一. 什么是Lambda 8q~FUJhU
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 0"kE^=
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, 6PJJ?}P^1
"_1-IE
) qyx|D
~f=6?5.wa
class filler dx13vZ3[U
{ XW~ BEa
public : G{f`K^
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} g2aT`=&Z
} ; n.a=K2H:V
nrS[7~
LN.Bd,
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: *K}z@a_
ll(e,9.D
mF*?e/
/h7>Z9T
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); Y*kh$E%<#
qXU:A-IdIl
Z9"{f)T
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 \2R`q*a+
4h;f>BG
{V%%^Zhwy
Q+N7:o!;<b
二. 战前分析 y#Mc4?
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 T3G/v)ufd
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 j$|j8?
5y(t`Fmt
d(X\B{
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); K#l
-?
/* --------------------------------------------- */ 5DkK'tCI9Z
vector < int *> vp( 10 ); )4!CR /ao
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 0H OoKh
/* --------------------------------------------- */ lTV@b&
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); o5=)~D{/G3
/* --------------------------------------------- */ NoJnchiU
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); &h7smZO5j
/* --------------------------------------------- */ _@#uIOcE
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); _OJ0 < {E
/* --------------------------------------------- */ '<?v:pb9
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); ]^*_F
QH7V_#6bKP
Jb3>vCIn
ko=aa5c
看了之后,我们可以思考一些问题: J|gdO+
1._1, _2是什么? Ei{(
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。 a%Z4_ToLZ
2._1 = 1是在做什么? IS,zy+w
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。 DnNt@e2|
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。 j}rgOz.
XlPK3^'N)h
<pTQpU
三. 动工 er["NSo
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: u [V4OU}%
fqcU5l[v,
!paN`Fz\a
.N5hV3
template < typename T > s6uF5]M;2
class assignment uQ[vgNe*m
{ ,zAK3d&hj
T value; bU;}!iVc]
public : Mvy6"Q:
assignment( const T & v) : value(v) {} LN@E\wRw{r
template < typename T2 > aW0u8Dz
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } RNv{n
mf
} ; t(J![wB}
0Y5LDP
v%H"_T
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Jh37pI
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment vF9*tK'
n9]IBIthe
OLk9A
3)6+1Yc
class holder %^a]J"Ydi8
{ L!bfh`
public : Zz"I.$$[M
template < typename T > Rr o?q
assignment < T > operator = ( const T & t) const h]kn%?fpmB
{ Z"6 2#VM
return assignment < T > (t); cr76cYq"Q
} ~A8qeaP
} ; p+orBw3
FjD,8^SQW
0n4g$JK7
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: x`]Ofr'
8O~0RYk
static holder _1; lo cW_/
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 0zg 2g!lh
y]yine
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); jMN)?6$=
而不用手动写一个函数对象。 ,9=gVW{
>%9^%p^
J?._/RL8-
1pd 9s8CA
四. 问题分析 _^_5K(Uq
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。 <e;jWK
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。 dv"as4~%
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 f'1(y\_fb
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 c*N50%=4
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Iq)(UfaSve
ctp?y
五. 问题1:一致性 {/-y>sm
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?| YSqv86
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 1)$%Jr
Kb^>X{
struct holder 7sXy`+TZ->
{ j'3j}G%\T
// ec`bz "1
template < typename T > ,%A)"doaG
T & operator ()( const T & r) const bRWIDPh
{ 8V6=i'GK
return (T & )r; *%:@
cbF-M
} GHv{
} ; Vd,' s
7e1dEgn
这样的话assignment也必须相应改动: z<a$q3!#
I`22Zwq:
template < typename Left, typename Right > LyGUvi
class assignment yC
W*fIaq
{ ITVQLQ
Left l; }x]&L/
Right r; T_eJ}(p
public : A'GlCp
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} G;/Q>V
template < typename T2 > YnSbw3U.I
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } "\7 v
} ; G@9u:\[l
5B1G?`]?
