一. 什么是Lambda
@.gPJMA 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
v5T`K=qC 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,
%G[/H.7s- m;o4Fu SNab
zJY']8ah class filler
w>[T&0-N {
>
H BJk: public :
s]Gd-j void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
.*Vkua } ;
B`{mdjMy ZVL
gK}s >aG= T{ 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:
+AoP{x$Ia U;U08/y E]1##6Ae d)tiO2W for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
XQ?fJWLU
@7W?8 *~2cG;B"e 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
MDHb'<o?y 51 4Z<omrK mb1Vu %
5z
gd> 二. 战前分析
HCj>,^<h 首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。
XA{F:% 开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码
m5*[t7@% VRbQdiZ{ [b/o$zR for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
Yw)Fbt^ /* --------------------------------------------- */
-bS)=L vector < int *> vp( 10 );
Fp%Ln(/m transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
Svw<XJ /* --------------------------------------------- */
RlRs}yF sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
kRlA4h1u_$ /* --------------------------------------------- */
{eQWO.C{ int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
%;|0 /* --------------------------------------------- */
eT[&L @l]b for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
%>zjGF< /* --------------------------------------------- */
('hT for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
6kR\xP]Kr 89HsPB1"t #jA) >z\Q^ 1e}8LH7 看了之后,我们可以思考一些问题:
0<.RA%dj 1._1, _2是什么?
y=Q!-~5|fF 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\M-k\cSj 2._1 = 1是在做什么?
BBnq_w"a 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。
U>F{?PReA? 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。
K_ke2{4Jm |PP.<ce\- KX4],B5 + 三. 动工
{(tHk_q 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
vFQ,5n;fF O0huqF$K iw\%h9 LFf`K)q template < typename T >
QyGnDomQ class assignment
;Vu5p#,O<M {
RMP9y$~3pU T value;
(9C<K< public :
Kat&U19YH assignment( const T & v) : value(v) {}
7L3ik;> template < typename T2 >
;Ii1B{W T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
_#C()Ro*P } ;
314=1JbL ub K7B |p lAi2,bz" 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
l]6%lud8_ 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
yI3kvh L{&U V0q! ,}SCa'PB eQDX:b class holder
3EK9,:<Cf {
u2iXJmM* public :
M;.ZM<Ga template < typename T >
W?Ww2Lo%Y assignment < T > operator = ( const T & t) const
>:1P/U {
Um.qRZ? return assignment < T > (t);
se9>.}zZN }
j
!H^-d}q } ;
S\#1 7.= 'LS z f/w SA"8!soY3 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:
q3P+9/6 'T8W!&$ static holder _1;
pv,45z0 Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
l.+yn91%> 3V<&| for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
>I"V],d!6 而不用手动写一个函数对象。
q_[G1&MC I5ZqB B {XCf-{a]~ 9KuD(EJS 四. 问题分析
quxdG>8 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。
* ?Jz2[B 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。
r@G#[.*A> 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
jp2Q9Z 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
;2xO`[# 下面我们可以对这几个问题进行分析。
N.do " EHf\L 五. 问题1:一致性
}^kL|qmjR 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?|
na+d;h*~y 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
9i q"" #]Y>KX2HG struct holder
mN_Z7n;^eh {
/RnTQ4 //
#FxPj-3(ix template < typename T >
}hpmO- T & operator ()( const T & r) const
yV_wDeAz {
A!i q->+ return (T & )r;
LW)H"6v }
5\fCd| } ;
{R6HG{"IS6 qoMfSz"( 这样的话assignment也必须相应改动:
<@v]H@E TI|/u$SJ<Z template < typename Left, typename Right >
Q>< 0[EPj3 class assignment
#'baPqdO {
9LJZ-/Wq Left l;
YX*x&5]lq Right r;
8+Llx public :
!D^c3d
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
