一. 什么是Lambda
EN{]Qb06A 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
YjF|XPv+ l 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,
DFhXx6] e^4 p% sDr/k`> =S '%`] f? class filler
~>O) {
;6@r-r public :
S po?i.# void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
~ ~uAc_ } ;
8l}1c=A}Vi 2!&&|Mh} j'[m:/ 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:
^ -FX yR{x}DbG b" xmqWa 4'$g(+z for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
?D,=37 J
PyOG_h 1O].v&{ 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
kGpa\c
g1 -jgysBw+Xb #&v/icz$ )X4K2~k* 二. 战前分析
qq)0yyL r 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。
3lV^B[$ 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
Pe C7 <YA&Dr3OD D7Y)?Z5A; for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
?USQlnr:R/ /* --------------------------------------------- */
G}
eUL|S vector < int *> vp( 10 );
8WE{5#oi transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
0 a]/%y3V /* --------------------------------------------- */
??TMSH sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
QL6C,#6 /* --------------------------------------------- */
Kp+CH7I* int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
Rqwzh@} /* --------------------------------------------- */
,q(&)L$S for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
bjAnaya /* --------------------------------------------- */
ThPE
0V for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
>!_Xgw < >UPD02
h:lt<y ]Jh+'RK\# 看了之后,我们可以思考一些问题:
1ygpp0IGJ 1._1, _2是什么?
1c JF/"v 显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
iU6Gp-<M, 2._1 = 1是在做什么?
SIBoCs5 既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。
eEhr140 Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。
\!]Ua.e< BBcV9CGU LZMYr 三. 动工
hhoEb(BA 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
f+rz|(6vs{ GGhM;%H_99 Vh}SCUof' x0d~i!d template < typename T >
9qS"uj class assignment
uKgZ$-' {
XZw6Xtn T value;
JdZ+Hp3. public :
P0`Mdk371 assignment( const T & v) : value(v) {}
Y(.OF
Q template < typename T2 >
6<K6Y5<6 T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
4v[~r1!V } ;
g$.
\ @( n^T Ltjbxw"Qd 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
`jS T 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
?\8?%Qk j~j\\Y hHqh{:q{v G,;,D9jO7 class holder
EyY.KxCB {
wP,JjPUt public :
fDx9iHGv template < typename T >
Mi~(aah assignment < T > operator = ( const T & t) const
eT2*W$ {
t>8XTqqi return assignment < T > (t);
h*u`X>!! }
iAa;6mH } ;
"`6n6r42 (H+'X}1
Zo>]rKeV 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:
A.UUW {BHI1Uw static holder _1;
pRSOYTebP Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
t4?DpE ktDC/8 for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
d
GP*O 而不用手动写一个函数对象。
%LYnxo7#C *.)tG 9W5onn t43)F9! 四. 问题分析
<3,<\ub 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。
b,8{ 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。
q&:=<+2" 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
.xBu-?6s6 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
a1Qv@p^._b 下面我们可以对这几个问题进行分析。
xeGb?DPu \c^45<G2qA 五. 问题1:一致性
y^o@"IYu3 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?|
v9T_& 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
v@# b}N0n F[ewn/]n struct holder
NWxUn.Gy9 {
FZ8b7nJ)4m //
|>z3E z template < typename T >
G9JAcO1 T & operator ()( const T & r) const
(rg;IXAq% {
KD^N)&k^Kp return (T & )r;
ZoArQ(YFy }
h;3cd0 } ;
3j3N!T9 Fv<`AU 这样的话assignment也必须相应改动:
r1fGJv1!o B7]MGXC template < typename Left, typename Right >
P'Q+GRpSw class assignment
D-N8<:cA {
s=42uKz Left l;
n("0%@ov Right r;
A/`%/0e public :
%\i9p]= assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