同时,holder的operator=也需要改动: NeHx2m+
S"zk!2@C
template < typename T > x5oOF7#5
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const E(_KN[}S
{ K]X`sH:
return assignment < holder, T > ( * this , t); (4~X}:
} Mal <iNN
ba8 6 N
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。 ,I ZqLA
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 .hKhrcQp
a.?v*U@z@#
return l(rhs) = r; 'fIHUw|
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。 $`pd|K`
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: =ai2z2z
N&"QKd l
template < typename Tp > "#2pT H~
class constant_t @}(SR\~N]
{ _lXt8}:+
const Tp t;
{=3B)+N
public : (%bE~Q2P*<
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} w#&z]O9r
template < typename T > Axlm<3<wf"
const Tp & operator ()( const T & r) const FY8!g'.Oe
{ 3E,DipHg
return t; \b$<J.3
} 5X0QxnnV
} ; W"Z#Fs{n8
r?pZ72q
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 1SUzzlRx
下面就可以修改holder的operator=了 ll%G!VR
sm
template < typename T > )|pU.K9qZ
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const jJia.#.Ze
{ ?W!ry7gXO
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); Ad/($v5+
} xI?0N<'.*q
)7dEi+v52
同时也要修改assignment的operator() xdZ<|
vMR
mZ7B<F[qV
template < typename T2 > X'x3esw w
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } V.8%|-d
现在代码看起来就很一致了。 MU1E_"Z)
Yl~$V(
六. 问题2:链式操作 s)ky/ce
现在让我们来看看如何处理链式操作。 *g_w I%l
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。 oxfF`L"
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。 &tj0M.-
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。 p x#suy
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct rLzW`
9Kbw
GmSU
template < typename T > KQ{Lt?S
struct result_1 g*y/j]
{ z]=8eV\
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; v L}T~_=3
} ; tuLH}tkNY
u1^\MVO8
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: ]JdJe6`Mc
,?(ciO)
template < typename T > J\=a gQ
struct ref Xwq]f:@V
{ j;\[pg MR/
typedef T & reference; d>|;f
} ; q@l(Qol
template < typename T > E(4w5=8TI
struct ref < T &> uv]{1S{tb
{ jj,r <T
typedef T & reference; l5k?De_(x
} ; ORBxD"J&
: @6mFTV
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ,h&a9:+i
?:igumeYX
template < typename T > E'EcP4eL
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const Wp[9beI*M
{ ar$*a>'?
return l(t) = r(t); BpH%STEN
} VEs5;]#<2D
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 G\=_e8(
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 Kkv<"^H
g^l RG3a
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 Ur!~<4GO
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: eT[&L @l]b
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 %>zjGF<
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ('hT
最后的布局是: 6kR\xP]Kr
Add 89HsPB1"t
/ \ #jA) >z\Q^
Divide 5 1e}8LH7
/ \ 0<.RA%dj
_1 3 rN5tI.iC
似乎一切都解决了?不。 q3h'l,
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 4 1t)(+r
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 ;>>C)c4V "
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: cyQBqG
"9XfQ"P
template < typename Right > Ew$I\j*
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const mgQIhXH5L
Right & rt) const vzXag*0
{ YGk9b+`
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); {(tHk_q
} Ri)uq\E/#
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 9Ah[rK*}
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。 8-Me.2K
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。 jfp z`zE
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。 qP1FJ89H
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。 Vn|1v4U!
