一. 什么是Lambda
b+CJRB1 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
cN-$;Ent 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,
c;Gf$9?iC c`@";+|r PbnAY{J rS!M0Hq>t class filler
D&{CC {
TI|h public :
v1rTl5H void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
v`@NwH<r } ;
/Nkxb& *M^<oG yv|`A2@9 这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决:
f_2(`T# K3iQ/j~a q bC/Ql 8'"=y}]H~ for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
tZG l^mA"g N%F4ug@i P1R5}i 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
2){O&8 A PJYUD5 wF9L<<&B O6ph_$nt. 二. 战前分析
[MuZ^'dR 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。
?t5<S]'r$ 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
UqD ]@s` aaP6zJXi iB|htH'T for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
S Rk%BJ? ~ /* --------------------------------------------- */
Ci4;e vector < int *> vp( 10 );
U&ytZ7iB transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
#jh5% @ /* --------------------------------------------- */
THlQifA! sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
=I aWf /* --------------------------------------------- */
.DI?-=p|_# int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
Bi2 c5[3 /* --------------------------------------------- */
sh R| for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
UwxszEHC /* --------------------------------------------- */
}<YU4EW for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
/,_m\JkwL :dqZM#$d Gj?$HFa 6?Kl L [~ 看了之后,我们可以思考一些问题:
!TivQB 1._1, _2是什么?
Sn0kJIb
} 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。
l5 ] 2._1 = 1是在做什么?
T%;V_iW- 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*)mD 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。
L6ap|u VEp cCK tY>Zy1hlI 三. 动工
v[2&0&!K# 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
qX*xQA|ak, wTD}c1J( RRXp9{x` 51u\am'T template < typename T >
@dUN3,} class assignment
?5jLN&A3 G {
Se_]=>WI T value;
;?k<L\zaw public :
8ok=&Gq4 assignment( const T & v) : value(v) {}
g60k R7;\ template < typename T2 >
l2kGFgc T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
DJ DQH \& } ;
#N"u 0 lWecxD$ "%)g^Atp> 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
KIi:5Y 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
"g)V&Lx#X \ @fKKb| 3@qv[yOE O5aXa_A_u class holder
WrSc@j&Ycv {
-pIz-* public :
Gx8!AmeX template < typename T >
/y$ Fw9R; assignment < T > operator = ( const T & t) const
Xl<iR]lda {
f@$W5*j return assignment < T > (t);
i%JJ+9N }
.>eR X% } ;
8>t,n,k p20JUzy ;Y[D#Ja- 由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上:
&92/qRh7 I8YUq static holder _1;
TIxOMY y Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
*!ng)3# jLVG=rOn for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
W} i6{Vh 而不用手动写一个函数对象。
x};~8lGT>t !8[T*'LJ-
;aV3j/ *d3-[HwZCL 四. 问题分析
CNefk$/cR 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。
DH
yv^ 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。
uQKQC?w 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
;_vhKU)%J# 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
S)rr 下面我们可以对这几个问题进行分析。
v>#Njgo J?w_DQa 五. 问题1:一致性
m~5 unB9 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?|
@k&6\1/U 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
T2MC`s|` n82tZpn struct holder
< j:\;mi; {
e{@RBYX@+c //
v?OVhV template < typename T >
L@{'J T & operator ()( const T & r) const
pOXI*0_g. {
B{`adq?pW return (T & )r;
x*7A33@i }
\jwG*a } ;
l.o/H| %-blx)Pc 这样的话assignment也必须相应改动:
"00j]e. UHZ&7jfl template < typename Left, typename Right >
^)~Smj^d class assignment
A7Ql%$v7^ {
b^$`2m-?@f Left l;
rJpr;QKf% Right r;
6}TunR public :
K9#kdo1 2 assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