n@ G[ template < typename T2 >
>ooZj9:' T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
"n*~Mj Ny } ;
+Jr|z\ p<:!)kt 同时,holder的operator=也需要改动:
3MRc4UlB Y3O#Q)-j$ template < typename T >
-kbg\,PW assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
[LRLJ_~g5 {
/a6Xa&(B return assignment < holder, T > ( * this , t);
'}Ri` }
eilYA_FL. n[(Qr9 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。
$v Z$'( 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
m>SErxU(z Zkf0p9h\ return l(rhs) = r;
DfKr[cqLM 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。
`7H4Y&E 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
]n-:Yv5 W |<O9Sb_ template < typename Tp >
V <bd;m class constant_t
;V<fB/S.=+ {
]KJj6xn const Tp t;
R i^[i}
public :
tr7<]Hm: constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
wd)jl% template < typename T >
R"K#7{p9 const Tp & operator ()( const T & r) const
GaSPJt {
c*@G_rb return t;
QD%L0;j }
<^$<#Kd } ;
rl0< Ls 8.[SU 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
'e6WDC1Am( 下面就可以修改holder的operator=了
GQ
|Mr{.; t#2(j1 template < typename T >
P
3'O/! assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
x.q+uU$^ {
)&!&AlLn return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
:kGU,>BN }
nR`ov1RH ;amXY@RmH 同时也要修改assignment的operator()
w}=5ElB &iV,W4 template < typename T2 >
o^
XtU5SVq T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
[]D@Q+1 现在代码看起来就很一致了。
2p"WTd 8Ac:_Zg 六. 问题2:链式操作
sM9+dh 现在让我们来看看如何处理链式操作。
^`G}gWBx}w 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。
@9"J|} 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:6; LZ9[ 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。
_8E/)M 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
&%-73nYw N ,z6y5Lu template < typename T >
8w.YYo8` struct result_1
RU\/j%^ {
=AuR:Tx typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
Hhh0T>gi } ;
KRA/MQ^7~U _F`lq_C 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:
bcYF\@}; 6H7],aMg$A template < typename T >
4#lo$# struct ref
9yfJVg {
)+6MK(<" typedef T & reference;
Er{>p|n= } ;
GP#aya template < typename T >
8e(\%bX struct ref < T &>
0vw4?>Jf@ {
VTH>
o>g typedef T & reference;
>qF CB\( } ;
^-
d%r J Px~VnE%% 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
*I0T{~ R~6$oeWAw template < typename T >
){b@}13cF typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
HZ:6zH {
g?ULWeZg5 return l(t) = r(t);
_D+J!f^ }
X93!bB 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。
r!
MWbFw|X 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
N}t
2Nu- \7'+h5a 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
0ik7v<: _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
PAM}*' _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
^RI?ybDd +5 调用divide的对象返回一个add对象。
u`RI;KF~F 最后的布局是:
tw9f%p Add
$A-J,_:T< / \
IqoR7ajA Divide 5
5wDg'X]>V / \
sc,vj'r _1 3
)'+8}T]xQ 似乎一切都解决了?不。
WA&!;Zq 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。
#NryLE!/ 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。
w}YlVete 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:
Nb'''W-iu V]db'qB\ template < typename Right >
VB*oGG assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
2V#>)R#k Right & rt) const
|Ur"&
Z{ {
{fjdr return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
XY3v_5~/1F }
ZNvEW 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
"9Q40w\ 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。
=D<PVGo9 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。
$[a8$VY^Cm 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。
|3KLk ?2 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。
^0\ 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?
