一. 什么是Lambda ~C{:G;Iy0
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 r`-8+"P
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, ]\rQ{No
4V9BmVS|Th
;8<HB1 &,
oLkzLJ
class filler (c0L@8L
{ &Sg]P
public : (g@X.*c8
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} %f<>Kwr`2
} ; 2=?3MXcjy
fln[Q2zl
e;v"d!H/
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: U`[viH>K
N4x5!00
8pEA3py
A,&711Y
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); [.&JQ
5BA:^4zr?
g(zeOS]q}
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 9qDM0'WuU
RR=WD -l
-\p&18K#
iuj%.}
二. 战前分析 ]Sj;\Iz
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。 -0 xo6'mD
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 Zb_A(mnzh
1>[#./@
Ep(xlHTv
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); z4
=OR@ h
/* --------------------------------------------- */ } J?,?>Z
vector < int *> vp( 10 ); Y;R,ph.a
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); g}R#0gkdk}
/* --------------------------------------------- */ ts<\n-f
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); rV\G/)xL
/* --------------------------------------------- */ U B+~K/
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); kxJs4BY0
/* --------------------------------------------- */ 0e&&k
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); 4IW
fp&Q!
/* --------------------------------------------- */ <#8}![3Q
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); <}RD]Sc$1
HY_>sD
-'O|D}
\A^8KVE!
看了之后,我们可以思考一些问题: *A`ZcO=
1._1, _2是什么? UU(Pg{DA6
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 !e<5JO;c
2._1 = 1是在做什么? v6G1y[Wl
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 W;8A{3q%N0
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 8a)4>B
9_==C"F
1?w=v|b:P)
三. 动工 XzIC~}
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: i`52tH y_
MtwlZg`c3
:@5{*o
=^p}JhQ
template < typename T > E5A"sB
class assignment 3f$n8>mq
{ s#<fj#S
T value; t{B@k[|
public : dSKvs"
assignment( const T & v) : value(v) {} Z79 6;qk
template < typename T2 > u[KxI9Q
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } >VZxDJ$R
} ; v.*fJ
4S*ifl
<BT18u\
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 >l8?B L
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment qi/k`T
/tG as
S@!_{da
s]e`q4ip
class holder 8pf]M&
{ Jw=7eay$F
public : &x B^
template < typename T > g?|Z/eVJ
assignment < T > operator = ( const T & t) const q|%+?j(
{ J<H]vs
return assignment < T > (t); :~R a}
} @"h4S*U
} ; I@z@s}x>
Wm" q8-<<
8.jf6
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: "6IZf>N@#
)2wf D
static holder _1; "5dke^yk0
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
_t"[p_llo
A`M-N<T
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); uv-O`)
而不用手动写一个函数对象。 2%fzRXhu%
~tTn7[!
Fs~*-R$
wbOYtN Y@
四. 问题分析 '/XP4B\(E
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。 .|u`s,\
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=%W-
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 $bKXP(
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 IO&U=-pn&
下面我们可以对这几个问题进行分析。 $?!]?{K
?7)v:$(G}
五. 问题1:一致性 %Iflf]l
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?| pam9wfP
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 |15!D
I74Rw*fB
struct holder h{_\okC>
{ ^ )"Il
// CG@Fn\J
template < typename T > ,]ySBAO
T & operator ()( const T & r) const \"RCJadK
{ <K&A/Ue
return (T & )r; ^HR8.9^[1u
} M]k Q{(
} ; &+(D< U
%{IgY{X
这样的话assignment也必须相应改动: #"c'eG0
6ERMn"[_w
template < typename Left, typename Right > #wT6IU1
class assignment xx1l Ecj
{ .czUJyFms}
Left l; 2 <OU)rVE4
Right r; -z.
wAp
public : ha;fxM]
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 4x-,l1NMR
template < typename T2 > n6,YA2yZO
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } vy5Fw&?"
