一. 什么是Lambda j%lW+[%
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 o_cj-
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, 3E#acnqn*
(g 8K?Q
?/;<32cE,
T"$"`A"
class filler n[<Vj1n
{ {d)+a$qj
public : {2,V3*NF
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} ^'}Td~(
} ; MSA*XDnN
wFh{\
`H\^#Zu
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: A&z
:
"UBeo<Z
Cu}Rq!9i
`.n[G~*w~1
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); E@?jsN7
"`lRX
# H4dmnV
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 PS>k67sI
ex-`+cF
b*$^8%
}hGbF"clqg
二. 战前分析 419t"1b
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。 L%!jj7,9-
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 #CM2FN:W
KNV$9&Z
`A#r6+
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); D.RHvo~6
/* --------------------------------------------- */ oYu5]ry
vector < int *> vp( 10 ); JMoWA0f
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); UlyX$f%2
/* --------------------------------------------- */ $Cte$jg{;
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); `74A'(u_
/* --------------------------------------------- */ :z.<||T
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); JIK;/1
/* --------------------------------------------- */ &D/_@\ 0
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); *F=wMWa
/* --------------------------------------------- */ 2Ddrxc>48
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); hF6EOCY6D
X_XqT
T1Xm^{
k)4
看了之后,我们可以思考一些问题: ~dC^|
1._1, _2是什么? )5B90[M|t
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。 )
~X\W\
2._1 = 1是在做什么? 4rv3D@E
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。 FX\ -Y$K
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。 i2EB.Zlv
Ehg5u'cj
Y]P]^3
三. 动工 R:11w#m7w
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: HdVGkv/
* ,,D%L
2&dtOyxo>
JI(8{ f
template < typename T > /+%1Kq.hP
class assignment ~W!sxM5(*
{ w+PbT6;
T value; 1'M<{h<sP
public : gg5`\}
assignment( const T & v) : value(v) {} i4AmNRs
template < typename T2 > Krz[ f
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } NFsMc0{
} ; <jfi"SJu
2Ui)'0
A2]N :=
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ]kR 93
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment r%F{1.
9;kWuP>k4u
'R= r9_%
(eHvp
class holder <Cm:4)~
{ \S3C"P%w
public : IeE+h-3p
template < typename T > eo"6 \3z
assignment < T > operator = ( const T & t) const 0/;T\9
{ .hnGHX
return assignment < T > (t); "h\{PoG
} JQ!D8Ut
} ; [K,&s8N5
6dV92:
Bx2E9/S3
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: Q']:k}y
\3Ys8umKq
static holder _1; Bm1yBKjO
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 3Cq17A 9
5{VrzzOK}
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 9_oIAn:<
而不用手动写一个函数对象。 o1QK@@}
@:X~^K.
%=%jy
:43K)O"
四. 问题分析 jO3Z2/#
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。 76(&O
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。 >PfYHO
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 DM"`If%3j
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 -&y{8<bu4H
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ]Ocf %(
a'rN&*P
五. 问题1:一致性 4,
8gf2
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?| mbU[fHyV
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 WADNr8.
hI]KT a
struct holder =k'3rm*ld
{ aV,>y"S
// {])F%Q_#cD
template < typename T > >?'cZTNk]
T & operator ()( const T & r) const tNoo3&
{ /EA4-#uw
return (T & )r; P.=&:ay7?
} R@u6mMX{N,
} ; Wl?*AlFlk
@?f3(Gh,
这样的话assignment也必须相应改动: 79z(n[^
Xq1n1_Z
template < typename Left, typename Right > 52,p CyU
class assignment wqK>=Ri_
{ hT#[[md"
Left l; `fj(xrI
Right r; mM&H;W
public : 8S&`
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} [wi "
template < typename T2 > $*{PUj
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } o
*S"`_
} ; ;a*i*{\Rm
T1LtO O
同时,holder的operator=也需要改动: Q9]7.^l
<G/O!02
template < typename T > 'cu(
Sd}
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const Gmf.lHr$%
{ m&EwX ^1-
return assignment < holder, T > ( * this , t); s-J>(|
} -H#{[M8xX
D/"[/!
