
bo"%0?3n
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); >>l`,+y
/* --------------------------------------------- */ {C`GW}s{4
vector < int *> vp( 10 ); vP%tk s+.
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); pi( -A
/* --------------------------------------------- */ "\"DCDKmG
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); P47V:E%
/* --------------------------------------------- */ 6[qA`x#
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); foF19_2 ,
/* --------------------------------------------- */ w"m+~).U
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); + j+5ud`
/* --------------------------------------------- */ 9CGNn+~YI
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); {
kSf{>Ia
dBsX*}C
.@)mxC:\K9
\e=_
2^v!_
看了之后,我们可以思考一些问题: ubsSa}$q
1._1, _2是什么? vgIpj3u
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 ,y`CRlr:
2._1 = 1是在做什么? p1pQU={<
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 1[F3 Z
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 ->z54 T
BC>=B@H0
uhH^>z
KA
三. 动工 Xy ,lA4IP
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: <>xJn{f0c
:nHKl
d9*hBm
hD,:w%M
template < typename T > MiT}L
class assignment Kemw^48ts
{ wZT%Ee\D%
T value; 5V[oE\B
public : k-V,~c
assignment( const T & v) : value(v) {} ^VW
PdH/Fe
template < typename T2 > @[<nQZw:
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } K`&oC8p
} ; CQ7{1,?2
{%)s.5Pfw
+:=(#Y
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 "]'?a$\ky:
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ~0$NJrUy
:a8 YV!X
`0H g y=
pA.J@,>`}
class holder mE O\r|A
{ dG QG!l+>
public : -50HB`t
template < typename T > H>Q%"|
assignment < T > operator = ( const T & t) const c0c|z
Ym
{ D.D$#O_n.S
return assignment < T > (t); AT2v!mNyCw
} ,y4I[[
} ; 5Dp#u
a8u9aEB
}7fZ[J3
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: CO-_ea U(
eD$M<Eu
static holder _1; W)'*m-I
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 i
8!zu!-0
1}hIW":3Sr
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); o:Qv
JcB
而不用手动写一个函数对象。 kdz=ltw
9[!,c`pw
}(a+aHH
$VAx:Y|
四. 问题分析 G;>
_<22
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 Nu8Sr]p
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 }:: S0l
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 umz;F
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 _X~87
下面我们可以对这几个问题进行分析。 *5tO0_L
\
w3]5gJZ
五. 问题1:一致性 l4T7'U>`
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 2|\A7.
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 =U|N=/y#hJ
"5cM54Z0
struct holder r"$.4@gc
{ 6y%0`!
// b~dIk5>O
template < typename T > <2C7<7{7
T & operator ()( const T & r) const u3Gjg{-N7
{ **69rN
return (T & )r; tx?dIy;
} v}WR+)uFQ
} ; cj11S>D
"3FihE]k
这样的话assignment也必须相应改动: 6TP7b|
04r$>#E
template < typename Left, typename Right > 4k./(f2+
class assignment lRh9j l
{ 8H[:>;SI
Left l; Wg`R_>qQSm
Right r; q7u'_R,;
public : = k\J<
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} IK*07h/!
template < typename T2 > p~LrPWHSTP
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } m N8pg4
} ; R$zH]
0'nikLaKy
同时,holder的operator=也需要改动: hy|b6wF&
D7_*k%;@
template < typename T > qZ@s#UiB
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const g+X}c/".
{ =B.F;40
return assignment < holder, T > ( * this , t); $1SUU F\.
