一. 什么是Lambda "?W8o[c+
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 lH@goh
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, [a}Idi`
K
F[0~{*/|G
_F^NX%
oz[G'[\}F
class filler ;TwqZw[.
{ m5HMtoU
public : O'.{6H;t
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} S&k/Pc
} ; oYJ<.Yxeb
cf*~Gx_l
JS<w43/j
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: f.E{s*z>
qzLD
xgM\6e
g2 mq?q(g
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); zzh7 "M3Qn
7uF
@Xh
w
!<-e>
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 knb0_nA
Mii&doU
9y} J|z
> %Hw008
二. 战前分析 v:>sS_^
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。 [biz[fm
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 Zw%:mZN
wqap~X
S@~ReRew2
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); f}ch1u>
/* --------------------------------------------- */ Nd@/U
c
vector < int *> vp( 10 ); 02(Ob
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); c|(Q[=
/* --------------------------------------------- */ ra_TN;(
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); <;jg/
/* --------------------------------------------- */ 3vQVk
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); +Q[SddI
/* --------------------------------------------- */ M-F{I%Vx
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); :6m"}8*q8
/* --------------------------------------------- */ AI,E9
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); 300[2}Y]
Gf9O\wrs
W3^^aD-
o"A?Aq
看了之后,我们可以思考一些问题: Fta=yH}
1._1, _2是什么? Wg8*;dvtM
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。 %N\8!aXnf
2._1 = 1是在做什么? ) :Px`] 5
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。 ?nE9@G5Gc
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。 _(8N*q*w
RmOkb~
?#nk}=;g8
三. 动工 ~*~aFf5
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: %j{*`}
rTJ;s
oL!C(\ERh
4Yt'I#*
template < typename T > }?O>.W,/
class assignment W* n|T{n
{ /R6\_oM
T value; M~Er6Zg
public : _=cuOo"!
assignment( const T & v) : value(v) {} Z]5xy_La
template < typename T2 > `>lY$EBG@[
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } "{~^EQq,
} ; J'L6^-gV
SaRn>n\
d4A:XNKB
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Q#&6J =}
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment B&EUvY '
?f!&M
e. E$Ej]w
Kv#Q$$)r
class holder `nc=@" 1
{ n*#HokX
public : TIF =fQ
template < typename T > Wi~?2-!
assignment < T > operator = ( const T & t) const 'I>geW?{QK
{ 1p<*11
return assignment < T > (t); li#ep?5h^
} gnf4H
V~
} ; :01B)~^
@Yw42`>!s
e{^lD.E
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: *hpS/g/3\
>]Dn,*R
static holder _1; BXytAz3
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 /NuO>kQa
k?
,/om1
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 6.|[;>Km
而不用手动写一个函数对象。 .5A .[ZY)
NZ+TTMv
"od2i\
RS2uk7MB
四. 问题分析 bY~V?yNgKM
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。 Iy5)SZ'
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。 I-Am9\
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 w.+G+r=
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
KcpQ[6\
下面我们可以对这几个问题进行分析。 S&Hgr_/}c
gTdr
五. 问题1:一致性 ]L3MIaO2T
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?| {Z>Mnw"R
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Odw9]`,T
}1.'2.<Y
struct holder ~;t/VsgGW
{ ^5k~7F.
// X2YBZA
template < typename T > Ak3V< =gx
T & operator ()( const T & r) const Qr-,J_
{ /
w[Tu
return (T & )r; yEkwdx5!(
} FyChH7
} ; 7b8y
/U0,%
这样的话assignment也必须相应改动: FvD/z;N
D23 c/8K
template < typename Left, typename Right > g?@fHFct
class assignment wb39s^n
{ |>wGl
Left l; QM7BFS;
Right r; *{O[}
public : xgvwH?<
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} U@53VmrOy
template < typename T2 > Sj viH
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } e`K{
} ; Ve xxdg
yMpZ-b$*~
同时,holder的operator=也需要改动: Qn;,OBk
ghTue*A
template < typename T > LYyud
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const &fE2zTz
{ %kP=VUXj
return assignment < holder, T > ( * this , t); F><ficT
} `:Oje
Ian+0
?`e
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
L08lkq,
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 mgb+HNH%q\
h:KEhj\d?