} ; !^y;|9?O
OAiW8BAe
同时,holder的operator=也需要改动: (y?F8]TfM
d])ctxB
template < typename T > e0TxJ*
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const li?@BHEf
{ +\%]<YO
return assignment < holder, T > ( * this , t);
ox<&T|
} lr;ubBbT
iex%$> "
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。 h*y+qk-!\g
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 $Yu'B_E6p
{*n<A{$[
m
return l(rhs) = r; [G|(E
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。 B%u[gNZ
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ed5oN^V.<
_3%:m||,XP
template < typename Tp > Y)lr+~84f
class constant_t q,#s m'S
{ G Wa6FX:/
const Tp t; "1a!]45 +
public : 'ParMT
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 8Uh|V&
template < typename T > 6Hb a@Q1`
const Tp & operator ()( const T & r) const z__t8yc3
{ -Wmb
M]Z
return t; a%HNz_ro
} b"#S92R+
} ; mX.mX70|J
Xl2g Hh
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 @}Ry7H0O
下面就可以修改holder的operator=了 |6?s?tC"u
]D5Maid+
template < typename T > bWb/>hI8
Q
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const t {1 [Ip
{ nG5\vj,zB
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); 3t.!5L
} "8ZV%%elp
[~|k;\2 +
同时也要修改assignment的operator() `_GCS,/t
1; kMbl]
template < typename T2 > `)]W~
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } |Fze9kZO
现在代码看起来就很一致了。 3}phg
z}-R^"40
六. 问题2:链式操作 D}}?{pe
现在让我们来看看如何处理链式操作。 z]%@r 7
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。 Jia@HrLR
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。 {Y-'i;j?
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。 `Nvhp]E
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct BcpbS%S
GwDOxH'
template < typename T > KK>jV
struct result_1 60%fva
{
7;'UC','
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 2P`./1L
} ; ,#;`f=aqTG
oF+yh!~mM
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: UJp'v_hN
D?S|]]Y!q
template < typename T > c8
struct ref &@|? %
{ paN=I=:*M
typedef T & reference; &-^*D%9
} ; (DvGA I
template < typename T > ?(B}w*G~
struct ref < T &> "38<14V
{ 6ZI7V!k
typedef T & reference; YZOwr72VL
} ; hTZ6@i/pS
)$f?v22
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: *UW 8|\;
BH^*K/^
template < typename T > 6=JJ!`"<2
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const S{2;PaK
{ 8'3&z-
return l(t) = r(t); 0^J%&1a Ic
} 4%qmwt*p
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 a(O@E%|u
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 nSSJl
jZidT9[g
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 U)-aecB!
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: qgEzK
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 r^"sZk#
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ph(LsPT-
最后的布局是: >a2[P"
Add ,*lns.|n
/ \ 2w1Mf<IXPo
Divide 5 5Y`4%*$
/ \ DtGkhq;
_1 3 W2$rC5|
似乎一切都解决了?不。 7g{JE^u
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。 Z \ @9*
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。 s/~[/2[bnf
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: ?
B|i
BOvJEs!UX
template < typename Right > f`>\bdz
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const tQ'R(H`
Right & rt) const JF}i=}
{ ?Y\WSI?i
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); }>y~P~`S:
} !(Y|Vm'
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 :u=y7[I
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。 !7#*Wdt+P
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。 ]CS
N7Q+l
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。 =w _T{V
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。 qa~ju\jm.
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? /#_[{lSr?
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: P*?2+.
r
SoT]6/
template < class Action > x?0(K=h,
class picker : public Action {nA+-=T
{ ~KGE(o4p
public : T=V{3v@zs
picker( const Action & act) : Action(act) {} $[cB6
// all the operator overloaded :|I"Em3R
} ; y}U'8*,
3~WI3ZIR
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。 @*op5qVw
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: q(s0dkrj
{t0!N]'
template < typename Right > !m_y@~pV#u
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const '5T:*Yh
{ 'X&"(M
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); F!C<^q~!