Y<%@s}zc 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:
UWo]s. pz.JWCU1 template < class Action >
JAem0jPC8 class picker : public Action
yL-YzF2 {
G\+L~t public :
rr02pM0 picker( const Action & act) : Action(act) {}
M,\:<kNI // all the operator overloaded
x5-}h* } ;
S;286[oq@ Rx=>6,)' 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。
lUMS;H( 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:
fUA uqfj[ 1`qMj0Y_ template < typename Right >
IvtJ0 picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
_v> }_S {
'|8} z4/g return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
GE%Z9#E }
P 'od` hFy;ffs. Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
DrY:9[LP 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。
]Hefm?9*^ j~jV'f.:H template < typename T > struct picker_maker
_)>_{Pm {
(<xfCH
F5 typedef picker < constant_t < T > > result;
EWkLXU6t } ;
[QoK5Yw{ template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
GkTiDm? {
CU@Rob} s typedef picker < T > result;
?FpWvyz| } ;
.ufTQ?Fe r\-uJ~8N 下面总的结构就有了:
zGkS^Z=( 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。
|8l<$J 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)p<r^M"> picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
m4hg'<<V 至此链式操作完美实现。
7>))D'l57 b)qoh^ Ch|jtVeuyJ 七. 问题3
&-Gqdnc 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。
Pama#6?OPh qGB{7-r u template < typename T1, typename T2 >
iW%I|& ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
H2jgO?l;! {
nG'&ZjA return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
Rnr(g;2 }
Q/(K$6]j lvBx\e;7P 很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2:
koZ*+VP= jD<{t template < typename T1, typename T2 >
uXJ;A * struct result_2
vZaZc}AyL {
U4C 9<h& typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
2a`o
&S } ;
L\xk:j1[ xSsa(b 显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢?
--HZX 这个差事就留给了holder自己。
H Y&DmE [S9K6%w_! ;5S9y7[i| template < int Order >
1Z+8r class holder;
W14
J],{L template <>
7XTkX"zKj class holder < 1 >
8hOk{xs8 {
t(NI-UXBp public :
g(qJN<RC/ template < typename T >
jHE}qE~>5 struct result_1
S >X:ZYYC {
=S+wCN typedef T & result;
e.7EU } ;
IEsEdw]aZE template < typename T1, typename T2 >
M/>7pZW struct result_2
hKLCJ#T {
|,gc_G typedef T1 & result;
2Mc3|T4)U } ;
ODNM+#}` template < typename T >
pN:Kdi typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
bpJ(XN}E {
;g5m0l5 return (T & )r;
Ln')QN }
t{^*6XOcJ template < typename T1, typename T2 >
.w=/+TA typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
f_jo+z{-ik {
>z{d0{\ return (T1 & )r1;
}Gz~nf% }
B}Z63|/N } ;
MDhRR*CBh |:q=T
~x template <>
=9O^p@Q#W class holder < 2 >
WM7oM~&{6 {
4B =7:r public :
nm5cpnNl template < typename T >
*4Thd:7 ` struct result_1
=n5zM._S- {
#%iDT6 typedef T & result;
eL10Q(;P` } ;
Xx."$l template < typename T1, typename T2 >
:DrWq{4 struct result_2
`w#Oih!6A| {
v5!d$Vctu typedef T2 & result;
2&:f&" } ;
DBW[{DE template < typename T >
WejYy| typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
`<``8 {
b~KDP+Ri return (T & )r;
Q]Y*K }
q0i(i.h template < typename T1, typename T2 >
8Wrh]egu1 typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
!;&p"E|b# {
R]}}$R`j return (T2 & )r2;
&zl|87M }
5{|7$VqPF } ;
gf#{k2r -BrMp%C _E &A{HkJ 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> >。
8n#HFJ~ 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
:1cV;gJ 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
gn8R[5:!V 8'r2D+Vwm return l(i, j) = r(i, j);
1n >X[!
