一. 什么是Lambda N9gbj%+
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 GilmJ2<
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, s(shgI 3g
~)IiF.I b
+:#UU;W
nx'Yevi0$
class filler nypG
{ 0XUWK@)P
public : y6N }R
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} hSF4-Vvb
} ; _!Ir|j.A
;A;FR3=)
"vN~7%
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: hYEUiQ
.GOF0puiM
&ub0t9R
@w5x;uB|%G
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); ]U)Yg
>`=<(8bu
*_CzCl^
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ud:5_*
We?cRb
g]E>e v{`
CH+mzy
二. 战前分析 GLE"[!s]f
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。 %e%VHHO|
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 Ue2%w/Yo
\9`76*X6
c
V"DilV$v
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); hmM2c15T5
/* --------------------------------------------- */ #jd&f,Tt
vector < int *> vp( 10 ); Y]])Tq;h5
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); uo[W|Q
/* --------------------------------------------- */ IAzi:ct
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); ;kb);iT
/* --------------------------------------------- */ UTR`jXCg
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); M
sQ>eSk
/* --------------------------------------------- */ 5VhJ*^R`y
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); c%vtg.A
/* --------------------------------------------- */ d}--}&r
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); j$Wd[Ja+O
lmpBf{~ S
9HBRWh6
WI}cXXUKm0
看了之后,我们可以思考一些问题: caXSt2|'
1._1, _2是什么? &$8YW]1M
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 ~zph,bk
2._1 = 1是在做什么? o GN*p_g
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 m*H' Cb
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 ?:+sjHzXT
\<0xg[
c01i!XS
三. 动工 G7uYkJO
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: bTbF
32x[6"T
hG8<@
lNba[;_
template < typename T > bK#SxV
class assignment
GW\66$|
{ J`xCd/G
T value; w~wg[d
public : "'v^X!"
assignment( const T & v) : value(v) {} T3,}CK#O
template < typename T2 > L. DD
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } +\)a p
} ; Y=\:fa
KuJNKuHa.
:jr`}Z%;y
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 +Hkr\
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment GvI8W)d3,R
PB?92py&
WO!'("
B&>z&!}
class holder (Qf. S{;
{ HvLx
public : A5?q&VS}p
template < typename T > 2wwJ>iR`
assignment < T > operator = ( const T & t) const O
8XHaVLg3
{ CRs@x` 5ue
return assignment < T > (t); l?)!^}Qc
} @RXkj-,eC#
} ; b!oj3|9
9|NH5A"H.
?4cj"i
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: \qz! v
vo>i36
static holder _1; {@ Z=b5/P
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 oe<DP7e
a4\j.(w)$D
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); E{BX $R_8
而不用手动写一个函数对象。 YDYN#Ob(;
l!mx,O`
W^YaC
(I
8F9x2CM-[C
四. 问题分析 ve^gzE$<I
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。 yS1i$[JV
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 YF)k0bu&;
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 apZPHau6h
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 MFQyB+Z
下面我们可以对这几个问题进行分析。 IxaF*4JG
u~7fK
五. 问题1:一致性 E<sd\~~A:
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| JA~q}C7A7o
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Y49&EQ
N;gY5;0m
struct holder o[)*Y`xq<w
{ 3?e~J"WXC5
// c8LMvL
template < typename T > Vw]!Kb7tA
T & operator ()( const T & r) const eY[kUMo
{ j]C}S*`"
return (T & )r; 'P)c'uqd#
} 1pAcaJzf
} ; \03ZE^H
HZqk)sN
这样的话assignment也必须相应改动: `j8pgnY>5~
Cy dV$!&mP
template < typename Left, typename Right > +w/B3b
class assignment b/?)_pg
{ Xo$SQ0K
Left l; mDx=n.lIz
Right r; ]=ADX}
public : 28qlp>U
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} {krBAz&
template < typename T2 > "
v<O)1QT
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 9oYE
} ; 9yz@hdG
dhjX[7Bl9
同时,holder的operator=也需要改动: SY.ZEJcv
Vh?RlIUA
template < typename T > QP/ZD|/ t1
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const td7Of(k'
{ +)LCYDRV7
return assignment < holder, T > ( * this , t); }U '
} 3Ak'Ue
d$"?8r4:K
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。 ,^RZ1tLz
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 UA|\D]xe
^a<kp69qS
return l(rhs) = r; bgxk:$E
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 `<{LW>Lb
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: "
sC]z}
/>N# PF
template < typename Tp > vVP.9(
class constant_t yi:}UlO
{ 5'( T*"
const Tp t; bp<,Xfl
public : 3"juj'
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} NeJ->x,
template < typename T > 'E&tEbY
const Tp & operator ()( const T & r) const AGm=0Om
{ *?\u5O(
return t; ex
BLj
*]
} ?GlXxx=eV
} ; W*%(J$E
]&N>F8.L+
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 wX$|(Y}
下面就可以修改holder的operator=了 Zl>dBc%
Ot)S\s>
template < typename T > ik#Wlz`4
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const C1+f\A|9FP
{ .9N7`
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); >bd@2au9!