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。 Zm4IN3FGLv
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ,0[bzk
S9t_2%e
return l(rhs) = r; .TSj8,
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。 n'U*8ID
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: HJ:s)As
HBXp#$dPc
template < typename Tp > =(3Qbb1i
class constant_t l%oie1g l
{ ]Jq1b210
const Tp t; mTwz&N\
public : 5M;fh)fT
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ~6Vs>E4G
template < typename T > b`usRoD{+
const Tp & operator ()( const T & r) const g>CF|Wj
{ i-vhX4:bd
return t; x~?,Wv|cm
} x@;XyQq
} ; =\eM
-"r
EgFV
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ;@Alr?y
下面就可以修改holder的operator=了 ;^^u _SuH
tz4MT_f
template < typename T > dw5.vXL`
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const n{6XtIoYq
{ 6@t4pML
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); U"v(9m@
} No=Ig-It
G^ZL,{
同时也要修改assignment的operator() @kenv3[Lc
a]>gDDF
template < typename T2 > H 0aDWFWS
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } ~*GJO74
现在代码看起来就很一致了。 J}Bg<[n
Ia=wf"JS)
六. 问题2:链式操作
V<$g^Vb
现在让我们来看看如何处理链式操作。 bc}U &X<
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。 ),(ejRP'r
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。 cZuZfMDM
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。 4_ztIrw
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct RY8;bUSR
q.yS j
template < typename T > (`5No:?v<
struct result_1 :bkACuaEn
{ |FHeT*"
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; "CapP`:
} ; I,(m\NalK
5?r#6:(yI
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: <N}UwB&
"WdGY*r
template < typename T > bae .?+0[
struct ref @NWjYHM[`
{ &^Zo}F2V
typedef T & reference; B.-5$4*s
} ; 0?qXD O&~
template < typename T > v`A^6)U#M
struct ref < T &> o7i/~JkTP
{ OB)Vk
typedef T & reference; S7N3L."
} ; ,%w_E[2
T^B&GgW
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 'S@%
iA3d[%tBb
template < typename T > FbO-K-
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const $Q{)AN;m
{ +Pd&YfU9
return l(t) = r(t); _A|1_^[G(
} z6#N f,
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。 eS8tsI
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ,> A9OTSN\
LzB)o\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 ]:(>r&'
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: :WIbjI=
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 $~`a,[e<
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 =24)`Lyb
最后的布局是: TOdH
Add A)Wp W M
/ \ "#z4
Divide 5 ck>|p09q'9
/ \ VI,z7
\
_1 3 C18pK8-
似乎一切都解决了?不。 y:WRpCZoa
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。 7}(wEC
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。 B(wk $2
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: W"? |O Q'
/6B!&b2f
template < typename Right > @a#qq`b;
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const $IX>o&S@|
Right & rt) const QDYS}{A:V
{ .\= GfF'
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 9:4PJ%R9
} 5Al59]
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 UeV2`zIg`
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。 7Oe |:Z
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。 w~y+Pv@
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。 rVowHP
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。 :BKY#uH~
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? pXL_`=3Q
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: ;29q
rVd (H
template < class Action > W -<E p<7{
class picker : public Action }@=m[Zx#
{ G,9osTt/
public : `Jhu&MWg
picker( const Action & act) : Action(act) {} ~z#Faed=a
// all the operator overloaded A^
$9[_
} ; aF2eGh
#~*fZ|sq+3
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 +6@".<
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: I~y[8
3C 84b/A
template < typename Right > ,uqSq