`{v?6:G:Q template < typename T2 >
+j14Q$ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
8jlLUG:g } ;
yY).mxRN ;E^K.6 同时,holder的operator=也需要改动:
/b#l^x:j cZ8.TsI~ template < typename T >
R"v 3!P assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
Gbpw5n;e {
\c,pEXG return assignment < holder, T > ( * this , t);
$g9**b@ }
oPf)be| # KL,/2( 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
_*M42<wcO 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
g`^X#-!( l\0w;:N3 return l(rhs) = r;
n"Veem[_4g 在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
!%(h2]MQ 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
Fh|#u:n iSLGwTdLn template < typename Tp >
,i9Byx#TN class constant_t
. 5y"38e {
ZzGahtx)Y const Tp t;
+avMX&% public :
EI>l-N2 constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
VXBY8;+Yp template < typename T >
]va>ex$d const Tp & operator ()( const T & r) const
EI~"L$? {
r;>+)**@vl return t;
_9H*agRe }
3chPY4~A } ;
#hfuH=&oh POI.]1i 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
Ox!U8g8c 下面就可以修改holder的operator=了
Dn9w@KO ocbB& template < typename T >
DhLqhME53 assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
N{SQ(%V {
&.13dq return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
MB
ju![n }
j1 q[2' }T^cEfX 同时也要修改assignment的operator()
=;a!u 'nQVj template < typename T2 >
7tM9u5FF T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
sZWaV4 现在代码看起来就很一致了。
g>0XxjP4 B$3 ?K 六. 问题2:链式操作
gJiK+&8I 现在让我们来看看如何处理链式操作。
^mWybPqx 其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。
[H\:pP8t 事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。
mP38T{ 比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。
V3;.{0k 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
[]R? ViG o;a:Dd template < typename T >
G|w=ez struct result_1
,
^F)L| {
LTV{{Z+ typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
9//+Bh } ;
W%2
80\h v0D q@Q1 那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为:
&c(WE
RW?- u cwnA template < typename T >
uJHu>M}~ struct ref
87%*+n:?* {
<}U'V}g typedef T & reference;
iqQUtE]E_ } ;
m=AqV:%| template < typename T >
X{n- N5* struct ref < T &>
U t-B^x)gl {
{qW~"z*
typedef T & reference;
UX3BeUi.) } ;
;@,Q&B2eM 07Gv* . 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
Om'+]BBN 93+"D` template < typename T >
h)1qp Qj typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
u~
~R9. {
9=w|)p ) return l(t) = r(t);
oRKEJNps }
x83
!C}4: 可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。
8zLY6@ 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
&R|/t:DN '\~$dtI$ 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
Iz6y{E _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
WwF~d+>|C _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
7"7rmZ +5 调用divide的对象返回一个add对象。
cYx4~ V^ 最后的布局是:
^_5L"F]sP Add
ihh4pD27g / \
Q9d`zR] Divide 5
MS(JR / \
yKXff1^M _1 3
Wk:hFHs3 似乎一切都解决了?不。
*19ax&|*S 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。
I/VxZ8T 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。
J$4wL
F3 OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码:
ZT02"3F "G-1>:
template < typename Right >
+,:du*C assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
;fw1 Right & rt) const
5Zmw} M {
oLWJm return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
i{!T&8 }
xD&^j$Em 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
nA|.t[v 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。
S[tE&[$(p 因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。
@)kO=E d 最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。
DjU9
uZT 除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。
SVjl~U-^ 且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么?