} Q_l'o3
@JdZ5Q
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 a22XDes=
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 LR"9D
XrZ*1V
return l(rhs) = r; E!S 78z:
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 sVex
(X
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: S6fb f>[
7g_]mG[6
template < typename Tp > 0Won9P
class constant_t ?7{H|sI
{ R:B^
const Tp t; .bio7c6
public : Yup3^E
w&
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} B7imV@<
template < typename T > ?IpLf\n-
const Tp & operator ()( const T & r) const _YRE (YZ/
{ /hO1QT}xd
return t; m8.U &0
} K(aJi,e>
} ; Nz)l<S9>
kZ"BBJ6w
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 |fo0
下面就可以修改holder的operator=了 TsTPj8GAl[
_o8?E&d
template < typename T > R4-~j gzx
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const X]y)qV)a[c
{ 0V?F'<qy
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); W5R\Q,x6
} c [5KG}
^aW
Z!gi
同时也要修改assignment的operator() {AQ=<RDRF
I|Gp$uq _
template < typename T2 > 2PG [7u^
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } 7x<i :x3
现在代码看起来就很一致了。 sq'Pyz[[
+]Y,q
w
六. 问题2:链式操作 9YBv|A
现在让我们来看看如何处理链式操作。 mml
z&h
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。 QPq7R
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。 N;[>,0&z
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。 fj&i63?e
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
a`0=AQ
YX#-nyK
template < typename T > L31|\x]
struct result_1 /Ju;MeE9
{ Pfs;0}h5
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 3g6j?yYqb
} ; Ox-|JJ=
@K!&qw
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: ^urDoB:
JwXT%op9RP
template < typename T > x+]\1p
struct ref Y&K;l_
{ F,'exuZ
typedef T & reference; x)_0OR2lkp
} ; Cn[0(s6
template < typename T > ^53r/V }%
struct ref < T &> c}0@2Vf
{ x|5k<CiA
typedef T & reference; 9WR6!.y#f
} ; &:7ZQ1
u#@Q:tnN_
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: yR\btx|e5~
SZXY/~=h
template < typename T > [#sz WNfU
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ]H1I,`=@
{ S)/_muP
return l(t) = r(t); jfqopiSi
} 7!N2-6GV
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。 pt}X>ph{
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 EEW_gFn
c[ ]4n
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 .?hP7;hhI
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: eET}r24
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 "%x<ttLl
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 *~x/=.}
最后的布局是: mOlI#5H
Add Kc^;vT>3
/ \ ih;]nJ]+-
Divide 5 Kp,M"Y
/ \ _zwUE
_1 3 `{xNXH]@
似乎一切都解决了?不。 wg]j+r@
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。 5kz)5,KjM
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。 x
a06i#
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: yT,.z 0
=>! Y{:
y(
template < typename Right > KFwzy U"
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const v*[.a#1^
Right & rt) const GHeVp/u
{ w:<W.7y?0
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); i?F
>+
} 8UVmv=T
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 4zo5}L`Y
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。 <N9[?g)
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~^"
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。 Sh8"F@P8
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。 Z7?~S2{c
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? 9amaL~m
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: jWE:ek*
>M/V oV
template < class Action > "PpN0Rr
class picker : public Action #: [<iSk
{ <h'5cO
public : '5|h)Q5
picker( const Action & act) : Action(act) {} KW^7H
// all the operator overloaded wGP;Vbk
} ; iB& 4>+N+
wLOB}ZMT
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。 H,u<|UMM_
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: Rw:*'1
C
.~+*"Vw
template < typename Right > jmFz51
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const e!=kWc
{ Kiu_JzD
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Evjj"h&0J
} L=sYLC6d
Y*vW!yu
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > h9G RI
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。 :1bWVM)
x}"uZ$g
template < typename T > struct picker_maker 3 C<L
{ 5X:*/FuS@
typedef picker < constant_t < T > > result; bKN@j'M
} ; j4uvS!
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > K8UP,f2
{ zp%Cr.)$
typedef picker < T > result; 6U R2IxbE
} ; m1Mt#@,$
qtQ6cqLd
下面总的结构就有了: 5?F__Hx*2
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。 PC-"gi=h
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。 .Lsavpo
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 N%*5 T[.
至此链式操作完美实现。 <BMXCk
'g
m0) r
/! "|_W|n
七. 问题3 ~ijVmWNk
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。 e3nYbWBy]
h1B16)
template < typename T1, typename T2 > uJC~LC N
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ='s(|
{ #x 177I\
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); q$B>|y U
} #0P$M!%
)W;o<:x3
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: \b?" b
}:KEj_~.
template < typename T1, typename T2 > eOs)_?}
struct result_2 #/Vh|UeX
{ O06"bi5Y
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; @oV9)
} ; }}\vV} s
06c>$1-?
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? x:7b/j-
这个差事就留给了holder自己。 /tf5Bv'<
y)W@{@{kl
~,oMz<iMV
template < int Order > oPXkYW
class holder; CsoiyY -2
template <> I+[>I=ewa
class holder < 1 > ebUBrxZX
{ ,D]QxbwZ
public : #t:S.A@
template < typename T > +'I+o5*
struct result_1 MHX?@.
v
{ *KV0%)}sbL
typedef T & result; X.f>'0i
} ; ][9%Kl*%@p
template < typename T1, typename T2 > {f2S/$q
struct result_2 Z{ X|6.