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const AX}l~
sv
{ zk=5uKcPE
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); S9d+#6rn
} gm~Ka%O|F
A1e| Y
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > RKFj6u
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 7\@[e, ^9
I$xfCu
template < typename T > struct picker_maker G`!#k!&r
{ jCqs^`-
typedef picker < constant_t < T > > result; _;3xG0+
} ; 6DqV1'
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > &MsnQP
{ V^B'T]s
typedef picker < T > result; &:`T!n
} ; L$6{{Tw"2
,pE{N&p9
下面总的结构就有了: Zm& X $U
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。 <\eHK[_*
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。 ^]o]'
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 w]X~I/6g
至此链式操作完美实现。 w G[X*/v
|K| c
s<Pk[7`*
七. 问题3 -twV?~f
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。 rU`#3}s
[U@#whE O
template < typename T1, typename T2 > unKTa*U^q
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ]u
4
{ KZUB{Y^)
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); {rQ6IV3=
} #]<j.Fc`
/{
Lo0
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: uoR_/vol8
&l2oyQEF)
template < typename T1, typename T2 > }md[hi J
struct result_2 \E1[ /
{ +pp|Qgr 3
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; =UYZ){rt9E
} ; v?BX 4FO
hZf0q 2
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? (@@t,\iF
这个差事就留给了holder自己。 0*S]m5#;
Gh}sk-Xk=
O`1_eK~1<
template < int Order > URS6
LM
class holder; H4p N+
template <> !]=[h
class holder < 1 > FB-?{78~
{ jPU:&1(_ n
public : $,Y\
template < typename T > u^T)4~(
struct result_1 &QFg=
{ Lb;:<
typedef T & result; SVWtKc<
} ; 4%>iIPXi.(
template < typename T1, typename T2 > Uu
~BErEC
struct result_2 SE/GT:}
{ Y5e6|b|
typedef T1 & result; p'z
fo!
} ; 0)n#$d>
template < typename T > .si!`?K%[
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 0J7)UqMf.
{ ,pL%,>R5
return (T & )r; C# IV"Pkq
} L]I ;{Y
template < typename T1, typename T2 > r(-`b8ZE
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const h}r64<Y2{
{ ?4v&TB@
return (T1 & )r1; Jk=E"I6
} :E'uV"j%
} ; ]FV,}EZ
k)j,~JH
template <> W@U<GF1
class holder < 2 > w:%3]2c
{ `%_ yRJd|;
public : 60p*$Vqy
template < typename T > h^o>9s/|/H
struct result_1 |^p7:)cy
{ L5$r<t<
typedef T & result; X:Z4QqT
} ; ^-Ob($(\
template < typename T1, typename T2 > +|(-7"
struct result_2 OXc!^2^
{ w/+e
typedef T2 & result; tDn{;ED<
} ; Ca}T)]//
template < typename T > $j=c;+W
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const KqC8ozup
{ '|
(#^jAj
return (T & )r; Y&M}3H>E
} fui;F"+1
template < typename T1, typename T2 > {jB& e,
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const k\(LBZ"vR
{ pJ)PVo\cV
return (T2 & )r2; !9w3/Gthj
} 8+'9K%'@qX
} ; ('k;Ikut
<j
CD^
<NRW^#g<x
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> >。 NKyaR_q`
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: O#Y;s;)i"
首先 assignment::operator(int, int)被调用:
<sdC#j
d +0(H
return l(i, j) = r(i, j); _Q&O#f
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) T^FeahA7;
peW4J<,
return ( int & )i; \$; Q3t3
return ( int & )j; @hC ,J
最后执行i = j; NQb!?w
可见,参数被正确的选择了。 ^f][;>c
kB~KC-&O
K(bid0Y
+M@p)pyu
o2p;$W4`
八. 中期总结 qz]b8rX
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: 2^Y@e=^A
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 `Hj{XIOx
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 >IZ|:lsxE
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 2Lravb3
e'%"G{(D
PEA<H0
2|a@,TW}-
tR`'( *wh
x@^Kd*fo
九. 简化 OJX* :Q
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 PeCU V6
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 WGy3SV )
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: lM0`yh
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 08*O|Ym,
+-*/&|^等 \~j6}4XS1.