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? h|)vv4-d|
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: lV6dm=k
PsnGXcj
template < class Action > ke%pZ7{u
class picker : public Action 8P2 J2IU
{ )Gk`[*q ;
public : s_Wyh
!@M
picker( const Action & act) : Action(act) {} :a0zT#u
// all the operator overloaded {5j66QFoo
} ; nxo+?:**
?LP9iY${
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 u:dx;*
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: d@ Ja}`
|E3X
template < typename Right > ynwG\V
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const 'V&Y[7Aeq
{ 6.c^u5;
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Z?G&.# :
} 0-d>I@j
/4irAG% Oj
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 5@!st
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 -e]7n*}H$
Z`Z5sj 4{
template < typename T > struct picker_maker -{jdn%Y7CK
{ 1AD]v<M
typedef picker < constant_t < T > > result; Jxl6a:
} ; 7cTk@Gq
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > q3P+9/6
{
V
9;[M;
typedef picker < T > result; 'T8W!&$
} ; Mps5Vv
pv,45z0
下面总的结构就有了: 5h{`<W
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。 +-$Ko fnM
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。 h6D^G5i
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 BS1Ap
至此链式操作完美实现。 B.dT)@Lx0
('[TLHP
kHK0(bYK
七. 问题3 </`yd2 >
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。 7'lZg<z{~j
2kh"8oQ
template < typename T1, typename T2 > m#7*:i&@Y
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const }6u2*(TmD
{ Ea $aUORm
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); (eWPis[
} 23]Y<->Eu<
OFU/gaO~
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: {KL5GowH
, X{>
template < typename T1, typename T2 > Z u*K-ep"
struct result_2 sW@krBxMv
{ s>n(`?@L
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; T^.Cc--c
} ; aM3gRp51cj
BMyzjteS+
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? S.*~C0"
这个差事就留给了holder自己。 X6e/g{S)
e^1uVN
|a^U]
template < int Order > '@nbqM
class holder; LW)H"6v
template <> 9ooY?J
class holder < 1 > IH*s8tPc
{ 2}U!:bn(
public : KzUlTl0
template < typename T > muON>^MbC
struct result_1 <@v]H@E
{ f .
}c7
typedef T & result; C#0Qd%
} ; 5VW|fI
template < typename T1, typename T2 > q8P.,%
struct result_2 7V7zGx+Z7
{ ?/hZb"6W
typedef T1 & result; yR5XJ;Tct
} ; ne}+E
template < typename T > oXsL9,
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const E0n6$5Uc?
{ b\7iY&.C|
return (T & )r; l `9t}
} 0#o/ ^Ah
template < typename T1, typename T2 > k(VB+k"3
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ,5
j"ruZ
{ Q,T"Zd Q
return (T1 & )r1; O`1!
} w4,Ag{t>
} ; gY-5_Ab
7r#ymQ
template <> \c,pEXG
class holder < 2 > DL^o_61
{ _f0C Y"
public : HeGYu?&
template < typename T > 6?tlU>A2s
struct result_1 &<TzGB*
{ Hy:V`>
typedef T & result; YIhm$A"z0"
} ; +EXJ\wy
template < typename T1, typename T2 > Y*oDO$6
struct result_2 uP $Cj
{ zw<p74DH
typedef T2 & result; Ga>uFb}W~
} ; K BE Ax3
template < typename T > B;6]NCxD
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 9LnN$e
{ X!hIwi A,t
return (T & )r; BimjQ;jtI
} y;cUl, :v
template < typename T1, typename T2 > zdl%iop3e
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const = {'pUU
{ YV% 5y1i
return (T2 & )r2; pW0dB_
} :e1o<JgPt
} ; ~5
N)f
UI\
-/C)l)V}
O43YY2
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> >。 $q?$]k|M`
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Wm~` ~P
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Dn9w@KO
ocbB&
return l(i, j) = r(i, j); uP3_FX:
e
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) ^)!F9h+
:# E*Y8-
return ( int & )i; @:0ddb71
return ( int & )j; @!N-RQ&A
最后执行i = j; _ZB\L^j)
可见,参数被正确的选择了。 Gl %3XdU
TcTM]ixr
q#A (gyy
lASL8O&\
n]_[NR) i
八. 中期总结 UV
4>N
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: RgdysyB
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 YpAg
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 |'ln?D:&
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor n6d9\
V"o7jsFH6n
Jf)bHjC_V
JCcZuwu[
9fnA
YYEJph@06q
九. 简化 %=AxJp!a
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。 zJDSbsc$%
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 N /$`:8"
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: _-!sBK+F
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 eivtH P
+-*/&|^等 V-I(WzR9y
2. 返回引用。 XfE?C:v
=,各种复合赋值等 1be %G [*
3. 返回固定类型。 1axQ)},o@p
各种逻辑/比较操作符(返回bool) Ab%;Z5$fr
4. 原样返回。 EFuvp8^y
operator, W!blAkM%i
5. 返回解引用的类型。 mME4 l
operator*(单目) Xv <G-N4
6. 返回地址。 N..j{FE
operator&(单目) /yz=Cj oz
7. 下表访问返回类型。 UtB6V)YI
operator[] =(a1+.O
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 aV o;~h~
operator<<和operator>> *%w69#D
U t-B^x)gl
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 w~_;yQ
例如针对第一条,我们实现一个policy类: o@]So(9f
o*x*jn:hm
template < typename Left > p(xC*KWB
struct value_return XoLJ L]+?