8x 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
B8.Pn "Gfh ,e return ( int & )i;
q+H%)kF return ( int & )j;
;(f)&Yom 最后执行i = j;
yzbx . 可见,参数被正确的选择了。
CJ/X}hi, x5,++7Tz w k(VR _X^1IaL Q3n,)M[N 八. 中期总结
q-[@$9AS 目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事:
.Xfq^'I[ 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
f/
?_ 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
'DY`jVwa 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
CY
4gSe? MW! srTQ_ j`JMeCG=Ee V, Z|tB^ s1MErd _Zp}?b5Q 九. 简化
nF54tR[ 很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。
|'.*K]Yp 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
1Ce@*XBU 首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种:
yQ_B)b 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
(|[2J3ZET +-*/&|^等
@oNH@a
j% 2. 返回引用。
~ZmN44?R =,各种复合赋值等
oz,np@f)J 3. 返回固定类型。
Jv>gwV{ 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
j#X.KM 4. 原样返回。
?x$"+, operator,
i2@VB6]? 5. 返回解引用的类型。
fV &KM*W*@ operator*(单目)
*"+=K,#D 6. 返回地址。
W3]_m8,Z operator&(单目)
MuYk};f 7. 下表访问返回类型。
;+e}aER&9 operator[]
O!mvJD 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
5QW=&zI`= operator<<和operator>>
`_BNy=`s* fL_4uC i\ 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。
k52/w)Ro,$ 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
)bS~1n_0 wF
IegC( template < typename Left >
q$ZHd struct value_return
G 3+.H {
q
0$,*[PH template < typename T >
2QD3&Q9 struct result_1
9i'jjN {
;
o?-yI&T* typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
=[H;orMr } ;
6TQoqH8@U UR%/MV template < typename T1, typename T2 >
B( ]M& struct result_2
i'a?kSy {
.\[`B.Q typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
xAqb\|$^ } ;
YNLV9.P6 } ;
OglEt[ " n)L* X>d"]GD 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
Q;[,Q~c[u `e(c^ z# 下面我们来剥离functor中的operator()
qOe+ZAJ{%N 首先operator里面的代码全是下面的形式:
VeGL) .Obw|V- return l(t) op r(t)
udxFz2>_l$ return l(t1, t2) op r(t1, t2)
J5di[nu return op l(t)
gi(H]|=a return op l(t1, t2)
!g?|9 return l(t) op
$LKIT0 return l(t1, t2) op
}O/U;4Z return l(t)[r(t)]
$Wjww-mx return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
b1^vd@(lx yL%K4$z 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-T| # 单目: return f(l(t), r(t));
^M3~^lV return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
@E^~$-J5j 双目: return f(l(t));
iWei return f(l(t1, t2));
NV)!7~r}: 下面就是f的实现,以operator/为例
:?k>HQe &)8:h+&Z struct meta_divide
8I-u2Y$Sr {
`NnUyQ;T template < typename T1, typename T2 >
:j5n7s?&=y static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
o4`hY/<t {
B268e return t1 / t2;
Ager$uC }
+awW3^1Ed } ;
Da&vb
D-Bg ,LTH;<zB) 这个工作可以让宏来做:
c|lu&}BS ?Y)vGlWDW< #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
tkVbo.[8K template < typename T1, typename T2 > \
pA`+hQNN static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
nA?`BOe( 以后可以直接用
hhSy0 DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
__`*dL>* 来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数
b_,|>U (ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。)
uXI_M) X'wE7=29M |>27'#JC 下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体
V_>\9m *"R|4"uy template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
2Gz}T _e class unary_op : public Rettype
* 1T& {
-|kA)M[ Left l;
e8y;.D[2 public :
~hZ"2$(0
unary_op( const Left & l) : l(l) {}
d{rQzia"mV A3rPt&<a template < typename T >
IN4=YrM^ typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
W!%]_I!&K {
` BDLW%aL return FuncType::execute(l(t));
0n@rLF }
#%`|~%`{: 9)0D~oUi template < typename T1, typename T2 >
x N=i]~ typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
]Gpxhg {
.EpV;xq} return FuncType::execute(l(t1, t2));
Cnnh7` }
^:6{2 2C{ } ;
WxW7qt ~;O v-^tp 3Th'p aMG 同样还可以申明一个binary_op
09dK0H3( /nyUG^5#{ template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
4S,`bnmB class binary_op : public Rettype
^cV;~&|.Xk {
$>*3/H Left l;
_Bj)r}~7# Right r;
`o<'
x.I public :
|B.0TdF binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