} ~sZ$`t
y+Hz(}4
同时也要修改assignment的operator() cK >^8T^
684|Uuf7
template < typename T2 > ?J,,RK.
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } z(>QGzyc
现在代码看起来就很一致了。 8t. QFze?
I&m' a
六. 问题2:链式操作 vw4b@v-XQ3
现在让我们来看看如何处理链式操作。 _-3n'i8
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。 0n'vF&E8
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。 ?O3d Sxi
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。 <nb%$2r1
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct K8Q3~bMf
<MX
template < typename T > k'k}/Hxub
struct result_1 Rj4C-X4=
{ vQ]d?Tp
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; -Lu&bVt<>
} ; R}cNhZC
.xuzu#-
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: jRd$Vt
#lg R"%
template < typename T > !/!ga)Y
struct ref _6V1oe2
{ M9afg$;.xe
typedef T & reference; N#ZWW6
} ; k}p8"'O
template < typename T > r@m]#4
struct ref < T &> P%H Dz
{ \=7jp|{Yl
typedef T & reference; Mm(#N/
} ; r~2hTie
UfPHV%Wd
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: El@*Fo
Gw\..O
template < typename T > A*wf:
mW0c
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const NPrLM5
{ ]ly" K!1,
return l(t) = r(t); GGhk~H4OP
} i#hFpZ6u
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 k@un}}0r
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 w#[cGaIB
A= 5Ebu!z
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 R^$|D)(
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ;Xy=;Z.]i
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 %T\hL\L?
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 8*@{}O##
最后的布局是: k}Q<#
Add I8j:{*h
/ \ kaXq.
Divide 5 o.Rv<a5.L
/ \ 9O:l0
l
_1 3 x(vQ%JC
似乎一切都解决了?不。 (y 7X1Qc)
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。 F -,chp
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。 tV`=o$`
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.?/p~
E "}@SaB-
template < typename Right > : S3+UT
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const _1&Ar4:
Right & rt) const 9i}$245lB
{ y:}qoT_.
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); TKv!wKI
} a!E22k?((z
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 N{S) b
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 |:&6eDlR
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 n\l?+)S *
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 &v0-$
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。 m;]wKd"
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? CpmT*
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: %ACW"2#(
m|B=
template < class Action > 0Zi+x#&d
class picker : public Action &.\7='$F
{ >#x[qX
public : #aU!f"SS
picker( const Action & act) : Action(act) {} ~cCMLK em
// all the operator overloaded @)uV Fw"\
} ; e5>'H!)
V7Cnu:0_
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。 "H).2{3(x
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: fDf[:A,8
DJL.P6 -W
template < typename Right > $VvgzjrH
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const &]#L'D!"
{ $vf gYl4q
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); R-S<7Q3E0=
} #%\0][Xf
{9U!0h-2"
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > /oHCV0!0
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。 <[cpaZT,
#mw!_]
template < typename T > struct picker_maker @m9pb+=v
{ < ,*\t
typedef picker < constant_t < T > > result; {g<D:"Q
} ; $TXxhd 6
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > ovTL'j!