return l(rhs) = r; F4IU2_CnPD
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 )`mBvS.}
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Sf2xI'
%Y9CZRY9
template < typename Tp > vX&W;&
class constant_t /*t H$\6*
{ 8/lgM'Eux
const Tp t; {/qQ=$t
public : O.jCDAP
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} z:&/O&?
template < typename T > -Q|]C{r
const Tp & operator ()( const T & r) const ~"8r=8|
{ X, }(MW
return t; Q!r` G
} Zb:Z,O(vn
} ; WYIv&h<h"
+fQJ#?N2n
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 dZ4c!3'F
下面就可以修改holder的operator=了 Q 87'zf
eYevj[c;
template < typename T > h-DHIk3/
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const beNy5~M$
{ ~y,m7%L
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); 1Vs>G
} 3^-\=taN<m
7;pQ'FmZJ
同时也要修改assignment的operator() pm[+xM9PB
@gw8r[
template < typename T2 > I__a}|T%
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } aj<r=
现在代码看起来就很一致了。 e%IbME]x
jsP+,brO
六. 问题2:链式操作 m ^w{:\p
现在让我们来看看如何处理链式操作。 w:mm@8N
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。 ZKM@U?PK
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。 RYdI$&]
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 {]$ )dz5
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct )_6W@s
,hm&]
template < typename T > as@?
Kv
struct result_1 %AmyT
{ i1*0'x
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ~
ea K]|
} ; yJ;Qe_up
$#(j2sL1
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: o'8nQ
Tao
R*r"};
template < typename T > Pc<0kQg
struct ref uQ7lC~
{ YPA$38
typedef T & reference; $VF$Ok>
} ; 5=R]1YI~$
template < typename T > GInw7
struct ref < T &> ZZi|0dG4;
{ &y7xL-xP
typedef T & reference; +k[w)7Q
} ; ls~9qkAyLx
#)3 B
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: "2p\/VfA
~YByyJG
template < typename T > p|@#IoA/e
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const N|3#pHm@
{ }Kn
l
return l(t) = r(t); ae](=OQ
} /Z[HU{4
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。 ce; zn\
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 lQy-&d|=#^
|kTq
&^$
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 W Bb*2
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: !Uv>>MCr
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 l]gW_wUQd
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 q([{WZ:6Oq
最后的布局是: =^ \?{oV
Add %jHe_8=o
/ \ 1U?5/Ja
Divide 5 H!>>|6OPF
/ \ v["_t/_
_1 3 !~V^GlY
似乎一切都解决了?不。 h4+*ssnYV
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。 d24_,o\_
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。 ?'tRu !~
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: lD-2 5~YV
^AiQNL}
template < typename Right > 6ud<U#\b&
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const >0uj\5h)I]
Right & rt) const `6;$Z)=.
{ ]2
$T 6
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); X4Pm&ol
} lxr;AJ(
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 j(k}NWPH
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。 b*/Mco 9O
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。 #=;vg
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。 /Gn0|]KI
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。 X{<taD2~
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? ]Qa|9G,b
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: WW2hwB(
i0J`{PbI
template < class Action > %wI)uJ2
class picker : public Action ;8^(Z
{ u?H.Z
public : U3`?Z`i(
picker( const Action & act) : Action(act) {} Eggu-i(rD
// all the operator overloaded Pn6~66a6
} ; %(W8WLz}
*)Cr1d k
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。
[;4;.V
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: M'F<1(
c{KJNH%7
template < typename Right > s|`wi}"x
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const 6>
z{xYat
{ l(}MM|ka
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); pOh<I{r1
} |I29m`
7(a1@V H
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > WW>m`RU`
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。 Tj{3#?]Ho
.wyuB;:
template < typename T > struct picker_maker $G5:/,Q
{ .U44p*I
typedef picker < constant_t < T > > result; S#r|?GYua
} ; x 4sIZe+
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > 0L1sF'ZN
{ )!caOGvhJ
typedef picker < T > result; r-*6#
"
} ; <(B|g&A
t`R{N1
下面总的结构就有了: ]!~?j3-k Q
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 Q'JK *.l
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 V|[NL4
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 +|7N89l
至此链式操作完美实现。 +!!G0Zj/
K+XUC
%5DM ew
七. 问题3 d3S Me
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 .\&k]}0qA?