Xi?b]Z 正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明:
pE{yv1Yg )$w*V9d template < class Action >
r'CM class picker : public Action
JKer//ng4 {
S$f6a' public :
Q^p|Ldj picker( const Action & act) : Action(act) {}
h/x0]@M& // all the operator overloaded
$Vc~/> } ;
as=m`DqOh b}T6v Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。
yNm:[bOER 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
t+,4Ya|Xj :Rs^0F8)c template < typename Right >
"MIq.@8ra picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
AamVms {
;"O&X<BX- return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
^QuiH' }
?ER-25S C^QtSha Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
9}B`uJ 使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。
/(O$(35 K1V#cB
WO template < typename T > struct picker_maker
{;2vmx9 {
]"c+sMW typedef picker < constant_t < T > > result;
USN8N ( } ;
"Jjs"7 template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
Kj=b[e% {
.(J?a" typedef picker < T > result;
jCTAKaq } ;
~&\ f|% Ro2d,' 下面总的结构就有了:
OD Ur 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。
7iJ&6=/ 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。
j@Yi`a(sdm picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
\A`hj~ 至此链式操作完美实现。
JT
fd#g?I 2<mW\$ DmXcPJ[9 七. 问题3
I\qYkWg7 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[chjp!$l pT?Q#,fh template < typename T1, typename T2 >
56l@a{ ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
w&4~Q4 {
{cpEaOyOM return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
CF|]e: }
(M
=Y&M'f Y!6/[<r$~k 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:
s4_/&h ?PTk1sB template < typename T1, typename T2 >
3]-_q"Co4f struct result_2
vzF5xp. {
rbT)=-( typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
p;?*}xa } ;
d--y CE15pNss 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?
+i\&6HGK;- 这个差事就留给了holder自己。
]pEV}@7 iqnJ~g "U.^lkN template < int Order >
vpPl$ga5bY class holder;
zi~5l#I template <>
lyCW=nc class holder < 1 >
`si#aU {
Oi"a:bCU public :
_=
#zc4U template < typename T >
;Ut+yuy struct result_1
$3D'4\X~? {
qH"Gm typedef T & result;
]]}tdn _ } ;
Lp5U"6y template < typename T1, typename T2 >
Gu=STb struct result_2
XWJwJ {
( 6(x'ByT typedef T1 & result;
mj?16\|] } ;
xUF_1hY template < typename T >
+l^LlqA typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
QZ
`tNq :/ {
sBv>E}*R return (T & )r;
m~Ld~I" }
yBLK$@9 template < typename T1, typename T2 >
Qr#1 u typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
k7tYa;C {
.^)UO return (T1 & )r1;
rzp +: }
,mPnQ? } ;
BF{w)=@/' ~f|Z%&l| template <>
!h&g7do]Z class holder < 2 >
%hlspI(J {
P#v*TD' public :
\yrisp#` template < typename T >
~_9"3,~o5 struct result_1
MH|]\ {
u6:pV.p typedef T & result;
>]'yK!a? } ;
~.PP30' template < typename T1, typename T2 >
GFSt<k)
struct result_2
[NnauItI {
`SO|zz|' typedef T2 & result;
8#R?]Uwq } ;
f[gqT
yiP template < typename T >
\Mv":Lm1 typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
dQezd-y* {
Y}6n]n;uR return (T & )r;
DN4#H` }
%}2@rLP template < typename T1, typename T2 >
4^6.~6a typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
+b;hBb]R {
$]aBe
!
return (T2 & )r2;
qdCWy }
I
PE}gp } ;
ashcvn~z QD{:vG
g `h;k2Se5 新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
Z?i /r5F 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
}aB#z<B6 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
3*DXE9gA9 ^GN8V-X4y return l(i, j) = r(i, j);
QbYc[8-[ 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
/Tz85 [%6 `n!viW|tB return ( int & )i;
'%v#v 3' return ( int & )j;
Gt9wR 最后执行i = j;
3E} An% 可见,参数被正确的选择了。
fbZibcQ%k I
5ag6l vUQFQ B1N)9% 4dH}g~[P9 八. 中期总结
T+"f]v 目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事:
8F;>5i 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
zIQzmvf 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
_BnTv$.P 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
TOl}U YHxbDf dA x:K?\< >L((2wfiN @-.? B ,S[K{y< 九. 简化
)tZ`K
| 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。
-237Lx$/ 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