{ p>`rTaeZg
typedef picker < T > result; Iz09O:ER
} ; 0X5cn 0L^
<.QaOLD
下面总的结构就有了: hr
fF1
>A
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 GXVx/)H
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 vTO9XHc E
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 );7
d_#
至此链式操作完美实现。 ,Gt!nm_
QDg5B6>$
P3&s<mh
七. 问题3 *9EwZwE_K
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。 Yt]`>C[|D
2!J#XzR0W
template < typename T1, typename T2 > II=`=H{
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 7 H
{ KFd
+7C9
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 7Ed0BJTa
} 112WryS
qjP~F
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: W^tD6H;
'"
"v7
template < typename T1, typename T2 > A-CU%G9
struct result_2 9j>2C
{ vn^O m-\
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; G<$:[ +w
} ; @-!P1]V|
#:gd9os :
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? )=[\Yf K
这个差事就留给了holder自己。 T(D6'm:X
x|0C0a\"A
2`$*HPj+G
template < int Order > gT+g@\u[
class holder; a|7C6#iz$
template <>
/:4J
class holder < 1 > L/tpT?$fi
{ ?$f.[;mh
public : 4H-eFs%5
template < typename T > yxt"vm;
struct result_1 L@S\ rImw
{ 4>jHS\jc
typedef T & result; O2{["c
e
} ; s|Mo3_>
template < typename T1, typename T2 > x.+T65X~4
struct result_2 .`OU\LA
{ F}_b7|^
typedef T1 & result; ;'n%\*+fHH
} ; =GX5T(P8k
template < typename T > +#FqC/`l
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 7 m{lOR
{ !cyrt<
return (T & )r; '? 5-
} ^5sA*%T4
template < typename T1, typename T2 > PXMd=,}
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const w.?4}'DK
{ vhfjZ
return (T1 & )r1; ]].~/kC^3k
} j&d5tgLB
} ; , _e[P
M}\h?s
template <> kK[4uQQ
class holder < 2 > Pao^>rj
{ > <YU'>%
public : #DUfEZ
template < typename T > {v|!];i
struct result_1 ^1S{::
{ ks#3
o+
typedef T & result; |(>`qL{|
} ; Dp([r
template < typename T1, typename T2 > %F 2h C
x
struct result_2 }(nT(9|
{ EK';\}
typedef T2 & result; Nm?^cR5r
} ; dR S:S_
template < typename T > |4df)
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const xb,d,(^ ]R
{ )^ah, ;(
return (T & )r; [CJ<$R !
} 1+FVM\<&
template < typename T1, typename T2 > q?}C`5%D
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const k[r^@|
{ vE:*{G;Y
return (T2 & )r2; keAoJeG,J
} EQm{qc;
} ; &: Q'X
a^R?w|zCX
Bh3F4k2bg7
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 3`^@ymY
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Y9)j1~
首先 assignment::operator(int, int)被调用:
k*$WAOJEW
iOk;o=
return l(i, j) = r(i, j); 8o~
NJ 6
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 4?R979
\d@5*q
return ( int & )i; BHY8G06
return ( int & )j; VQ9A/DH/
最后执行i = j; FzInIif
可见,参数被正确的选择了。 *fg2bz<~[B
28!C#.(h
lFzVd
N
#t
;`
]fM|cN8(zM
八. 中期总结 ;{ifLI0#
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: s)1-xA{'.
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 =)Xj[NNRT
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 g:Hj1!'
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ~:DL{ZeEb
b84l`J
yvd)pH<a2
5BVvT
`<
[^qT?se{
sINQ?4_8T
九. 简化 j"qND=15
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。 NM3;l}Y8
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 25SWIpgG
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: eAy,T<#
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 c{M
,K
+-*/&|^等 >#]A2,
2. 返回引用。 ( /]'e}
=,各种复合赋值等 Z8SwW<{ $
3. 返回固定类型。
2v{WX
各种逻辑/比较操作符(返回bool) FLi'}C
4. 原样返回。 6<lo0PQ"Z
operator, x92^0cMf
5. 返回解引用的类型。 y]h0c<NP
operator*(单目) !..<_qfw
6. 返回地址。 `2.c=,S{
operator&(单目) 1VJ${\H]
7. 下表访问返回类型。 p D<w@2K
operator[] $.`o
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ER"69zQg|2
operator<<和operator>> K\K& K~Z
-#Z df|
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。 ^DYS~I%s
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 5$9$R(KU
*&_*G~>D
template < typename Left > 0 +=sBk (
struct value_return NqD]p{>Y
{ $k~TVm
Yex
template < typename T > 7e"}ojt$
struct result_1 8['R D`O
{ .+:iAnf
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; JS/'0.