2. 返回引用。 :yPA6O 4
=,各种复合赋值等 B_Qi
3. 返回固定类型。 z +NxO!y
各种逻辑/比较操作符(返回bool) oEfy{54
4. 原样返回。 @|A
wT
operator, c;RB!`9"
5. 返回解引用的类型。 &dA{ <.
operator*(单目) [Ol}GvzJ7
6. 返回地址。 #fT1\1[]
operator&(单目) ~r(/)w\
7. 下表访问返回类型。 (y^[k {#
operator[] o]Ln:k l
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 AH?T}t2
operator<<和operator>> NR98I7
5Z
(1&
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 ~Ey)9phZK
例如针对第一条,我们实现一个policy类: VE_% /Fs,
"XvM1G&s`
template < typename Left > K8>-%ns
struct value_return i;+]Y
{ PWErlA:58
template < typename T > \gtI4zl*J
struct result_1 E]Wnl\Be
{ J})#43P
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; #
MpW\yX
} ; pS [nKcyj
>LqW;/&S<
template < typename T1, typename T2 > :i{$p00
G
struct result_2 xw1@&QwM
{ cSMiNR
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; z
xe6M~+
} ; q ERdQ~M,
} ; QY$Z,#V)
l;u_4`1H
a04I.5!
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait Z{'.fq2A
1w30Vj2<
下面我们来剥离functor中的operator()
Z.!tp
首先operator里面的代码全是下面的形式: ]m ED3#
4JOw@/nE
return l(t) op r(t) <OYy;s
return l(t1, t2) op r(t1, t2) _6Ex}`fyJ
return op l(t) ZH@BHg|}H
return op l(t1, t2) kTCWyc
return l(t) op | dLA D4%
return l(t1, t2) op A4kYEA
return l(t)[r(t)] ez2rCpA
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] K/^70;/!.
d5b \kR r
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: 4tZnYGvqe
单目: return f(l(t), r(t)); (YOp
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); f76bEe/B9
双目: return f(l(t)); BkZmE,
return f(l(t1, t2)); 1m$< %t.>
下面就是f的实现,以operator/为例 $ U~3$*R
f;Cu@z{b
struct meta_divide c=
f_
{ SfHs,y6
template < typename T1, typename T2 > =%wwepz6
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) }Y{aVn&C
{ L%3m_'6QP
return t1 / t2; xt{f+c@P
} k3:8T#N>!O
} ; T3-8AUCK8?
^:c:~F6J
这个工作可以让宏来做: 'yrU_k,h
jsXj9:X I
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ MV+S.`R
template < typename T1, typename T2 > \ >
`uk2QdC
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; !a(#G7zA
以后可以直接用 wK0= I\WN9
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) dcK7Dd->
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 #<^ngoOj
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) Ru1I,QvCj"
X?RnP3t~
*58`}]
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 C>1fL6ct
5)}3C_pmW
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > )ifEgBT
class unary_op : public Rettype 81(.{Y839_
{ =Wb!j18]
Left l; d|nJp-%V
public : ]["=K!la:
unary_op( const Left & l) : l(l) {} >x$eKN
Sk'S`vH
template < typename T > )v4?+$g
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 4V$DV!dPQ}
{ Q%x |
return FuncType::execute(l(t)); _A8x{[$
} `0]kRA8=
01UEd8
template < typename T1, typename T2 > d=q&UCC
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Wq4>!|
{ (|(#W+l~
return FuncType::execute(l(t1, t2)); )^G&p[G
} s'4S,
} ; 4bT21J37
%B;e7
UJ
[c{/0*
同样还可以申明一个binary_op } s0?RH
iMr Np
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > R4?OFhN9
class binary_op : public Rettype "zT#*>U
{ ~6:<OdQ
Left l; q.