+2cs#i 首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种:
PW}OU9is 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
exR^/|BR +-*/&|^等
1`r| op}, 2. 返回引用。
WbjF]b\ =,各种复合赋值等
Uv?'m&_ 3. 返回固定类型。
{sN"(H4$ 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
o|S)C<w 4. 原样返回。
ru.5fQU operator,
T)u4S[
& 5. 返回解引用的类型。
-@%%*YI> operator*(单目)
,-*iCs< 6. 返回地址。
H^c0Kh+ operator&(单目)
X\GM/A 7. 下表访问返回类型。
fhpX/WE6 operator[]
V:
p)m&y6 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
gqiXmMm:9 operator<<和operator>>
tR`S#rk #JNy 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。
gzfb zt}? 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
H9"= p oC dGQ7G} template < typename Left >
\4~AI=aw,T struct value_return
HR{s&ho {
+Takde%~ template < typename T >
nW;kcS*A struct result_1
?#[)C=p]z {
y]qsyR18i typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
vP]9;mQ } ;
NXoK@Y VK
.^v<Yo template < typename T1, typename T2 >
4KIWb~0Y struct result_2
Cyk s {
'Tf9z+0; typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
_'iDF } ;
HFh /$VM } ;
l)}t,!M6 b;vNq ]S/G\z 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
^ "6f\ q(9%^cV6 下面我们来剥离functor中的operator()
7c1+t_ Ew 首先operator里面的代码全是下面的形式:
04-Zvp2 N=fz/CD)I return l(t) op r(t)
Zw=G@4xoU return l(t1, t2) op r(t1, t2)
mx tgb$* return op l(t)
w!,QxrOV~ return op l(t1, t2)
D$pj# return l(t) op
wa?+qiWnrl return l(t1, t2) op
PZ]5Hf1" return l(t)[r(t)]
}brr )) return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
_
VKgs]Y edN8-P( 很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式:
E`E'<"{Yd 单目: return f(l(t), r(t));
: ^(nj7D return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
cIZc:
双目: return f(l(t));
<q6`~F~| return f(l(t1, t2));
uB+9dQ 下面就是f的实现,以operator/为例
]Y5dl;xrM) rgR?wXW]jE struct meta_divide
YRa4W.&Yn {
HTNA])G template < typename T1, typename T2 >
+{vQSFW static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
&q>h*w4O {
q!*MH/R return t1 / t2;
c,BAa*]K }
j;0ih_Z@4W } ;
i+U51t< !$E~\uT 这个工作可以让宏来做:
wO.B~`y 7 6*hc #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
s>J3\PC template < typename T1, typename T2 > \
.CmL7
5 static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
a(Sv,@/ 以后可以直接用
^Ezcy? DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
<j"O%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
:|($,3* (ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。)
It\BbG= -d_ 7*>m$ &Q+]t"OA! 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
w%~qB5wF6 yA0Y
14\* template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
V<W02\Hs class unary_op : public Rettype
{.#j1r4J` {
!G>(j Left l;
C zpsqTQ public :
B%(K0`G#X unary_op( const Left & l) : l(l) {}
Fj3^
#ly |$ w0+bV* template < typename T >
0$?qoS typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
)+k[uokj {
jDp]R_i return FuncType::execute(l(t));
a[JZ5D }
Yoe les- rJp?d9B template < typename T1, typename T2 >
CH#kvR2 typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
ZK!4>OuH` {
/ (.'*biQ return FuncType::execute(l(t1, t2));
/J8o_EV }
q4zSS #]A } ;
.Wh6(LDY( SE-} XI\ |'@V<^ GR 同样还可以申明一个binary_op
+E)e1:8 i63?" template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
8}J(c=4Gk class binary_op : public Rettype
.8%vd {
?^ eJ: Left l;
f5N<3 m= Right r;
w[M5M2CF public :
xz="|HD); binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
BMe72 myffYK, template < typename T >
&F9OZMK= typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
V9gVn?O0 {
@eA %(C return FuncType::execute(l(t), r(t));
mnQal>0~ }
:Z]/Q/$ 8[f8k3g template < typename T1, typename T2 >
@ >
cdHv typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
H2s*s[T
- {
$kM' return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
s%hU*^ 8 }
&~42T}GTWG } ;
I"~xDa! +0SW ?#% HI7]%<L 很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
6@i|Kw(: 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
SG1&a:c+. DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
es{cn=\s 那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
,WzG.3^m 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
tc!!W9{69 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