} ; fL*7u\m:
N5?bflY
template < typename T1, typename T2 > ^k6_j\5j
struct result_2 ?ko#N?hgI
{ H*W>v[>
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 2zC4nF)>O
} ; Ta?J;&<u]/
} ; (?4%Xtul1
2 @#yQB1
tguB@,O
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait *'Yy@T8M
F^%w%E\
下面我们来剥离functor中的operator() _b&|0j:Ud
首先operator里面的代码全是下面的形式: ~,)jZ-fw
6W
i
n!4
return l(t) op r(t) d/d)MoaJ*t
return l(t1, t2) op r(t1, t2) hP6f
return op l(t) B;9,Qbb
return op l(t1, t2) a/J<(sak~X
return l(t) op 8C3k:
D[
return l(t1, t2) op tMl y*E
return l(t)[r(t)] Bu:%trlgV
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Ln>!4i+-B)
-@> {q/
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: i2<z"v63
单目: return f(l(t), r(t)); u&zY>'}zm
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 5 ^{~xOM5
双目: return f(l(t)); *Soi
return f(l(t1, t2)); Tz,-~ mc
下面就是f的实现,以operator/为例 `O\>vn
;<+efYmyc
struct meta_divide e;.,x 5+
{ X$kLBG[o_
template < typename T1, typename T2 > ~~>m
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) !5*VBE\
{ p4VARAqi
return t1 / t2; I*rUe#$
} kvbZx{s
} ; !JCs'?A
7By7F:[ b
这个工作可以让宏来做: ?|M-0{
aT0~C.vT
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 2C
S9v
template < typename T1, typename T2 > \ un "I
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; LK'(OZ
以后可以直接用 H{}&|;0
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) E*'Y xI
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 Zmu
(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。。。) B}"R@;N
i%i~qTN
opa/+V3E4
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 \[G'cE
ifn=De3+
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > zhJeTctRz
class unary_op : public Rettype PD&e6;rj;
{ HoQb.Z
Left l; 1Yb &E7j
public :
j^jC|
unary_op( const Left & l) : l(l) {} oG,>Pk
O,%UNjx9K
template < typename T > mE~WE+lw9
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const MIJuJ]U}
{ Jn hdZa
return FuncType::execute(l(t)); .tRm1&Qi
} /?81Ypt
;.h /D4
template < typename T1, typename T2 > |V34;}\4
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const n.+*_c8 k
{ @<W` w
return FuncType::execute(l(t1, t2)); +`>7cy%cZ
} m>uG{4<-
} ; MHwfJ{"zo
2s}S9
bm#5bhX\|
同样还可以申明一个binary_op R}oN8
ILuQ.VhBVN
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 5o6IpF0V
class binary_op : public Rettype lT[,w9 $
{ ^wy
Left l; $#=d@Nw_
Right r; n@pwOHQn<|
public : ed'[_T}T3t
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} c]pz&
QQAEG#.5
template < typename T > "%T~d[M
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const W ^<AUT
{ U5"u
h} 3
return FuncType::execute(l(t), r(t)); j~'.XD={
} Hzz{wY
"ku[b\W
template < typename T1, typename T2 > H&s`Xr
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 9~V'Wev
{ Le#srr
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); +?\JQ|
} hWly8B[I
} ; Ti2cD
6lzjaW5h
JE O$v|X
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 (aYu[ML
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ?e9tnk3
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 21!X[)r
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。 jr6 0;oK+
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! ]t<=a6<P
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。。。 &A
s>Y,y
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 jtoS{B,
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) [P}Bq6;p
下面是修改过的unary_op RxP~%oADw
;"D}"nL
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > d- ZUuw
class unary_op +"84.PZ
{ 45 biy(qa
Left l; X1w11Z7o
$z!G%PO1%
public : HD<$0M|
.]>Tj^1
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 7#JnQ|
]
#JYl%=#,
template < typename T > @>2]zMFf
struct result_1 :s_o'8z7L
{ q%,86A>
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 9swHa
} ; NFVu~t
10Eun }
template < typename T1, typename T2 > XU7to]'K
struct result_2 wai3g-`
{
TX5??o
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; FKL4`GEm
} ; r QzdHA
!v2/sq$G
template < typename T1, typename T2 > `GE8?UO-
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const RrxbsG1HP
{ ,|c;x1|O
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); _HM?p(H@
} A"r<$S6
Kjbk
zc1
template < typename T > +aOevkY]
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 9o,Eqx4J
{ 2:Yvr_L
return OpClass::execute(lt(t)); Zwq\m.h
} emQc%wd{
8K2 @[TE=5
} ; M?8sy
KS#A*BRQ
l4DBGZB
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 }S iR;2W
好啦,现在才真正完美了。 glC,E>
现在在picker里面就可以这么添加了: (?A
c`H
.]E"w9~
template < typename Right > iq3)}hGo
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const e
oE)Mq
{ ,~7~ S"
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); =
V')}f~C
} 5v oL@w>
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。 Y;Nq (
nql1I<I
-f ?
nU=
E3a^"V3p
十. bind ok6t|
7sq
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。 Gt{%O>P8t
先来分析一下一段例子 5~pxu
TgJ+:^+0
Wx}-H/t'2
int foo( int x, int y) { return x - y;} <f
(z\pi1
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 2aTq?ZR|8A
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 4Kt0}W
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。 =zH)R0!eG
我们来写个简单的。 F
u5zj\0J
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
cQ$[Ba
对于函数对象类的版本: ~;6^n
*_YH}U
template < typename Func > AxEdQRGk
struct functor_trait oM1C/=8
{ ?o)?N8U
typedef typename Func::result_type result_type; uj)vh
} ; Iep_,o.Sk
对于无参数函数的版本: DN%JT[7
aAqM)T83
template < typename Ret > }#tbK 2[
struct functor_trait < Ret ( * )() > dB~A4pZa
{ ;^JMX4[
typedef Ret result_type; 3\]j4*i!