{ [ xOzzp4
template < typename T > ;=j@,
yu
struct result_1 k:2QuG^
{ C3hv*
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; x^|V af
} ; IEjP<pLe
x83
!C}4:
template < typename T1, typename T2 > Nw& !}#m
struct result_2 hmx=
35
{ 9][(Iu]h7
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; YSJy`
} ; 9YsR~SM
} ; id<:p*
BR^7_q4q
y-p70.'{U
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 9Suu-A
d_n7k g+
下面我们来剥离functor中的operator() ;N B:e
首先operator里面的代码全是下面的形式: <2!v(EkI
>{eCh$L
return l(t) op r(t) nzjkX4KV
return l(t1, t2) op r(t1, t2) O%1v)AT&\
return op l(t) E_F5(xSA
return op l(t1, t2) }R3=fbe,\
return l(t) op +$xeoxU>;
return l(t1, t2) op Q'+MFld
return l(t)[r(t)] P o jmC
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Z3k(P
a $"ib
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: 87}&`
单目: return f(l(t), r(t)); fP3_d
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 4`Q3v4fOF
双目: return f(l(t)); ;fw1
return f(l(t1, t2)); ky
8e p
下面就是f的实现,以operator/为例 ml@2wGyf
t NsPB6Z
struct meta_divide ,D\GGRw
{ nA|.t[v
template < typename T1, typename T2 > S[tE&[$(p
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) nf1#tlIJd
{ DjU9
uZT
return t1 / t2; SVjl~U-^
} Xi?b]Z
} ; pE{yv1Yg
)$w*V9d
这个工作可以让宏来做: r'CM
r1ws1 rr=
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ wU#F_De)R:
template < typename T1, typename T2 > \ k>dsw :
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ^gVT$A
以后可以直接用 8Qh#)hiW!
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) $Vc~/>
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 ut>4U'.H
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) 2=?tJ2E
^:9$@+a
8 #ndFpu
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 Ngb(F84H?
x^"ES%*
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Ladsw
class unary_op : public Rettype Xtwun
{ AamVms
Left l; =9kN_:-
public : h._nK\
unary_op( const Left & l) : l(l) {} k{gLMl
C^QtSha
template < typename T > 9}B`uJ
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const /(O$(35
{ gPAX4'
return FuncType::execute(l(t)); [2ax>Yk$
} s>0Nr
[D5t{[i
template < typename T1, typename T2 > 7_2kDDW0
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const <foCb%$(?