?Ts]zO%%Z template < typename T2 >
Gk*u^J( T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
IQPu%n{0v } ;
R^.PKT2E &))d],tJX 同时,holder的operator=也需要改动:
YCD|lL# %]_: \! template < typename T >
t2o{=!$WH assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
Oj c Tu {
+ +}!Gfc?s return assignment < holder, T > ( * this , t);
$Y|OGZH8E }
|reA`&<q !FL"L
9 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
;#85 _/ 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
9r].rzf9 R'k`0 return l(rhs) = r;
>J7slDRo 在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
FMVAXOO 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
/yG34) aB =HCEUB9Fs template < typename Tp >
B-MS@<2 class constant_t
,a{85HLr] {
rkjnw@x\ const Tp t;
Wk0E7Pr public :
!i;6!w constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
;d6Dm)/( template < typename T >
IE`3I#v const Tp & operator ()( const T & r) const
r%.k,FzGZY {
0V1GX~2 return t;
TmG);B} }
7%Y`j/ } ;
+-j-)WU?, [Arf!W-QG 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
&>zH.6%$ 下面就可以修改holder的operator=了
YCbvCw$Ob sG`x |%t template < typename T >
\_`qon$9 assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
\jiE:Qt {
|SkQe[t return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
OT
0c5x }
INN}xZ Xf`e 4 同时也要修改assignment的operator()
u}iuf_ lcdhOjz!N template < typename T2 >
,u
`xneOs T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
^X96yj'? 现在代码看起来就很一致了。
|(.\J`_e ]I\GnDJ^ 六. 问题2:链式操作
=P(*j7= 现在让我们来看看如何处理链式操作。
f!x9% 其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。
Z A(u"T~ 事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。
Z~J]I|R: 比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。
s * (a 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
6$R9Y.s>Z =-2~>B template < typename T >
S~Gse+* struct result_1
FH=2,"A {
3ay},3MCV% typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
eN=jWUoCh } ;
9^}&PEl v$]B;;[A 那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为:
= QBvU)Ki !/}3/iU template < typename T >
^lHy)!&A struct ref
<o%T] {
t8*Jdd^3Z/ typedef T & reference;
UGO#o`.G} } ;
e(t}$Q= template < typename T >
8FuxN2 struct ref < T &>
).71gp@& {
iww/ s typedef T & reference;
'S_i6K } ;
%hVR|K|J
RNk|h 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
>jI.$%L$ 4qid+ [B template < typename T >
Wlc&QOfF typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
<w9~T TS {
|oPRP1F-;e return l(t) = r(t);
N9w"Lb }
w)EYj+L 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。
+u$l]~St\ 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
fu5L)P^T q/ljH_- 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
-ZaeX]^&Q\ _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
b}K,wAx
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
pl]|yIZ +5 调用divide的对象返回一个add对象。
hP"2X"kz& 最后的布局是:
{:1j>4m2 Add
BP3Ha8/X / \
lbHgxZ Divide 5
dbby.% / \
T-] {gc _1 3
?Lg(,-: 似乎一切都解决了?不。
joe)b 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。
d/; tq 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。
cw<IL 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:
*z~,|DQ(A Cab.a)o template < typename Right >
t7]j6>MK3q assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
F rckA Right & rt) const
<X)\P}"L4 {
/*#o1W?wQZ return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
^FLs_=E }
:{%[6lE^G 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
2^o7 ^S 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。
es)^^kGj6f 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。
tkj-.~@g0' 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。
>.
K 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。
flmQNrC.8 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?