%[!O
Right r; sQBl9E'!be
public : yAge2m]<B
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} rPk=9I
r306`)kX
template < typename T > q- U/JC
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const D"5u N0Z
{ ?1r>t"e5
return FuncType::execute(l(t), r(t)); "IK QFt'
} q#8$@*I
H*l2,0&W
template < typename T1, typename T2 > 9M$=X-
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const "y %S.ipWG
{ 4 Ar\`{c>
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); $LS$:%i4
} B&tU~
} ; fgb%SIi?
~"<AYJlO
pH?tr
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 {V> >a
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 rv(Qz|K@
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) /Dn,;@ZwAi
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。 U%swqle4
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! +m> %(?=A
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。。。 f}4bnu3
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 CC(At.dd
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) xB1Oh+@i
下面是修改过的unary_op _x.!,
g{
\2F$FRWo
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 6[-N})
class unary_op s|Hrb_[;l
{ \'rh7!v-u
Left l; 1gq(s2izy
^|z
public : 4FmT.P
(6xrs_ea
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 1LgzqRq
ZfzUvN&!
template < typename T > 0;*1g47\
struct result_1 h\ZnUn_J
{ 1:3I G=
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; <f
l-P
} ; DP rFB y
[Rz9Di ;
template < typename T1, typename T2 > ``~7z;E%@
struct result_2 -ejH%CT
{ B2QC#R
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; [SluYmW
} ; "?I ]h
(GLd"Zq
template < typename T1, typename T2 > "V|1w>s
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ,ux?wa+
{ !nQ!J+ g
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 4M)
s
} 9-<EeV_/
HG(J+ocn
template < typename T > -t92! O
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const v&[Ff|>
{ 82w='~y
return OpClass::execute(lt(t)); VA9"
Au
} k<mfBNvuo
N# Ru`;
} ; 80X #V
a$f$CjQ
Kh)SgJ3B@
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug <NV[8B#k]
好啦,现在才真正完美了。 9{gY|2R_
现在在picker里面就可以这么添加了: 6}aIb .j
xWY%-CWY.
template < typename Right > 95.m^~5
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const jU1 ([(?"
{
f'hrS}e
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); }i32
} Pt/dH+r`%
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 5ua`5Hb;
gr\UI!]F
.OLm{
kaSy 9Y{
&E0d{2
十. bind PZVh)6f"c
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 C_SJ4Sh
先来分析一下一段例子 KrcL*j&^
+{Qk9Z
BDW%cs
int foo( int x, int y) { return x - y;} aCu 8
D!
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 \2q!2XWgK
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 ^Ge3"^x1
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 3I87|5V,Z
我们来写个简单的。 N5>ioJj
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: by 'P}
对于函数对象类的版本: 9oOr-9t3
_*d8:|qw
template < typename Func > `|Aj3a3sND
struct functor_trait f(Vr &X
{ d5/x2!mH8
typedef typename Func::result_type result_type; dQD YN_
} ; _K(w&Kr
对于无参数函数的版本: 7Y`/w$
[LDV*79Z
template < typename Ret > )<_e{_h
struct functor_trait < Ret ( * )() > '&?OhSeN
{ D%L}vugxK
typedef Ret result_type; ZPrL)']
} ; ~ YQC!x
对于单参数函数的版本: Czj]jA(0f
7 &y'\
template < typename Ret, typename V1 > D6cqON0a.
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 3lw
KV
{ (;RmfE'PX
typedef Ret result_type; "bI'XaSv
} ; )%8 ;C]G;
对于双参数函数的版本: Up:<NHJT
2Zf}t
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > G}!dm0s$
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 4x.1J
{ PQ6.1}
typedef Ret result_type; } 0su[gy[
} ; p.(8e kh
等等。。。 H/qv%!/o
然后我们就可以仿照value_return写一个policy Ne{2fV>8Ay
[PVem
template < typename Func > AfU~k!4`
struct func_return ^FaBaDcnl
{ YNEPu:5J
template < typename T > SFKfsb !C
struct result_1 e^;<T9Esr
{ L9,;zkgo
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; mB.ybrig
} ; IM""s]
P?- #d\qi
template < typename T1, typename T2 > xq#YBi,
struct result_2 du,mbTQib
{ uB;\nj5'D
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; z[zURj-*]
} ;
58S >B'
} ; [1OX:O|
rCOH*m&
0)@7$Xhf
最后一个单参数binder就很容易写出来了 }n!$)W*?