{ $o0iLFIX/
typedef T1 & result; WJkZ!O$"j
} ; -EkWs/'h
template < typename T > T`\x,`
^
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const z$/_I0[
{ $Q96,rb}k;
return (T & )r; u'|4?"uz
} M<.d8?p )
template < typename T1, typename T2 > a!<8\vzg
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 1 u| wMO
{ 723bkJw
V
return (T1 & )r1; h]5C|M|
} aJ-K? xQ
} ; k.vBj~xU
f]`#J%P
template <> JEahGzO
class holder < 2 > s:/8[(A
{ kI
4MiK
public : s.N7qO^:E
template < typename T > p?7v$ev_
struct result_1 tD(7^GuR
{ e;Ti&o}
typedef T & result; wKZ$iGMbz
} ; }XV+gyG=@
template < typename T1, typename T2 > )}D'<^=#T
struct result_2 \W1,F6&j
{ V5sg#|&
typedef T2 & result; tyXuG<
} ; CFzNwgv]z
template < typename T > [F0s!,P
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Ne8Cgp
{ -8:&>~4`
return (T & )r; \K@'Z
} uC+V6;
template < typename T1, typename T2 > PP;}e
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const !%^^ \,
{ Rn`x7(WA
return (T2 & )r2; Sp@^XmX(S
} W-x?:X<}
} ; k9 "[H'
s} UjGFP
WHsgjvh"
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> >。 YQ+tDZY8`
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Q1O}ly}JS
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 4}_j`d/8|
mef<=5t
return l(i, j) = r(i, j); L\)ZC
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) :=/85\P0SU
#33fGmd[
return ( int & )i; S4^vpY
DeN
return ( int & )j; W3IpHV
最后执行i = j; aGJC1x
可见,参数被正确的选择了。 Bg&i63XL$$
mQCeo}7N5
CN#+U,NZV
SH_(rQby
`tHvD=`m.
八. 中期总结 -~v|Rt
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: Wc,~ {
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 m@"QDMHk.
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 3Mxp)uG/
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor (eCJ;%%k
bu:S:`
kSR\RuY*
=+U `-J}g
giZP.C"0
4SlADvGl
九. 简化 Y%PwktQm
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。 K8>zF/# +
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 l^|UCgRn
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: Pl=ZRKn
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 y.WEj?EL
+-*/&|^等 txiP!+3OWB
2. 返回引用。 BFL`!^
=,各种复合赋值等 3gv|9T
3. 返回固定类型。 ebT:/wu,2
各种逻辑/比较操作符(返回bool) in~D
4. 原样返回。 .WPV dwV4U
operator, ( M7pT
5. 返回解引用的类型。 a^`rtvT
operator*(单目) q:dHC,fO
6. 返回地址。 2^^`n1?'
operator&(单目) p?B=1vn-2
7. 下表访问返回类型。 P"W2(d
operator[] rW+ =,L
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 8g&?
Cc
operator<<和operator>> +pR[U4$
e6d<dXx
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。 5[A@gw0u
例如针对第一条,我们实现一个policy类: Wn(6,MDUN
xL{a
template < typename Left > R $&o*K`?
struct value_return )xbHCoU,
{ TMig-y*[
template < typename T > ~nrK>%
struct result_1 V&Xe!S
{ \H=&`?
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ]cGA~d
} ; D"J!\_o
mo[Zb0>
template < typename T1, typename T2 > j}~86JO+Cw
struct result_2 DsT>3
{ {a4z2"\A
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ZE2$I^DY-
} ; q.2ykL
} ; qL6
|6-?
oE(7v7iY
IGtl\b=
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait Mi/&f
UmQ?rS8d
下面我们来剥离functor中的operator() hA33K #bC
首先operator里面的代码全是下面的形式: 49w=XJ
qeL5D*
return l(t) op r(t) o9F/y=.r=
return l(t1, t2) op r(t1, t2) l PK
+$f$
return op l(t) FvJd8kV
return op l(t1, t2) wyQzM6:,yX
return l(t) op A` AaTP
return l(t1, t2) op ?HV`|
Cw
return l(t)[r(t)] YBP:q2H
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] hDp6YV,q
9 `w)
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: rn=m\Gv
e
单目: return f(l(t), r(t)); L[20m(6?