\FsA-W\X 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:
JN
wI{ kvwnqaX template < class Action >
iHPsRq! class picker : public Action
dxX`\{E {
]hS:0QE public :
!6(3Y picker( const Action & act) : Action(act) {}
qZd*'ki< // all the operator overloaded
gcA:Q4 } ;
`]KX`xGK "9caoPI0~ 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。
AT&K> NG 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:
vG_R( ]d @62,.\F template < typename Right >
GAj%o]}u picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
'zYS:W {
MJGT|u8O& return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
wMVUTm }
91]|4k93
n4{%M Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
+9Tc.3vQ 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。
=dGp&9K,fw pCE
GZV,d@ template < typename T > struct picker_maker
KuP#i]Na {
\GL] I. typedef picker < constant_t < T > > result;
Jpapl%7v } ;
6|eqQ+(A template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
a`'>VCg {
WGv 47i typedef picker < T > result;
|]< 3cW+ } ;
gy.UTAs
N GQbr}xX.# 下面总的结构就有了:
On*I.~ 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。
tW UI?\ 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。
<wSJK picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
@vl$[Z| 至此链式操作完美实现。
!8G)`' NVMn7H}>
6m_mma_,& 七. 问题3
j-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。
3'z$@;Ev+ 7ui<2(W@0 template < typename T1, typename T2 >
7fR5V ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
HA0!>_I dC {
:Qge1/ return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
FOG{dio }
x$d[Ovw- h?xgOb!4 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:
p7|I>8ur. d'';0[W) template < typename T1, typename T2 >
X~r9yl> struct result_2
LA Crg {
o
]*yI[\ typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
x {NBhq(4 } ;
GJ%^hr`P 0Q{lyu 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?
}h^
fX 这个差事就留给了holder自己。
1K9.3n /GgID!8 <O+GXJ2 template < int Order >
a}@b2Wc* class holder;
<MS>7Fd2 template <>
tNY;wl:wp class holder < 1 >
XY'=_5t {
1?.CXqK public :
O<$w-( template < typename T >
d ~M; struct result_1
0T`Qoo>u {
4FaO+Eo,8 typedef T & result;
Z|_V ;*
} ;
4V:W 8k 9D template < typename T1, typename T2 >
x:)H Ii q/ struct result_2
+^BThrB {
1J!v;Y\\ typedef T1 & result;
wH|%3@eJ } ;
cP?GRMX@} template < typename T >
X;!*D typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
Dl/ C?Fll {
}uIQ@f` return (T & )r;
?2"g*Bak }
jemb/:E template < typename T1, typename T2 >
5ngs1ZF@ typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
Iy_5k8] {
AZ!/{1 Az return (T1 & )r1;
AW r2Bv }
|5vJ:'` I } ;
hrKeOwKHU _#K|g#p5 template <>
}n&nuaj class holder < 2 >
"bej#'M# {
+<\LY(o public :
8[@,i|kgg0 template < typename T >
+'m9b7+v struct result_1
zLl-{Kk {
->I.D?p typedef T & result;
FsqH:I4O } ;
5X^\AW template < typename T1, typename T2 >
X4o#kW struct result_2
NV./p`k {
(A?>U_@ typedef T2 & result;
Hdyl]q-(P } ;
;>7~@
K template < typename T >
HB )+.e typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
"[
S[vkI {
7X(2SI3m return (T & )r;
;l%xjMcU }
%i\rw*f template < typename T1, typename T2 >
CNRSc4Le typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
XgxO:"B {
W<q<}RSn return (T2 & )r2;
%i? }
Py*WHHO } ;
,It0brF j*QdD\) ZW;Ec+n_K 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> >。
Qy9_tvq
X 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
:0@0muo 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
|r+ x/,2- 4]1/{</B| return l(i, j) = r(i, j);
6?,qysm06 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
)y]Dmm _!2lnJ4+5 return ( int & )i;
|4DN2P
return ( int & )j;
N@PuC> 最后执行i = j;
;\th.!'rn 可见,参数被正确的选择了。
.J -k^+- 1V`-D8-? mZU
L}[xf 5"h4XINZ vs8[352 八. 中期总结
ubB1a_7 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:
7B0`.E^~ 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
ox SSEs 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
^X_ ;ZLg. 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
OX.5olb yPmo1|'X>d 3F,M{'q ;jxX /c npeL1zO-$ O$z"`'&j# 九. 简化
-)%\$z 很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。
>yc),]1~ 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