{ %>g W9}kB
return FuncType::execute(l(t1, t2)); #W.vX?-'0
} &z"krM]G
} ; b':|uu*/
}F+zs*S
Qu,8t8
同样还可以申明一个binary_op d:G]1k;z
I@Xn3oN
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > O]f/r,4@
class binary_op : public Rettype \rykBxs
{ mMMQ|ea
Left l; o]IjK
Right r; IVr 2y8K
public : >NB?&|
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} %4\OPw&
9WJz~SP+vR
template < typename T > E~<`/s
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const IrMl:+t\
{ RE.r4uOJg
return FuncType::execute(l(t), r(t)); 9Lh|DK,nV/
} Le"oAA#[
syip; ;
template < typename T1, typename T2 > lnE+Au'
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const -@>BHC
{ <
j$#9QQ1
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); Tz2-Bp]h
} (M
=Y&M'f
} ; m]*Bx%-1c
vK$"# F~
*5<Sr q'
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 1 nvTce
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 '8Phxx|
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) |*RYq2y
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。 T5Dw0Y6u,
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! ,ZblIOWb
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。。。 %+ZJhHT
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 $,xnU.n
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) bqanFQj
下面是修改过的unary_op O4<g%.HC6
Ev!{n
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > @|a>&~xX
class unary_op v#=`%]mL
{ ,]}?.g
Left l; V|)>{Xdn
]d[ge6
public : lyCW=nc
y/V%&.$o=
unary_op( const Left & l) : l(l) {} GRy-+#,b"
=66Nw(E.
template < typename T > E&Qi@Ty
struct result_1 P,ua<B}L
{ ]]}tdn _
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; :V)lbn\
} ; /yLZ/<WN
E1;@=#t2i
template < typename T1, typename T2 > ?=GXqbS"
struct result_2 %AF5=
{ >r &;3:"
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; |}){}or
} ; [<`SfE
+7Kyyu)y@
template < typename T1, typename T2 > B7\k< Nit0
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const (]/9-\6(#
{ Cw5%\K$=
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ,(a5 @H$f
} ~f|Z%&l|
`ovtHl3Q
template < typename T > !?
^h;)a
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const hzI*{
{ \b}~2oX
return OpClass::execute(lt(t)); Ba\6?K
} d@mo!zu
8\<jyJ
} ; L]a`"CH:a$
HG/p$L*
sqx`">R
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug dQezd-y*
好啦,现在才真正完美了。 g%[n4
现在在picker里面就可以这么添加了: NGYyn`Lx
OPpjuIRv
template < typename Right > Hy{
Q#fq
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const ^s\3/z>b4!
{ - ~O'vLG
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 3+MB5T
} PIcrA2ll
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 o/[
dAJ,x
=`
0ZAj=u@O
33:DH}
x4Rk<Th"o
十. bind i5hD#
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 X
fz`^x>M
先来分析一下一段例子 O`FqD{@V
;??ohA"{5
(yQ
5`
int foo( int x, int y) { return x - y;} eX&Gw{U-f
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 m$>iS@R
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 ^ L:cjY/
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。 E]^5I3=O
我们来写个简单的。 dAx96Og:X"
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: >L((2wfiN
对于函数对象类的版本: QhGXBM
tP
~zKU
template < typename Func > -237Lx$/
struct functor_trait (g/7yO(s
{ OVoO6F]
typedef typename Func::result_type result_type; kD~uGA
} ; ~M?|Vn
对于无参数函数的版本: ZIxRyo-i
DrS~lTf=>
template < typename Ret > ^Uw[x\%#gD
struct functor_trait < Ret ( * )() > <FFJzNc+
{ TZ^LA
L'8_
typedef Ret result_type; fhp)S",
} ; 7u11&(Lz
对于单参数函数的版本: (4~WWU (iT
e]W0xC-
template < typename Ret, typename V1 > -$Y8!5 4
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 5P^ U_