\=]`X2Ld
template < typename T1, typename T2 > !pkIaCxs
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const <;O^3_'
{ "v(pluN|
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); '$EyVu!
} 0:<Y@#L
oif|X7H;
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: :K"~PrHm
~fb#/%SV
template < typename T1, typename T2 > ZoSyc--Bv
struct result_2 :FfEjNil
{ f}p`<z
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ~!Nw]lb!
} ; RqP_^tB
RyG6_G}
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? B]:|;d
这个差事就留给了holder自己。 ?6hd(^
q\|RI;W
x[&<e<6
template < int Order > iyd$_CJ z
class holder; N)AlQ'Lwx
template <> VZ=:`)
class holder < 1 > \E<Qi3W>*
{ i/H;4#Bz
public : H(P]Z~et
template < typename T > Yf~Kzv1]*
struct result_1 `]] <.>R
{ 4Orq;8!BW
typedef T & result; Y:L[Iz95o
} ; ]8DTk!
template < typename T1, typename T2 >
s2wDJ|
struct result_2 F:q8.^HTJ
{ bt_c$TN
typedef T1 & result; :]]x^wony~
} ; )S 4RR2Q>
template < typename T > :z&kbG
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ir>h3Zk
{ II| ;_j
return (T & )r; HLG5SS7
} %7P]:G+Y\
template < typename T1, typename T2 > .P/0`A{&
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Ui" {0%
{ _q4O2Fx0
return (T1 & )r1; jZPGUoRLg
} 5pe)CjE:
} ; WZPj?ou`G
cs.t#C
template <> xW*Lceb
class holder < 2 > g,!.`[e'ex
{ H.E=m0np
public : n%#3xoa
template < typename T > lS7L|
struct result_1 cNxxX!P/
{ sxph#E%
typedef T & result; ,Xfu?Yan
} ; ]1W xa?
template < typename T1, typename T2 > bhIShk[
struct result_2 czpu^BT;;T
{ }2"W0ZdWD
typedef T2 & result; R=D}([pi
} ; oH?:(S(
template < typename T > u)I\R\N
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const PpBptsb^|J
{ EPH" 5$8
return (T & )r; P5oS 1iu*
} +6P[TqR
template < typename T1, typename T2 > ab%I&B<b
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ~%g,Uypi
{ B5vLV@>]
return (T2 & )r2; j~K(xf
} njg0MZBqA
} ; `[(XZhN
g3&nxZ
:q*w_*w
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 R6oD
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: o5DT1>h
首先 assignment::operator(int, int)被调用: jOrfI-&.G
1/w8'Kf'u
return l(i, j) = r(i, j); h]t v+\0
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 2|& S2uq
{ +w.Z,D"
return ( int & )i; w9VwZow
return ( int & )j; .'_}:~
最后执行i = j; : slO0
可见,参数被正确的选择了。 9?hZf$z
B=~y(Mb
$w{d4" )
.R"VLE|
T)7U+~nQ"
八. 中期总结 .Y]0gi8z
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: UE"v+GH
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ksOsJ~3)
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 qve'Gm)
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor La9}JvQoX
[BJzZ>cY
/KF@Un_Ow
BlU&=;#r5>
J8r8#Zz
=RD>#' sUK
九. 简化 !Md6Lh%-w
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 }EkL[H!