azEN_oUV
template < typename Func, typename aPicker > "pQFIV,
class binder_1 ]yc&ffe%
{ ="~yD[S
Func fn; O+8]y4%5
aPicker pk; u"WqI[IV
public : PVK. %y9
wH?r522`c
template < typename T > nT(Lh/
struct result_1 `7.(dn>WL0
{ eouxNw}F1
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; WA~PE` U
} ; PubO|Mf
lCyBdY9n
template < typename T1, typename T2 > hUL5V1-j
struct result_2 ]3u$%vc
{ [(*ObvEF
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; L[Z
SgRTu
} ; y `)oD0)Fj
>bgx o<
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} #Uc0W
/'
+GYS
template < typename T > ?^y!}(
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const uyE_7)2d
{ M/!5r
return fn(pk(t)); aPR0DZ@
} \=3fO(
template < typename T1, typename T2 > _'CYS3-P3
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const E{):zg
{ etcpto=Mo
return fn(pk(t1, t2)); BQ[,(T`+R
} (z8^^j[
} ; fga{b7
p\>im+0oh
a$}n4p
一目了然不是么? cJIA/HQe
最后实现bind u]<7}R@s
@<n8?"{5S
*hm;C+<~
template < typename Func, typename aPicker > .>/Tc
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) g8+Ke'=_
{ rM|] }M=_V
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ~~8?|@V
} p3e_:5k
be@\5
2个以上参数的bind可以同理实现。 \J)ffEKIp
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。 A2C|YmHk
}DCR(p rD
十一. phoenix $e99[y@
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: m VSaC
Or({|S9d2
for_each(v.begin(), v.end(), {? a@UUvC
( l(o;O.dLt
do_ {[
E7Cf
[ ;usv/8
cout << _1 << " , " -Hx._I$l
] +Jf45[D
.while_( -- _1), Oo)MxYPU
cout << var( " \n " ) -GqMis}c
) @i" ^b
); t;>"V.F<1
4E"OD+
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: J|'e.1v
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 r.JY88"
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 &,4 3&pFU
那么我们就照着这个思路来实现吧:
6Cdc?#&
"OdR"M(G\
H#Aar
template < typename Cond, typename Actor > l^LYSZg'R8
class do_while QH)uh"
{ /4Df 'd
Cond cd; ZysZS%
Actor act; PkqOBU*|=
public : g^`;B"
template < typename T > iC$mb~G
struct result_1 r+#! ]wNPe
{ y*f5_
typedef int result_type; Q?1'
JF!G
} ; `S&$y4|Vs
|Z"5zL10
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} r@|{m QOxa
r )pg9}+
template < typename T > w^rINPAS
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const h 8ND=(
{ !BQ:R(w
do 4mqA*c%6S
{ ljS~>&
act(t); o<J_?7c~}
} |=xK-;qs
while (cd(t)); 6wmMg i_m
return 0 ; tB,1+I=
} t%B ,ATW
} ; Dej2-Y
\Y?ByY
F74^HQ*J
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). uyp|Xh,
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。 4a]$4LQV
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 ~EV7E F
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 0/vmj,&B(
下面就是产生这个functor的类: 7,pn0,HI
qMHI-h_A
z. 6-D
template < typename Actor > A.D@21py
class do_while_actor e2P
ds`
{ H7I&Ky
Actor act; 2$Fy?08q
public : <c X\|dM
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} RKt#2%FFO
3T<aGW1
template < typename Cond > RV&