Cd$dnHVh 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
m]Hb+Y=;h 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)
r=xTs,xx 下面是修改过的unary_op
Bi$
0{V Z8 ^7J~W'hI template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
xNocGtS class unary_op
c&0;wgieg {
G%y>:$rw[O Left l;
EaJDz`T} ~r{\WZ. public :
J~M H_N |;X?">7NW unary_op( const Left & l) : l(l) {}
'nC3:U wE-Ji<1HJ template < typename T >
M9g~lKs' struct result_1
z(c@(UD-_ {
m+;B!46 typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
NKupOJJq } ;
ppPG+[ cz ^=aml template < typename T1, typename T2 >
Tz+HIUIxF struct result_2
$,xtif0 {
cfrvy^>, typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
6~:W(E} } ;
z"
b/osV %AzPAWcN template < typename T1, typename T2 >
PU,6h} typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
V[BY/<z)A {
GlXA-p< return OpClass::execute(lt(t1, t2));
x*5 Ch~<k }
!V$6+?2 :w?:WH?2L template < typename T >
Z%, \+tRe typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
OpWC2t) {
]
P:NnKgK return OpClass::execute(lt(t));
4*@G&v?n }
.(TQ5/
~ z v L>(R } ;
1 2%z3/i h(+m<J ~`nm<
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug
=;'ope(?S 好啦,现在才真正完美了。
F[o+p|nF 现在在picker里面就可以这么添加了:
&hSnB~hi "ZA$"^ template < typename Right >
B,BOzpb( picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
9 AQ96 {
bQ|#_/? return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
:,xyVb+ }
CS^ oiV%{s 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。
X~IRpzC KZp,=[t (`q6G d uMiD*6,$< _rWM] 十. bind
c5T~0 'n 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。
ShEaL&'J 先来分析一下一段例子
_G-b L; kz$6}&uk Ti9:'I
int foo( int x, int y) { return x - y;}
ZTgAZ5_cz bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
;*<{*6;=? bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
Nf/hr%jL 可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。
CA~em_dC 我们来写个简单的。
v;N1' 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
Xa@ _^oL 对于函数对象类的版本:
2m)kyQ `[C v- template < typename Func >
?:{0 struct functor_trait
P0`>{!r6@ {
G>_42Rp typedef typename Func::result_type result_type;
(d5vH)+A } ;
pR@GvweA 对于无参数函数的版本:
-6em*$k^ Xd19GP! template < typename Ret >
: e0R7sj struct functor_trait < Ret ( * )() >
G]m[S- {
s$DT.cvO typedef Ret result_type;
r+V(1<`2X } ;
?}1JL6mF{ 对于单参数函数的版本:
l?yZtZ8 EE{#S template < typename Ret, typename V1 >
8IT_mjj struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
D
7;~x]* {
#Tg|aW$(* typedef Ret result_type;
b Q9"GO<X } ;
YfrTvKX 对于双参数函数的版本:
4? /ot;>2 0?&aV_:;X template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
sa0^1$(< struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
x jP" 'yU {
_I
-0, typedef Ret result_type;
@6I[{{>X } ;
7Y @=x# 等等。。。
6%ti B? 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
oRvm*"8B um_M}t{ template < typename Func >
!w;A= struct func_return
v#<+n{B {
q=E}#[EgY template < typename T >
[V #&sAe struct result_1
[pC-{~ {
T0np<l]A typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
43orR !.Z } ;
_uy5?auQ HS5Ug'\446 template < typename T1, typename T2 >
)*$ struct result_2
\.{pZMM {
?+} E typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
GD6'R"tJ } ;
<g|nmu)o$ } ;
9 (FcA5Y ]a%\Q2[c M;Mdz[Q 最后一个单参数binder就很容易写出来了
Bc9|rl V, xUYN\Pc- template < typename Func, typename aPicker >
+G=C~X class binder_1
8L9S^ ' {
-)->Jx:{ Func fn;
l`5}i|4KTW aPicker pk;
|)P;%Fy9 public :
zk^7gx3x +IOKE\,Y template < typename T >
ywsz"/=@ struct result_1
Vo9)KxR {
k9VQ6A typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
;xkf?| } ;
YWBP'Mo fY+ .#V template < typename T1, typename T2 >
px(1Ppb9 struct result_2
|#khwH {
)mo|.L0 typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
$GfxMt } ;
B& f~.UH a~N)qYL: binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
}"; hz*a #.G>SeTn2} template < typename T >
cB])A57< typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
WZO
0u {
r'JK$9 return fn(pk(t));
XuAc3~HAd }
Yr(f iI template < typename T1, typename T2 >
+WEO]q?K typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
N@`9 ~JS {
LF,c-Cv!jL return fn(pk(t1, t2));
-3XnK5 }
nh.v?| } ;
c$Nl-?W 8w@jUGsc By"ul:.D 一目了然不是么?