(w-"1( 首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种:
K cex%. 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
*ssw`}yE' +-*/&|^等
P_b5`e0O 2. 返回引用。
uNy-r`vg =,各种复合赋值等
->qRGUW 3. 返回固定类型。
JRBz/ j 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
+_ehzo97 4. 原样返回。
12i`82>; operator,
r7VBz_Q 5. 返回解引用的类型。
Jb{g{a/ operator*(单目)
VP< zOk7 6. 返回地址。
();Z,A operator&(单目)
ecm+33C 7. 下表访问返回类型。
C2LG@iCIE operator[]
iOm&(2/ 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
3T(ft^~ operator<<和operator>>
!_Y%+Rkp0 &=t~_ Dc OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。
MZVbOcSAd 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
bBINjs8C_ ~~Cd9Hzi template < typename Left >
+Q"s!\5 struct value_return
&K!0yR {
_&(Wz0 template < typename T >
8r}tf3xMCM struct result_1
%^W(sB$b {
\aSc2Ml]3n typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
6!)hl" } ;
$
^)g, 0Runex[ template < typename T1, typename T2 >
atZNX1LD[/ struct result_2
h_X'O3r {
,6y.wNb :F typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
FXk*zXn6 } ;
v+EJ
$ } ;
-DGuaUU F+c8
O %Lx#7bR U 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
1$))@K-I Q~^v=ye 下面我们来剥离functor中的operator()
&hVf=We 首先operator里面的代码全是下面的形式:
a@|`!<5 tZ) ,Z< return l(t) op r(t)
DFfh!KKR$ return l(t1, t2) op r(t1, t2)
Dt5AG return op l(t)
"@ZwDg` return op l(t1, t2)
TH>uL;?= return l(t) op
@6_w{6:b return l(t1, t2) op
CZy!nR! return l(t)[r(t)]
_7v4S/V return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
DM6(8df( u<"-S63+ 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:
vzAY+EEx 单目: return f(l(t), r(t));
1OY
5tq return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
z xgDaT 双目: return f(l(t));
E0i!|H return f(l(t1, t2));
(CDh,ZN;| 下面就是f的实现,以operator/为例
=sAOWI,8! 7F]oK0l_ struct meta_divide
r
'ioH"= {
1=_?Wg: template < typename T1, typename T2 >
4J9Y static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
>]Mhkf/=) {
Ye^#]%m return t1 / t2;
Yh,,(V6 }
aEUEy:. } ;
heES
[ =J-&usX 这个工作可以让宏来做:
% T$!I (L& *ax&}AHK[/ #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
}uD*\. template < typename T1, typename T2 > \
ZDK+>^A) static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
+IGSOWL
以后可以直接用
&mJm'Ks DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
1A] 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
*Ta
{ (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。。。)
tR=1.M96Y =?M{B1;H ?YFSK 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
o|KmKC n> Fyz1LOH[X template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
]7,0}q. class unary_op : public Rettype
Q9X+H4`}y {
it j&L <e Left l;
nwJub$5 public :
&)Vuh= unary_op( const Left & l) : l(l) {}
T~lHm %
y` tDR template < typename T >
74Aecb{ typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
~!fOl)F {
skLr6Cs| return FuncType::execute(l(t));
WD8F]+2O\ }
jTsQsHq Urm(A9|N template < typename T1, typename T2 >
RLVz "= typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
hs)_h^P
{
d~CZ9h return FuncType::execute(l(t1, t2));
:Mu]*N }
p?s[I)e } ;
`cmzmQC s|Vbc@t ;|vn;s/ 同样还可以申明一个binary_op
GQ9H>Ssz )"bP]t^_ template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
B%co`0$ class binary_op : public Rettype
r+k~%5Ff~ {
qaBL Left l;
,Igd<A= Right r;
Gd2t^tc public :
b9l%5a binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
!5zj+N \S#![NC template < typename T >
Q=498Y~x typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
ynq^ztBVe {
l5Q-M{w0x return FuncType::execute(l(t), r(t));
d?GB#N|+g }
covK6SH y $>U[^G[ template < typename T1, typename T2 >
5F5)Bh typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
Dv BRK}' {
dJ,,yA* return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
O=}jg0k }
C/z 0/mk } ;
KupQtT< {@67'jL PAjH*5IA 很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
0e~4(2xK 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
Q$S|L C DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
eBlB0P
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。
tb'O:/ 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
Z-'xJq 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。。。