_= +V/= ,pqGX3 template < typename T >
`%CtWJ(e typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
'=[?~0(B {
4?0vso*X<: return FuncType::execute(l(t), r(t));
F\fWvXdW }
4/mig0"N. >^%7@i:@U template < typename T1, typename T2 >
S7=Bd[4 typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
q+P|l5_
t {
aT_&x@x return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
8S>&WR%jH] }
*j]9vktH } ;
eL^.,H0 NxjB/N
e&7JpT 很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
k9)jjR*XxG 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
6Pnk5ps }h DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
< XP9@t&
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
Uh7v@YMC 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
=.y~f A! 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
D<|qaHB= 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
e"/;7:J5\ 这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan)
&Ts-a$Z7?S 下面是修改过的unary_op
O_$m!5ug zV:pQRbt. template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
&$"i,~q^b class unary_op
Xg<*@4RD8 {
SeHagKA Left l;
sW)Zi ld3-C55 public :
-M%_\;"de [`p=(/I&L unary_op( const Left & l) : l(l) {}
MxWy*|J} bSsh^Z template < typename T >
*\=.<|H Z struct result_1
?z}=B {
hZh9uI7. typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
^[]}R: } ;
#Xhdn\7 P/xKnm~ template < typename T1, typename T2 >
hfnN@Kg?B} struct result_2
vN|l\!~ {
{S,l_d+( typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
.7i` (F) } ;
Uu!f,L;ty J\d3N7_d template < typename T1, typename T2 >
%FXfqF9 typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
ObLly%|i {
I"Ms-zs return OpClass::execute(lt(t1, t2));
(rkyW z }
O<96/a' RRmLd/( template < typename T >
T?:glp[4I typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
ojQI7 Uhw {
H,+I2tEs return OpClass::execute(lt(t));
BDVHol*g }
m-H-6`] 9;Itqe{8w } ;
Gqcq,_?gt !,[C]Q1 qtiz a~u 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
4!+pc-}- 好啦,现在才真正完美了。
_/Gczy4)# 现在在picker里面就可以这么添加了:
V6t,BJjS Xv<B1 template < typename Right >
uwa~-xX6 picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
vJ\pR~? {
0@G")L
Ue0 return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
b7 !Qn} }
|~'IM3Jw(Y 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。
q6_u@:3u JL\w_v 5m?8yT} xqC+0{]y [F*.\ 十. bind
?shIj;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。
Y^
kXSU 先来分析一下一段例子
vFE;D@bz: ta`N8vnf $-#Yl&?z9 int foo( int x, int y) { return x - y;}
58%#DX34M bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
S:TgFt0 bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
>Y_*%QGH_ 可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。
Jd5:{{Lb 我们来写个简单的。
A,\6nO67 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
k$H%.l;E 对于函数对象类的版本:
'~ ,p[ PZ{Dv'C template < typename Func >
KN7^:cC struct functor_trait
K$ M^gh0 {
qw@puw@D typedef typename Func::result_type result_type;
U+)xu>I
} ;
3dht!7/ 对于无参数函数的版本:
_<a7CCg 9uRFnzJVx template < typename Ret >
BT)X8>ct struct functor_trait < Ret ( * )() >
?T>'j mmV= {
SVv;q?jZ typedef Ret result_type;
TJ:]SB } ;
h~(G$':^ 对于单参数函数的版本:
krsYog(^z M7ers|&{ template < typename Ret, typename V1 >
~_Lr=C D;4 struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
R2(3>`FJ {
S,<EEtXQ typedef Ret result_type;
UJfEC0 } ;
YqPQ%
对于双参数函数的版本:
;]gP@ h/ uiJS8(Cb template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
g.'yZvaP struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
fv`O4 {
(FJ9-K0b{n typedef Ret result_type;
L=q+|j1> } ;
p98~&\QT 等等。。。
F)+{AQL 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
d}JP!xf% 6KVnnK template < typename Func >
/ODXV`3QYI struct func_return
mp9{m`Jb* {
IkrF/$r template < typename T >
hGbj0 struct result_1
VQ0fS!5' {
q EP
4 typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
NPd%M } ;
=JKv:</.G mt5KbA>nU template < typename T1, typename T2 >
/9zE^YcT struct result_2
V5GW:QT {
dn}` i typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
i&vaeP25) } ;
lW(px^&IN } ;
c>/.