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); X0M1(BJgGo
双目: return f(l(t)); hweaGL t0
return f(l(t1, t2)); 0#YX=vjX7
下面就是f的实现,以operator/为例 !Wy[).ZAf
]/B$br'O{?
struct meta_divide Iz{R}#8CZ
{ !\,kZ|#>
template < typename T1, typename T2 > *s>BG1$<
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ,57`D'
{ H_ez'yy
return t1 / t2; zWb4([P;
} 2d {y M(=(
} ; $8'O
"n=vN<8(o
这个工作可以让宏来做: ?l $Nf@-
fuB)qt!E
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ WwUv5GZTW
template < typename T1, typename T2 > \ LT,? $I
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; .]9c /
以后可以直接用 _C+b]r/E
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) bug
Ot7
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 w1|A5q'M
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) s9>(Jzcf9
2AVa(
&V<W>Y>|l*
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 vc]cNz:mQ
\ AC|?/sH
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > >R2SQA o
class unary_op : public Rettype p*8-W(u)
{ "sKa`WN}
Left l; d.2mT?`#
public : /^ " 83?_
unary_op( const Left & l) : l(l) {} PD LpNTBf
IB`>'~s&A
template < typename T > S inl
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const i"j(b|?e
{ +~ #U7xgq/
return FuncType::execute(l(t)); ]}UgS+g>$
} PjIeZ&p
oy<J6
template < typename T1, typename T2 > !tHt,eJy
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const EHlytG}@
{ &-1./?
return FuncType::execute(l(t1, t2)); ==cd>03()
} hGf-q?7
} ; ^<0IB#dA
' yNPhI
Ea`OT+#h(*
同样还可以申明一个binary_op [:i sZG*
0]a1 5
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 8Nvr93T,
class binary_op : public Rettype (G5T%[/U
{ }Z6nN)[|0Y
Left l; EW5]!%
Right r; A*Q[k 9B
public : yGV{^?yoP
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} /:6Q.onmLn
&5/JfNe3
template < typename T > pSrsp r
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const sUda
{ -eYL*Pa
return FuncType::execute(l(t), r(t)); ,%= '>A
} 1OPfRDn.bk
,$i<@2/=m
template < typename T1, typename T2 > /a%KS3>V*
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Qy%xL9
{ ;7
"Y?*{
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); _U=S]2QW
} ^HoJ.oC/
} ; 6+#,=!hF{
ypT9 8
1 ?]J;9p
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 {9:hg9;E*
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 #J3zTG(:@
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) i\Q":4
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 _pW'n=}R
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! /]l f>\x1
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 HqDa2q4
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Z[bv0Pr
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) 'T{pdEn8u
下面是修改过的unary_op tQ6| PV
~s0P FS7
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > s3y}Yg
class unary_op 2q$X>ImI$
{ t.u{.P\Md\
Left l; 95% :AQLV
;9Hz{ej
public : td`wNy\
t>-XT|lV
unary_op( const Left & l) : l(l) {} s!=!A
@]yQJuXA&Z
template < typename T > 1(D1}fcul
struct result_1 (''$'5~
{ ~mW>_[RT;
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; jeyaT^F(
} ; ^S3A10f,
l'P[5'.
template < typename T1, typename T2 > 7?*~oVZW
struct result_2 #0xm3rFy4
{ baA HP"
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; s-y'<(ll
} ; ?T~3B]R
69[w/\
template < typename T1, typename T2 > H74NU_
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 1Q3%!~<\s
{ [UUM^!1
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); CA'hvXb.
} %pQdq[J={
AJdlqbd'+
template < typename T > 0R.Gjz*Q
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const tauP1&%oH{
{ wpJ^}+kF
return OpClass::execute(lt(t)); *T1L)Cp
} `V$cz88b
?d,acm
} ; m^(E:6T
GhaAvyN
mk$Yoz
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 1mkQ"E4
好啦,现在才真正完美了。 4p0IBfVG
现在在picker里面就可以这么添加了: GZ-n!
^
\q>e1-
template < typename Right > p2M?pV
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const |O #w dnYW
{ \ltE rd-
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); K[Ws/yc^a
} |ij W_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。 -bIpmp?
UwzE'#Q-
9^=t@
yBD.Cs@
~Y}Z4" o
十. bind a93d'ZE-X
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。 S(YHwH":
先来分析一下一段例子 8*Nt&`@
rA>R`
({}O
M=_
int foo( int x, int y) { return x - y;} )PanJHtU
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 zrWq!F*-V\
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 ~]D\&D9=?
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。 tS*^}e*
我们来写个简单的。 e`gGzyM
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: OM#OPB
rB
对于函数对象类的版本: 1&>nL`E[3
CgPZvB[
template < typename Func > a#~Z5>{
struct functor_trait (J?}eb;>n
{ eUUD|U*b
typedef typename Func::result_type result_type; n!EH>'T
} ; &t=>:C$1Y
对于无参数函数的版本: N!4xP.Ps
K:Xrfn{s
template < typename Ret > `'tw5}
struct functor_trait < Ret ( * )() > %<#$:Qb.