} Op9+5]XF
7{S;~VH3
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 'S
v
V10$5
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。 ,e`n2)
Ug gg!zA
template < typename T > struct picker_maker id`9,IJx
{ 5 8U[IGs(
typedef picker < constant_t < T > > result; PDgZb
} ; O6-';H:I]L
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > 9ucoQ@
{ $V<fJpA
typedef picker < T > result; $'*{&/@
} ; 9*n?V ;E
j9Z1=z
下面总的结构就有了: 6+>X`k%D
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。 yg|yoL'g
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。 i}<fg*6@E
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 Pa|*Jcr
至此链式操作完美实现。 eeBw\f0
Ix=(f0|
!]7L9TGn
七. 问题3 ky]L`w
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。 ]wbV1Y"
"x_G6JE4tv
template < typename T1, typename T2 > _a?x)3\v
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
G}WY0FC6
{ 6(A"5B=\
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); m5?t<H~
} pwVGe|h%,
q8e] {sT'!
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: [zrFW
g6N
<1~_nt~(*
template < typename T1, typename T2 > [*ug:PG
struct result_2 $9Xn.,W
{ 6k37RpgH
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; Y|-&=
} ; {ueDwnZ
rXGaav9
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? ldaT:
er9
这个差事就留给了holder自己。 J}@.f-W\j
_t X1z^
FPE6H:'
template < int Order > #xq|/JWs
class holder; ?%Pi#%P
template <> vhU
$GG8
class holder < 1 > XzBl }4s
{ 56Lt "Z F
public : RtaMrG=D
template < typename T > \:Hh'-77q
struct result_1 [A;0IjKam
{ m{yq.H[X
typedef T & result; O `>u70
} ; lj*=bK
template < typename T1, typename T2 > 2rf#Bq?7
struct result_2 PP6gU=9[)
{ sa"!ckh
typedef T1 & result; ~Bt>Y
} ; qs
(L2'7/
template < typename T > Nfl5tI$U:
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Ivq|-LDNc
{ 5S7ATr(*
return (T & )r; BUBtK-n~"3
} OR10IS
template < typename T1, typename T2 > "@xL9[d
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const *>lXCx
{ 4%jQHOZ
return (T1 & )r1; cm>+f ^4?n
} ~^g*cA
t}
} ; ge{%B~x
$cO-+Mr-~
template <> Gx%f&H~Z^
class holder < 2 > ch/DBu
{ 'L%)B-,n
public : c#fSt}J>C
template < typename T > Ee$F]NA
struct result_1 Sjmq\A88dc
{ cw~-%%/
typedef T & result; Ige*tOv2
} ; RE;)#t?K
template < typename T1, typename T2 > G|UeR=/
struct result_2 m]VOw)mBF
{ 3e;ux6
typedef T2 & result; X'7MW?