"&TN}SBW 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
wn>?r
?KIB 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)
lDtl6r/ 下面是修改过的unary_op
Ix+\oq,O KZsJ_t++!W template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
Ei\tn`I& class unary_op
^s3 SzB@ {
|("zW7g Left l;
&_<!zJ;Hn ^14a[ta/' public :
Z'\{hL S m^YYdyn]M unary_op( const Left & l) : l(l) {}
Cq%1j[ $tca:
b}Mk template < typename T >
_Dg|Iz,Uh struct result_1
Pu0O6@Rg {
I(0 *cWO typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
5tu 4uYp; } ;
Ov~>* [ )tR@\G >% template < typename T1, typename T2 >
9d >AnTf&H struct result_2
:LMLY<8>9 {
6+_qGV typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
\oV g(J&o } ;
GPU,.s"&( R(cM4T.a template < typename T1, typename T2 >
CoQ<Ky}* typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
.hytn`+9 {
F*/J`l return OpClass::execute(lt(t1, t2));
=bl6: }
&6#Ft]6~ !:<n]-U template < typename T >
8\_ YP3 typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
{);<2]o| 6 {
~e<h2/Xc return OpClass::execute(lt(t));
}>~]q)] }
LRmH@-qP 20k@!BNq } ;
S,2{^X ycSC'R g/e2t=qP 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
]='zY3 好啦,现在才真正完美了。
D eM/B5qw 现在在picker里面就可以这么添加了:
xe!6Pgcb =S}SZYwl template < typename Right >
)i*- j= picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
4lpkq {
s&~i S[ return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
Tn 3<cO7v }
u|D|pRM-LT 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。
;*409P 8k
-l`O~ ^Jdji: vSG$2g= )l"py9STF 十. bind
o[E|xw 既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。
6,UW5389 先来分析一下一段例子
UU"' d{G*1l(X M*lCoJ int foo( int x, int y) { return x - y;}
zTvGku[3 bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
7c
aV-8: bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
ntt:>j$ 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。
gj-MkeI) 我们来写个简单的。
Dt\rMSjZ9 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
GYK&QYi, 对于函数对象类的版本:
!JWZ}uM6 UbSAyf template < typename Func >
ftwn<B struct functor_trait
,f?+QV\T. {
5Cjh%rj(jl typedef typename Func::result_type result_type;
>7I"_#x1: } ;
A/w7( 对于无参数函数的版本:
y ZR\(\?< ;f+bIYQz template < typename Ret >
Y5?OJO{h" struct functor_trait < Ret ( * )() >
LyWgaf#/d {
2qxede typedef Ret result_type;
{m7>9{` } ;
"`&1"* 对于单参数函数的版本:
9s@$P7N5B .sR=Mf7 T template < typename Ret, typename V1 >
Tkf
JC|6 struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
k@/s-^ry3 {
|ww@V<'/# typedef Ret result_type;
1a>TJdoa } ;
Q%
LQP!Kg 对于双参数函数的版本:
#Qnl,lf uKE?VNC] template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
#Z>EX?VS: struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
5x/LHsr=m {
WXX)_L$2 typedef Ret result_type;
/7[X_)OG } ;
c#YW>( 等等。。。
qxW^\u!< 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
"0]s|ys6< \:@yfI@ template < typename Func >
8Jb N&C struct func_return
T99\R% {
.`Rju|l template < typename T >
nYbI =_- struct result_1
A4`3yy{0- {
\GEf,%U<K typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
bfl%yGkd/| } ;
IMtfi(Y%F "D1u2>( template < typename T1, typename T2 >
i]M:ntB" struct result_2
0; BX {
X[r\ Qa typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
'|^<|S_+K } ;
nht?58 } ;
2~(\d\k E[2>je $++SF)G1]_ 最后一个单参数binder就很容易写出来了
uA~T.b\ HyKv5S$ template < typename Func, typename aPicker >
[)S&PK class binder_1
lZf=# {
.\:{6_ Func fn;
t],5{UF aPicker pk;
jNu`umS public :
yON";|*\m T>qI,BEY template < typename T >
+o[-ED struct result_1
?f'iS#XL {
mX&!/U typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
vS'l@`Eg] } ;
t`oH7)nut q@0g KC&U template < typename T1, typename T2 >
*j"u~ NF struct result_2
FQW{c3%qZ {
|fhYft typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
}{S
f* } ;
yirQ 9w:9XziT binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
bj$VYS"kY 1Q>D^yPI[ template < typename T >
z(g6$Y{ typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
"s.]amC {
tX@G`Mr( return fn(pk(t));
R7Z7o4jg }
"B3&v%b template < typename T1, typename T2 >
\~~y1.,U. typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
S&Szc0-|k {
Bt[Wh@ return fn(pk(t1, t2));
lJIcU
RI4 }
!Pf6UNN' } ;
`y0u(m5 z8-dntkf NL}Q3Vv1. 一目了然不是么?