{ eVy2|n9rH
typedef Ret result_type; tR`S#rk
} ; 8q_0,>w%
对于双参数函数的版本: m$UvFP1>u1
\4~AI=aw,T
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > o 5Zyh26
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > \tt'm\_
{ f>iuHR*EXB
typedef Ret result_type; D(Ix!G/
} ; 4be> `d5j
等等。。。 (}H ,ng'4
然后我们就可以仿照value_return写一个policy XDmbm*~i
z4Oo@3$\R
template < typename Func > Y5TS>iEE]
struct func_return 4\Di,PPu
{ n
E:'Zxj
template < typename T > DnyYMe!r
struct result_1 a+(j?_FyI
{ ]mkJw 3
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; XI}I.M
} ; 0<P(M: a
]6~k4
template < typename T1, typename T2 > .j 'wQ+_
struct result_2 aPBX=;(
{ >q|Q-I~gs
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 'C]jwxy
} ; {g=b]yg\o
} ; Z;*`fd?8
70`M,``
I)[B9rbe
最后一个单参数binder就很容易写出来了 Baq ~}B<
f)gGH'yOQ
template < typename Func, typename aPicker > ;/A}}B]y
class binder_1 NG-`ag`s
{ ,V2#iY.%}N
Func fn; m!!;/e?yx
aPicker pk; hmzair3X
public : 7+8bL{
g\J)= ,ju,
template < typename T > w|G~Il
struct result_1 aJQXJ,>Lv
{ \9jpCNdJ
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ,)uPGe"y
} ; ?'LM7RE$X6
$~hdm$
template < typename T1, typename T2 > f(.6|mPp
struct result_2 A:xb!=
2
{ 2mOfsn d@
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; W9jNUZVXE#
} ; VD4S_qx
Ltg-w\?]
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} mS7E_A8
'Z$jBL
template < typename T > e@+v9Bs]q
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Jmy)J!ib*
{ /MqP[*L
return fn(pk(t)); jDp]R_i
} 9dw0<qw1%
template < typename T1, typename T2 > <tU
:U<ea]
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const @2|G|C/]O}
{ !xJFr6G~8
return fn(pk(t1, t2)); m^Rd Iy)
} h+
TB]
} ; ~q5-9{ma
&BTfDsxAK
jUZ[`f;
一目了然不是么? :(RL8
最后实现bind vnF g%M!
&LwJ'h+nd
P$F#,Cn
template < typename Func, typename aPicker > (OQi%/Oy
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) Hc"N&
%X[
{ >Ziy1Dp
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); {MA@A5
} yCZ2^P!a
)m)h/_
2个以上参数的bind可以同理实现。 EqYz,%I%
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。 @t "~
]+FX$+H/A0
十一. phoenix !+%Az*ik
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: +i2YX7Of
0>8ZN!@K
for_each(v.begin(), v.end(), fWqv3nY^
( z`;&bg\8
do_ WNl&v]
[ t4C<#nfo
cout << _1 << " , " (xjqB{U
] #IbS
.while_( -- _1), 4|I7:~
cout << var( " \n " ) 70d] d+M|
) k{zs578h2
); SxnIX/]J
jM{(8aUG
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: J~M H_N
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 Ks9FnDm8
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 m
j'"Z75
那么我们就照着这个思路来实现吧: O-y6!u$6&
"
&_$V@S
o",f(v&u%
template < typename Cond, typename Actor > (rau8
class do_while ~% D^Ga7
{ ^=aml
Cond cd; Mb2:'u[
Actor act; xe"4u JO
public : |G|*
template < typename T > u^j8
XOT
struct result_1 r\4*\
{ GlXA-p<
typedef int result_type; Ec7{BhH)
} ; ]}UeuF\
jh<TdvF2$
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} !D.= 'V
OpWC2t)
template < typename T > *u:;:W&5y
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const (= S"Kvb~#
{ krEH`f
do X|lElN
{ ~`nm<
act(t); mq|A8>g
} s0~05{
while (cd(t)); B,BOzpb(
return 0 ; %J/fg<W1
} j]@x Q,y
} ; kR`6s
!0>!tW
F]URf&U
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 2XETQ; 9
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。 (`q6G d
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。 CP F>^Mp#
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。 mMD$X[:
下面就是产生这个functor的类: Li c{'w&
XudH
fY)4]= L
template < typename Actor > Nf/hr%jL
class do_while_actor Et@=Ic^E
{ P!)7\.7
Actor act; ~I/>i&