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 J( XDwt
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: (?R!y -
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 M(K7xx+G
+-*/&|^等 P658
XKE
2. 返回引用。 -sKtT 9o
=,各种复合赋值等 {cOx0=
3. 返回固定类型。 7`t"fS
各种逻辑/比较操作符(返回bool) >| ,`E
4. 原样返回。 gveJ1P
operator, k89N}MA
5. 返回解引用的类型。 `14@dk
operator*(单目) }BI6dZ~2A
6. 返回地址。 m!w|~Rk
operator&(单目) ' *a}*(0OA
7. 下表访问返回类型。 W-#DEU 7_
operator[] 'q$ Ym0nL
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 .#SgU<Wq
operator<<和operator>> MJ?t{=
vbeE}7 *2
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。 z{
V;bi;
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 1_q!E~)
T5zS3O
template < typename Left > K=JDl-#!
struct value_return Q;y5E`G
{ .-M5.1mo\(
template < typename T > xcWR#z{z
struct result_1 ]-{fr+
{ e(
@</W
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; xO>z
)3A
} ; %|}*xMQ
Oj _]`
template < typename T1, typename T2 > qna!j|90Lp
struct result_2 dV
:}
{ \u[}
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 7AT8QC`u
} ; R3_OCM_*
} ; [.xY>\e
*w(n%f
t :YZua
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait GLecBF+>F
2hF^U+I}
下面我们来剥离functor中的operator() 4>V@+#Ec5
首先operator里面的代码全是下面的形式:
q#mL-3OQ
YAT@xZs-
return l(t) op r(t) EniV-Uj\D
return l(t1, t2) op r(t1, t2) H i8V=+
return op l(t) sGhw23
return op l(t1, t2) !nkIXgWz
return l(t) op J(d+EjC
return l(t1, t2) op ^;a
.;wR
return l(t)[r(t)] hDB(y4/
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 3WQa^'u
Sxc)~y
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: %\48hSe
单目: return f(l(t), r(t)); Fy<:iv0>t
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 8\P,2RSnt
双目: return f(l(t)); WJONk_WAc
return f(l(t1, t2)); \h#aPG<yo
下面就是f的实现,以operator/为例 W7uX
5U7,,oyh
struct meta_divide BT8)t.+pv
{ :s_.K'4?a
template < typename T1, typename T2 > +&VY6(Zj+*
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) m0ra
{ H%Vf$1/TF
return t1 / t2; vA_,TS#Bo
} mm+V*L{x
} ; KMy"DVqE
ynM~&]fk#k
这个工作可以让宏来做: ohKoX$|p~
JYw?
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ _ncBq;j{
template < typename T1, typename T2 > \ DKfpap}8u
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; IKP_%R8.
以后可以直接用 uoE+:,P
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) )r{Wj*u
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 B7'#8heDh
(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。。。) $%bd`d*S
kEC^_sO"
"*<vE7
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 "}xIt)n%;
5\h 6"/6Df
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > lBFKfLp&
class unary_op : public Rettype %8u9:Cl):
{ #2U# h-vI
Left l;
n4dNGp7\`
public : H}~K51
unary_op( const Left & l) : l(l) {} SF;\*]["f
zW#5 /*@
template < typename T > fn
'n'X|
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const EoPvF`T
{ ^$'z#ZN1
return FuncType::execute(l(t)); AA^K/y
} 9;6)b0=$
M| Gl&
template < typename T1, typename T2 > hR|xUp
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const WZ6{9/%:
{ SS%Bde&<{
return FuncType::execute(l(t1, t2)); q7KHx b
} c]x-mj =
} ; L:Rg3eo
kJuG haO
CtN\-E-
同样还可以申明一个binary_op wg)Bx#>\L:
7Ji'7$
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > )C?H m^#
class binary_op : public Rettype a+lNXlh=
{ %$zak@3%'
Left l; ;5X~"#%U_
Right r; ({Md({|
public : };rp25i
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} _ s}aF
NbU4|Oi
template < typename T > )=}qAVO8
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const &aIFtlC
{ aE)1LP
return FuncType::execute(l(t), r(t)); `)8~/G%
} [>dDRsZ
`` g
template < typename T1, typename T2 > AP>n-Z|
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const V*rLGY#
{
{,Vvm*L/
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); q%d'pF
} R- >~MLeK]
} ; 08jk~$%
u
`xQC/
g$e|y#Ic$
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 Cx~;oWZ