;p ~v'3"k6 (tCUlX2 最后一个单参数binder就很容易写出来了
vfl5Mx4 #% of;mJv template < typename Func, typename aPicker >
Ya;9]k8, class binder_1
`)T~psT {
I! > \#K Func fn;
}';D]c aPicker pk;
~BDu$ public :
n Ps7c % /F4pb]U!* template < typename T >
81hbk(( struct result_1
B Ce|is0 {
&Ch#-CUE/ typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
jL^](J> } ;
UN%Vg:= ^S)cjH`P template < typename T1, typename T2 >
Pt&(npjN, struct result_2
?gPKcjgoH! {
Q}!mx7b0] typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
$uap8nN } ;
5*E#*H jMbC Y07v binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
o$[z],RO !!4Qj template < typename T >
,SQZD,3v4 typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
p|Q*5TO {
!<UJ6t} return fn(pk(t));
7C$
5 }
cZ(elZ0~ template < typename T1, typename T2 >
{q<03d~9|G typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
zOV=9"~{ {
2-"0 ^n{ return fn(pk(t1, t2));
"dROb}szn }
bu=?N } ;
QT9n,lX w,O,W[C %0$qP0|`3I 一目了然不是么?
l3Lyea: 最后实现bind
S a4W` !q-f9E4` E;d7ch template < typename Func, typename aPicker >
@q"m5 picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
25NTIzI@@ {
)@~J return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
R-Z~V }
e#,~,W.H ]$p{I)d& 2个以上参数的bind可以同理实现。
P7
PB t 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。
OiAJ[L `xz<>g9e 十一. phoenix
/
}R z=& Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
}lK3-2Pk gJ;_$` for_each(v.begin(), v.end(),
L:(1ZS (
.<z!3O&L do_
dgDy5{_ [
xl"HotsX-x cout << _1 << " , "
h'$QC )P ]
rJa$9B*^ .while_( -- _1),
"+zCS|
cout << var( " \n " )
sP-^~ pp )
T \CCF );
>Bs#Xb_B] %lX%8Z$v 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:
k"g._|G 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|HB=BP operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
Y=` 那么我们就照着这个思路来实现吧:
|A%<Z( :QWq"cBem J*l4|^i< template < typename Cond, typename Actor >
oQv3GpO class do_while
\}~s2Y5j {
?=VOD #) Cond cd;
p~ .8\bI= Actor act;
hoT/KWD, public :
.))v0 template < typename T >
+525{Tj struct result_1
@Kf_z5tm: {
hLDA]s typedef int result_type;
XyMG.r-, } ;
.>wv\i[p saU]`w_Z* do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
OEPa|rb -k(CJ5H9 template < typename T >
sz--27es typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
__[xD\ES {
}Z
TGi,Pc do
^1Xt]T`e {
}n7th act(t);
:L_BG)dM }
px SX#S6I while (cd(t));
_/S?# return 0 ;
2Bk$ lx7 }
;Nr ]X } ;
*WE1;msr 3x~{QG5Gn 4t/&. 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
W5/0`[4 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。
(_r EAEo 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。
kAM1TWbaVQ 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。
<`!PCuR 下面就是产生这个functor的类:
.)|a2d ~F GpbC
M~x cECi') template < typename Actor >
htm{!Z]s0 class do_while_actor
q>s-Y| {
rdnRBFt Actor act;
CSV;+,Vv public :
+,50qN:%[ do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
{B*W\[ns 0F#>CmD template < typename Cond >
4f~["[*ea picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
ES<{4<Kpx } ;
5efxEt>U |wox1Wt|E 8h<ehNX ^I 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
$6F)R| 最后,是那个do_
xsjO)))f pPVRsXy Jti(b*~ class do_while_invoker
:Vg}V"QR {
d bS
+ public :
/D_+{dtE template < typename Actor >
`]$?uQ do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
M+wt__vHf {
#a| L3zR5v return do_while_actor < Actor > (act);
\Hqc9&0 }
n:U>Fj>q } do_;
0Q5 93F DWt*jX * 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
4$,,Ppn 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
qQxz(}REu9 最后来说说怎么处理break和continue
.bf<<+'o 显然break的语义超出了我们的能力范围,然而却是有一个东西很适合模拟其行为,那就是异常。
9kKnAf4Z 具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]