q@
} ; Q6PMRG}/o
template < typename T > cMAY8$
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 1L_(n
{ MnW"ksH
return (T & )r; ;'4Kg@/
} }~ga86:n0
template < typename T1, typename T2 > n=h!V$X
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ^QTkre
{ |f[:mO
return (T2 & )r2; U;U19[]
} 7I:<i$)V
} ; ","to
B}d)e_uLj
XiyL563gh
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> >。 ,LDdL
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: #4^D'r>pJ
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ~H626vT37
)dRBI)P
return l(i, j) = r(i, j); <TEDs4
C
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 8H{9
8-Z|$F"
return ( int & )i; >td\PW~X
return ( int & )j; <IQ}j^u-F
最后执行i = j; e[.JS6
可见,参数被正确的选择了。 hJoh5DIE95
w`>g^_xsg
JjBlje
+?C7(-U>
8wzQr2:
八. 中期总结 5S%#3YHY2
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: X0]5I0YP
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 #Gu(h(Z s
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 SMHQh.O?5
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor {mB &xz:b
;#dzw!+Y
lT F#efcW
' n "n;
\.MPjD
>m`<AynJ
九. 简化 !4fT<V(
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 Y^}c+)t
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 A}0u-W
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: NS^+n4
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 PWN$x`h g[
+-*/&|^等 7V;wCm#b
2. 返回引用。 Q|W~6
=,各种复合赋值等 RjG=RfB'V
3. 返回固定类型。 /8s>JPXKH[
各种逻辑/比较操作符(返回bool) KA]5tVQA
4. 原样返回。 :stA]JB#
w
operator, ]iH~1 [
5. 返回解引用的类型。 x@,B))WlGr
operator*(单目) :.F;LF&
6. 返回地址。 XbW 1`PH
operator&(单目) -F';1D!l%
7. 下表访问返回类型。 bBXUD;$
operator[] -ob1_0
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 hkvymHaG
operator<<和operator>> |6zx
YuX
,gn**E
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。 ~5wT|d
例如针对第一条,我们实现一个policy类: @DCw(.k*
d?1[xv;
template < typename Left > K}Rq<zW
struct value_return iVf8M$!m
{ 9':MD0P/M
template < typename T > #~;:i
struct result_1 r>7Dg~)V
{ "P8cgj C
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ]dQ
} ; -jL10~/
[X'u={
template < typename T1, typename T2 > {{e+t8J??
struct result_2 \PgMMc4'
{ eih~ SBSH
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; d<afO?"
} ; ynG@/S6)K
} ; Mp`i@pm+
j<_)Y(x>
?wbf)fbq
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait pwr]lV$w
5s=L5]]r_j
下面我们来剥离functor中的operator() bWfT-Jewh
首先operator里面的代码全是下面的形式: 35fsr=
Uk= L?t
return l(t) op r(t) 2/#%^,Kb2
return l(t1, t2) op r(t1, t2) [5s4Jp$+
return op l(t) C!S(!Z,
return op l(t1, t2) Tyt1a>!qA
return l(t) op JAP4Vwj%j
return l(t1, t2) op s<fzk1LZ
return l(t)[r(t)] n*vhCeL
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] .
I#dR*
v[=TPfX0
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: ^WmP,Xf#
单目: return f(l(t), r(t)); #H/suQZN"g
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); w]Z:Y`
双目: return f(l(t)); IRB BLXv7\
return f(l(t1, t2)); ?UV!^w@L:0
下面就是f的实现,以operator/为例 g)Dg=3+>
Sv|jR r'
struct meta_divide n~G-X
{ A&($X)t
template < typename T1, typename T2 > Qwu~{tf+'
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 137:T:
{ 7q|51rZz
return t1 / t2; '"o&BmF
} g0-J8&?X
} ; p;YS`*!s
tAH0o\1;
这个工作可以让宏来做: W>(p4m
3eJ"7sftW
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ kESnlmy@J
template < typename T1, typename T2 > \ cr<ty"3\
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; $jgEB+
以后可以直接用 )0p7d:%mV
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) dSw%Qv*y
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 QPT%CW61M
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) yOXL19d@p_
D0a3%LBS/2
k&SI-jxj
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 xO2CgqEb
p}O[A`
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > kxVR#:
class unary_op : public Rettype +LeM[XX
{ X*Cvh|
Left l; R`!'c(V
public : ^Y-
S"Ks
unary_op( const Left & l) : l(l) {} vK~tgZ&
5t-dvYgU
template < typename T > -x0VvkHu
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const .0f6b
{ v'H\KR-;
return FuncType::execute(l(t)); Fy-N U
} PcK;L(
a.!|A(zw
template < typename T1, typename T2 > Y; OqdO
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const i*-L_!cc:
{ H_<hZUB
return FuncType::execute(l(t1, t2)); >lIQM3
} /$,~|X;&
} ; |$aTJ9 Iq:
>,s.!vpK
;^Hg\a
同样还可以申明一个binary_op &$+nuUA
dE0p>4F
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > WyDL ah^/
class binary_op : public Rettype n%1I}?$fO
{ i%eq!q
Left l; `U[s d*C"
Right r; ?ta(`+"
public : '2BE"e
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ( 17=|s
{#X]D~;s+
template < typename T > .|Zt&5osI
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const -^+!:0';
{ zOzobd
return FuncType::execute(l(t), r(t));
re;^,
} HHU0Nku@ho
gV-x1s+
template < typename T1, typename T2 > x]%'^7#v)
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const KaGG4?=V
{ \6z_;
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); fF*{\
} 6I`Lszs
} ; EA+}Rf6}
slWO\AYiO
~KF>Jow?Y
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 BQTibd
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ;Q&|-`NK
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) Y4.t :Uzr
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 zPKx: I3
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! \uTy\KA
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 4Cl41a
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 O)E8'Oe"Q
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) [ijK~
下面是修改过的unary_op /degBL+
C+=8?u<
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > vOl<
class unary_op eub2[,
{ bm:"&U*tu'
Left l; jx7b$x]
[^4)3cj7}
public : 9X- w5$<
sWc_,[b
unary_op( const Left & l) : l(l) {} QFS5PZ
d|RqS`h
]
template < typename T > [)E.T,fjMQ
struct result_1 CMI V"-
{ E"l/r4*f@
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; +.u)\'r;h
} ; 1ae,s{|
YAoGVey
template < typename T1, typename T2 > f,_EPh>
struct result_2 #uzp
{ v3`k?jAaI
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ZFNn(n
} ; &rmXz6F
l9eCsVQ~V
template < typename T1, typename T2 > dvl'Sq<
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 9AgTrP
{ X>W2aDuEZ
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); MY]<^/Q
} )=vQrMyB
'q_^28rK
template < typename T > O^+H:Y|
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const yD-L:)@"
{ C=&rPUX{
return OpClass::execute(lt(t)); UHh7x%$n
} ipThwp9
,sqxxq
} ; AJ0
;wx
^DWvzfj
]?#E5(V@x
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 % >\v6ea
好啦,现在才真正完美了。 >&z=ktB
现在在picker里面就可以这么添加了: 4N- T=Ig
=>k E`"{!
template < typename Right > V4.&"0\n #
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const >-0\wP
{ K#e&yY
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); k+D"LA%J
} ?b8 :
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。 jrl'?`O
y|7sh
~.*G%TW &V
.a0]1IkatV
Duu)8ru
十. bind &P@dx=6d
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。 Q,f~7IVX
先来分析一下一段例子 b-+~D9U<
0S%xm'|N
l
7XeZ} S
int foo( int x, int y) { return x - y;} nN]GO}
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
4.7 PL
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 Z?);^m|T
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。 QQPT=_P]
我们来写个简单的。 Mkj`
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: |K(2_Wp
对于函数对象类的版本: |g@n'^]
vo]!IY
template < typename Func > `;7eu=
struct functor_trait 6Bop8B
{ `u't
typedef typename Func::result_type result_type; ~fV\
X*
} ; ^]cl:m=*
对于无参数函数的版本: =,])xzG%
T{"[Ih3Mbl
template < typename Ret > E0s|eA&
struct functor_trait < Ret ( * )() > (T9Q6\sa
{ hT0[O
typedef Ret result_type; <*/IV<
} ; %wDE+&M
对于单参数函数的版本: >STAPrBp+
5uidi
template < typename Ret, typename V1 > JoCZ{MhM
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > KmYSYNr@,
{ v/m} {&K
typedef Ret result_type; )9]DJ!]&Q"
} ; .S{FEV
对于双参数函数的版本: QCD
MRh n
J_|LGrt})
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > x%!Ea{s
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > n`Y"b&
{ 0|J]EsPxu
typedef Ret result_type; "?X,);5S
} ; A5\00O~
等等。。。 `k.Tfdu)K
然后我们就可以仿照value_return写一个policy
mdtG W
%tvP\(]h
template < typename Func > cS2PrsUx
struct func_return 4m:D8&D_M
{ X"k:+
template < typename T > u{'|/g&
struct result_1 ].Sz2vI
{ Z0'&@P$
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; a7fFp9l!