{ 0e5-\a
typedef Ret result_type; 7l|>
} ; 1rzq$, O
对于单参数函数的版本: "Jv,QTIcS
EVE xL
template < typename Ret, typename V1 > 'c+qBSDA
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 8a If{(/k
{ QW"6]
typedef Ret result_type; ,LW%'tQ~"
} ; rF
j)5~
对于双参数函数的版本: 4Hd@U&E
RX<^MzCDV
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > NB yN}e
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > SO jDtZ
{ 2b&;Y /z
typedef Ret result_type; keq[6Lv
} ; QCY{D@7T
等等。。。 ?lw[
然后我们就可以仿照value_return写一个policy |&pz,"(
rp[oH=&
template < typename Func >
J5_
qqD)
struct func_return aFm]?75
{ YQ`#C#Wb
template < typename T > 0FR%<u
struct result_1 ,,j=RG_
{ T_B.p*\BM
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ?g*T3S"
} ; L$kAe1 V^m
GB0b|9(6D"
template < typename T1, typename T2 > g~["O!K3
struct result_2 }8]uZ)[p=
{ K#+]
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; r[4F?W
} ; !?M_%fNE
} ; [(UqPd$
1? hd
s!!t
最后一个单参数binder就很容易写出来了 |0!97*H5
MAo,PiYb
template < typename Func, typename aPicker > KKXb,/
class binder_1 M!XFb
{ cMk%]qfVo8
Func fn; $i]
M6<Vxn
aPicker pk; q5?mP6
public : &rWJg6/
? bg pUv
template < typename T > ojqX#>0K
struct result_1 `B0*/ml
{ S^n4aBm\+
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; b!P;xLcb
} ; =YsTF T
A2bV[+ Q
template < typename T1, typename T2 > OHvzK8
struct result_2 s'=]a-l~
{ *4VP5]!
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; vt=S0X^$yc
} ; 7+-}8&syu
/VZU3p<~
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} % 7:
^Wz{su2
template < typename T > $&C%C\(>D
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const R:<AR.)K
{ >R-$JrU.=
return fn(pk(t)); hlEvL
} m&8_i`%<
template < typename T1, typename T2 > H9[.#+ln
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const %.Y`X(g6/
{ |@|D''u>6
return fn(pk(t1, t2)); v1rGq
} #2=3 0
} ; /UAj]U
PxY"{-iAM
pDfF'jt9
一目了然不是么? H#akE\,
最后实现bind h|Qh/jCX
qQryv_QP
Y?x3JU0_
template < typename Func, typename aPicker > ~8E
rl3=5{
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ,)8Hl[y
{ ;pq4El_
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); wEyh;ID3#
} i^Q^F
C%h_!z":
2个以上参数的bind可以同理实现。 2Hj]QN7"
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。 Jr
zU-g
1+zax*gO-
十一. phoenix )JON&~C
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 6A<aelE*i
$:/1U$
for_each(v.begin(), v.end(), H6QQ<~_&
( K+H82$
#
do_ IFe[3mB5
[ >FO=ioNY
cout << _1 << " , " kQtl&{;k?
] x8t1g,QA
.while_( -- _1), `!BUd
cout << var( " \n " ) R8_qZ;t:z
) H>?@nYP
); 7UfyOOFa
ZO}*^
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: -!"8j"pA:
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 )U?W+0[=
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ,;g:qe3D$
那么我们就照着这个思路来实现吧: 7Uh}|6PU
#v1 4"s Z}
$vd._j&
template < typename Cond, typename Actor > v~SN2,h
class do_while OpfFF;"A'
{ 2]l*{l^ Bl
Cond cd; 1'iRx,
Actor act; H}X"yLog*
public : WO^h\#^n
template < typename T > 5 m:nh<)#
struct result_1 U]d+iz??b
{ - >2ej4C
typedef int result_type; 1*5n}cU~
} ; am=56J$ig
*|'k
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} )+J?(&6
15B$Sp!/`e
template < typename T > [Z 1Eje X
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const @<P[z[
{ ^^Y0 \3.
do hd900LA}
{ aLr^uce]
act(t); j_Fr3BWS
} }k%>%xQ.
while (cd(t)); DZvpt%q
return 0 ; ZyTah\yPM
} >?5`FC
} ; oR~+s&c