} ; k@9hth2Q
对于单参数函数的版本: A1;'S<a
7%$3`4i`O
template < typename Ret, typename V1 > Vk`Uz1*
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > |L89yjhWBs
{ pFs/ipZX^*
typedef Ret result_type; ,2 xD>+=
} ; t"9r`0>
对于双参数函数的版本: +9]t]Vrw
i{9.bpp/
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > N
G vb]
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > qOmL\'8
{ h:7\S\|8
typedef Ret result_type; ;>/Mal
} ; mS}.?[d"
等等。。。 > {d9z9O
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ]2ab~
gr
!r6Yq,3
template < typename Func > ;9#%E
struct func_return B*)mHSs2
{ H/*slqL
template < typename T > Hi2JG{i
struct result_1 @/N]_2@8;
{ v6wg,,T
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; >B``+Z^2
} ; `*0VN(gf'
UdcV<#
template < typename T1, typename T2 > P}=n^*8(I
struct result_2 *'?V>q,
{ 1}Guhayy
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; GB Vqc!d
} ; 3QXsr<
} ; @:Ft+*2
A:4&XRYZY
?ecR9X k
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ~("bpS#ZgD
-ert42fN
template < typename Func, typename aPicker > ,+Ocb-*
class binder_1 3=?,Dv0P
{ 7k%!D"6_R
Func fn; ;FuST
aPicker pk; (QojIdHt
public : 9Y:.v@:}0
6shN%
template < typename T > ;P}007;
struct result_1 X%og}Cfi
{ sEKF
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; :_F 8O
} ; t@ri`?0w
F_ -Xx"
template < typename T1, typename T2 > 1Ke9H!_P
struct result_2 dEI!r1~n
{ [_ uT+q3
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 7/KK}\NE
} ; f`rI]v|@
cM,g,E}
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} `2\:b^h
4M0p:Ey '
template < typename T > NU'2QSU8
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const (["V( $
{ oO7)7$|1
return fn(pk(t)); ang~_Ec.
} F.@|-wq&
template < typename T1, typename T2 > p1.3)=T
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 6wbH{}\ll
{ wi%ls8F
return fn(pk(t1, t2)); wSM(!:on5
} -2u)orWP
} ; 0"GLgj:9
$Fi1Bv)
b?!S$S xz
一目了然不是么? +Y;hVcE9
最后实现bind )lz)h*%#
&Cm]*$?
"&`>+Yw
template < typename Func, typename aPicker > m;1/+qs0
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 9s7TLT k
{ N9*QQ0
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); e_l|32#/
} (!efaj
TI2K_'
2个以上参数的bind可以同理实现。 2qV oe}F
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。 0DnOO0Nc
j0Cj&x%qF}
十一. phoenix zN)) .a
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Ek_<2!%X
'-X O;{,-R
for_each(v.begin(), v.end(), C CLc,r>)
( UUvCi+W
do_ UKTfLh
[ %2B1E( r%M
cout << _1 << " , " /2*BdE[yG
] |TQ4:P1T
.while_( -- _1), cf^ i!X0
cout << var( " \n " ) U9Ea}aN
) M
'%zA;Wl
); $Xu/P5
J,=ZUh@M
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: 1U^KN~!
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor eJ ^I+?h
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 Ejf5M\o
那么我们就照着这个思路来实现吧: LylCr{s7
`|v/qk7
^?
z;/8R7L&
template < typename Cond, typename Actor > D6fd(=t1Z
class do_while 'qG-)2
t
{ /?b{*<TK
Cond cd; o=Mm=;H
Actor act; \P"Ol\@
public : y!rJ}e
template < typename T > Z( "-7_
struct result_1 w8:
{ xpu2RE
typedef int result_type; f<|*^+
} ; 3zc;_U2
Jt<J#M<}7
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} C(z'oi:f
?<\2}1
template < typename T > b5KK0Jjk
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const to1r
88X
{ *WFd[cKE
do Lp4F1H2t-
{ lOe|]pQ.,
act(t); P*U^,Jh<
} IGlyx'\_
while (cd(t)); Y" rODk1
return 0 ; ZSD7%gE<D
} oQ*LP{M
} ; tGbx/$Y
voTP,R[}85
VeY&pPQ