} ; @,:6wKMc
\`:nmFO(9
template < typename T1, typename T2 > lM|}K-2
struct result_2 @fc-[pv
{ \}n\cUy-
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; g!\H^d4
} ; P2!+ZJ&
} ; 28!
ke
"M!]t,?S
f'oO/0lx
最后一个单参数binder就很容易写出来了 sOyL
v:1DNR4
template < typename Func, typename aPicker > 3-PqUJT$
class binder_1 CiNOGSlDj
{ ]i:_^z)R
Func fn; k6$Ft.0d1Z
aPicker pk; Pxvf"SXX
public : ZamOYkRX
N;q)[Dr
template < typename T > B{lj.S`mB
struct result_1 Bc*FH>E
{ &|K9qa~)Y
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; `6:B0-r
} ; F+SqJSa
4~K%,K+Du
template < typename T1, typename T2 > LG+2?+tE"
struct result_2 0 L$[w
{ kj>!&W57
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; FPE%h=sw
} ; Q3I^(Ll"L
M-8`zA2
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} KjNA PfL
@Cml^v@`L
template < typename T > L"tzUYxg
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const TYKs2+S6
{ `tPVNO,l
return fn(pk(t)); 6Qk[TL)t
} l86gs6>
template < typename T1, typename T2 > DS1{~_>nFu
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ]SmN}Iq1
{ fgoLN\
return fn(pk(t1, t2)); ictV7)
} `k6ZAOQtX
} ; kW7$Gw]-
4:9N]1JCb
mIZ6[ ?
一目了然不是么? :2.<JUDM
最后实现bind 0T7t.
z*UgRLKZD
ni85Ne$
template < typename Func, typename aPicker > ubv>*iO
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) Y$5uoq%p3A
{ w,az{\
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); a D+4uGN
} a*&(cn
q5G`q&O5
2个以上参数的bind可以同理实现。 {e5DQ 21.
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 iax0V
bd\%K`JQ{
十一. phoenix *M^<oG
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: cLf<YF
`W:z#uNG]
for_each(v.begin(), v.end(), ~1&WR`U
( Ew JNpecX
do_ TM5 Y(Q*
[ L54]l^ls>
cout << _1 << " , " 61w
({F
] b Rc,Y<
.while_( -- _1), n?778Wo}
cout << var( " \n " ) _G&gF.|
) jU-aa+
); %Gl1Qi+Po_
edo+ o{^
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: nMK$&h,{
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 k1.%ZZMM
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 c'>_JlG~
那么我们就照着这个思路来实现吧: x"n++j
& 'CUc/,
O7CW#F
template < typename Cond, typename Actor > *M)M!jTv
class do_while }K5okxio
{ I^n DO\m <
Cond cd; \(RD5@=!4#
Actor act; S1[, al
public : = N;5T
template < typename T > R nwFxFIQ
struct result_1 &f}w&k2yj
{ n@L@pgo%~
typedef int result_type; U\u07^h[
} ; ez5J+
B Dp")[l
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} -p?&vQDo`
~yt 7L,OQ
template < typename T > `^] D;RfE
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const p|(SR~;6
{ >C19Kie72
do z-qbe97
{ *7E#=xb
act(t); 8{i
O#C
} I(Z\$
while (cd(t)); QWnGolN
return 0 ; vz~Oi
} @mJ~?d95v
} ; 19U&