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 9a=:e=q3#
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 7W SP0Xyz
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。 C=oeRc'r1W
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! ~tfd9,t
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;:=r:bth
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 "aKlvK:77
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) >CrrxiG
下面是修改过的unary_op FXT^r3
+p>h` fc
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > BhAT@%
class unary_op 2 ^"j]g>mj
{ ,(h-
Left l; -?#iPvk6
IfB .2e`
public : Z}0{FwW"4
M .6BFC
unary_op( const Left & l) : l(l) {} qZ>_{b0f
-!7Z
template < typename T > HTiLA%%6
struct result_1 Zl9
{ d`V.i6u
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; MXl_{8
} ; fCNQUK{Gs5
e}{#VB<
template < typename T1, typename T2 > xPm{'J+b~
struct result_2 }XUI1H]jk
{ e^@ZN9qQ
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Bt")RG
} ; pe,y'w{
'C7R*
P
template < typename T1, typename T2 > aO}hE2]
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const <L8FI78[*
{ i75\<X
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); e%ro7~
} 8dx7@y?z
b/oNQQM#Dk
template < typename T > ^zT=qBl
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const |95K
{ w2b(,w
return OpClass::execute(lt(t)); (5Q<xJ
} RgH 6l2
v9@_DlV\
} ; Lbrn8,G\
V!. Y M)B
onmkg}&_
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 E71H=C 4
好啦,现在才真正完美了。 @^ta)Ev
现在在picker里面就可以这么添加了: $A 5O>
hunlKIg
template < typename Right > !!ZGNZ_
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const U9PI#TX
&O
{ uAnL`
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); W!" $g
} v~AshmP
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 ;,]4A{|
k9H}nP$F
rIB./,
X7K{P_5l
ktfxb<%
十. bind J3 oUtu
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。 Ux^ue9
先来分析一下一段例子 4IOqSB|
&x*l{s[
J80&npsO
int foo( int x, int y) { return x - y;} n?6^j8i
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 _?felxG[
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 %LHt{:9.
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。 njJTEUd">
我们来写个简单的。 ,@p4HN*
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 7~1Fy{tc
对于函数对象类的版本: CaED(0
R86i2',
template < typename Func > Z3wdk6%:}
struct functor_trait ^FNju/b
{ yRQ1Szbjli
typedef typename Func::result_type result_type; qh}+b^Wi
} ; Z;+;_Cw
对于无参数函数的版本: LdiNXyyzet
O+'k4
template < typename Ret > @JdeOL;
struct functor_trait < Ret ( * )() > s+ *LVfau
{ mV"F<G; H
typedef Ret result_type; v#g:]T
} ; U. <c#S
对于单参数函数的版本: RFe>#o
Y@UW\d*'%I
template < typename Ret, typename V1 > &09~ D8f'
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > O:,Gmft+
{ ?G9DSk?6%Z
typedef Ret result_type; gL|
9hvHr[
} ; 01
+#2~S
对于双参数函数的版本: @$p6w
h0 %M+g
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > .8'uIA{_2
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > w0yzC0yBk
{ Xe`$SNM
typedef Ret result_type; ^f(El(w
} ; 4R01QSbd
等等。。。 ebL0cK?
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 75P!`9bE
-;
d{}F
template < typename Func > 96!2@c{
struct func_return XF3lS#pt
{ tycVcr\(
template < typename T > 1 Cz}|#U
struct result_1 !p36OEx
{ XH!n{Of
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; d{WOO)j
} ; .}!.:
|
MfI+o<{r
template < typename T1, typename T2 > .VmRk9Z
struct result_2 J1M9),
{ 9}K
K]m6u}
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; h3\(660>$
} ; &'i.W}Ib!
} ; 3WGOftLzt
5Em.sz;:8
gm:Y@6W
最后一个单参数binder就很容易写出来了 u
XZ ;K.
8 f~M6
template < typename Func, typename aPicker > ':\bn:;
class binder_1 $K\;sn; |:
{ $S?xB$
Func fn; |a\,([aU
aPicker pk; 4/SltWU
public : E.*wNah"U
V^;lg[:
template < typename T > 'wBOnGi6
struct result_1 =b6G' O[
{ uE,TEa9;
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; j\BtaC
} ; `X&