}ofx?s} 最后实现bind
L-z9n@=8\ Gw1Rp tS:/:0HnA) template < typename Func, typename aPicker >
w+W!dM picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
Pg\!\5 {
fv+t%,++: return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
{#C)S&o)6 }
uZhY)o*]@ cf`g.9pjlx 2个以上参数的bind可以同理实现。
WkUV)/j 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。
R+b~m!58 yi&6HNb 十一. phoenix
c]1\88 Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
YQ$EN>.eO 8K@>BFk1. for_each(v.begin(), v.end(),
=%Z5"]; (
A\:u5( do_
|zCT~# [
4157!w'\y cout << _1 << " , "
U *K6FWqiB ]
V AnP3: .while_( -- _1),
-~=?g9fGm6 cout << var( " \n " )
(T 8In )
_-c1" Kl );
6haw\ * Ygs:Ox"[-G 是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:
JcJc&cG 首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor
up==g operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
PL|zm5923 那么我们就照着这个思路来实现吧:
&@ [pJ2 nBkzNb{"AZ LTlbrB template < typename Cond, typename Actor >
r<9G}9 class do_while
8_:j.(n {
Jk>!I\ Cond cd;
G<:gNWXd\ Actor act;
`)WC|= w2 public :
M7gb3gw6 template < typename T >
*F;W 1TF struct result_1
Gr8%%]1!0 {
,`,1s9\&t typedef int result_type;
NE5H\ } ;
Z66h cyTBp58
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
Xc8
XgZk p>9|JMk template < typename T >
20Z=_}, typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
d\-v+'d*+ {
E/@ do
?DgeKA"A {
V:<Z act(t);
>QSlH]M }
>1 %|T while (cd(t));
twP%+/g]< return 0 ;
}Yargj_Gn }
0`KR8# A@ } ;
)o`[wq ~i
UG2 4v UZRN4tru6 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
z2~\
b3G 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
?<efKs 其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。
V~MyX&` 因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。
gN;
E}AQt 下面就是产生这个functor的类:
tUT:vK` (i;,D- ;Z.sK-NJ4 template < typename Actor >
p)Fi{%bc class do_while_actor
'y&DOy/| {
~c`%k>$
Actor act;
eZ8DW6 l*
public :
^TEFKx}PX do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
szUJh9- * -X`^R template < typename Cond >
;pt.)5 picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
hV}C.- 6h } ;
zK>}x= h@CP aIo%~w 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
+FH@|~^O 最后,是那个do_
!:c_i,N >udu~ .L9n class do_while_invoker
&$yDnSt\ {
W4q
|55 public :
QB"+B]rV template < typename Actor >
~A_1he~ do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
a"m-&mN {
]jSRO30H3< return do_while_actor < Actor > (act);
j~Mx^ivwj }
%m##i } do_;
$6]1T> _0o65?F 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
I{i6e'.jP 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
}poLHS/ 最后来说说怎么处理break和continue
1v inO! 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。
GG
%*d] 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 ]