"@<g'T0 最后实现bind
vH\nL>r rN!9& "kuBjj2 template < typename Func, typename aPicker >
WAXrA$:3J picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
21J82M {
g=' 2~c return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
AE@Rn(1. }
T=KrT7 I3=Sc^zz&V 2个以上参数的bind可以同理实现。
Wv'B[;[) 另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。
Vblf6qaBs 5suSR;8 十一. phoenix
hdDI%3vk3 Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
-8J@r2 \ v?' k)B for_each(v.begin(), v.end(),
sy#j+gZ
(
~CTRPH do_
kR|DzB7 [
j3'/jk]\ cout << _1 << " , "
^Q+5M"/8 ]
@ShJ: .while_( -- _1),
SxQDqoA~ cout << var( " \n " )
;@\JscNJ| )
x~,?Zj)n?C );
ll^O+>1dO e/I{N0SR 是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:
o~N-x* 首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor
`-e}:9~q operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
IaqN@IlWb 那么我们就照着这个思路来实现吧:
6E%k{ r \evgDZf ep1Ajz.l template < typename Cond, typename Actor >
{.'g!{SHp class do_while
"tbBbEj?d {
?O]gFn Cond cd;
Wl"fh_ Actor act;
ag4^y& public :
6m<9^NT template < typename T >
zT 40,rk struct result_1
\}(-9dr {
)u:8Pv typedef int result_type;
a'.=.eDQ } ;
T>?1+mruM u"3cSuqy do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
lw lW.C :7]R2JP template < typename T >
+n]Knfi typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
blS4AQ?b^ {
Xc<9[@ do
g)Uh
{
Yhdt8[ 2 act(t);
? 7dDQI7^( }
Qx#)c%v\\ while (cd(t));
(bXp1*0 ; return 0 ;
wn.0U }
F=lj$?4{ } ;
5Ww\h 7}?z=LHb3 s7gf7E#Y 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
D7oV&vXg 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。
Eu}A{[^\ 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。
z(a:fL{/XG 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。
z#!Cg*K( 下面就是产生这个functor的类:
}e6:&`a xD =swcmab; =z dti'2{4 template < typename Actor >
=sJHnWL[ class do_while_actor
BF#e=p {
g9Ll>d)tE3 Actor act;
F:U_gW? public :
`hhG^O_ do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
tt91)^GdYa od|.E$B template < typename Cond >
vDL/PXNC picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
sRG3`>1 } ;
ZaV@}=Rd8 my0->W%L 1Sr}2@> 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
1 ErYob.p 最后,是那个do_
r3)t5P*_ Sn,z$-;h; W>49,A,q class do_while_invoker
XsC bA8Qv {
:zoX
Xo public :
'LI)6;Yc template < typename Actor >
mLqm83 do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
V19*~v=u {
cke[SUH, return do_while_actor < Actor > (act);
woKdI)f$ }
Sy55w={ } do_;
q fe#k F9 'r0gqtB 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
XUHY.M 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
q\"$~* 最后来说说怎么处理break和continue
'{~ej: 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。
>oNs_{ 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 ]