一. 什么是Lambda
Co3:*nbRv 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
8{Fsm;UsY 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,
}ga@/>Sl& S*,rGCt'T w#g#8o>' P';?YV0 class filler
@, W vvh {
%3$*K\Ai public :
Vb'7> void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
Q;D0<Bv } ;
-^ C=]Medl <!pvqNApg FSRj4e1y1 这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决:
Al`e/a @S7sr- NmSo4Dg`U }nMPSerE for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
,DZX$Ug~+E qVs\Y3u( e~"fn*" 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
$]q8,
N|1 3yNU$.g <$hu dzkw$m^@^ 二. 战前分析
0]jA<vLR 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。
t2r?N}"P 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
PClMQL# Zt3)]sB &RTX6%'KY for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
25&J7\P* /* --------------------------------------------- */
|eWjYGwJa vector < int *> vp( 10 );
mSo_} je( transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
;IpT} , /* --------------------------------------------- */
pm6>_Kz sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
(X?/"lC) /* --------------------------------------------- */
q`G, L( int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
P06RJE /* --------------------------------------------- */
?]4>rl} for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
o,P.&m{? /* --------------------------------------------- */
qBT.x,$ for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
=ID
2 b%Eei2Gm% >B>CB3U BY]i;GVq 看了之后,我们可以思考一些问题:
p^pOuy8 1._1, _2是什么?
OGY"<YH6 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。
chEn |>~ 2._1 = 1是在做什么?
A=j0On 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。
Wn>@9" 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。
MG?0>^F }E7:ihy Q3y;$ " 三. 动工
3S&U! 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
}>[G5[\
CV{r5Sye 1=]kWp`i 0Ld@H) template < typename T >
<Tot|R; class assignment
-!\fpl{ {
)nd\7|5# T value;
@l0|*lo% public :
.T*GN|@$! assignment( const T & v) : value(v) {}
5IbJ template < typename T2 >
UQ.7>Ug+8s T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
ZlojbL@|4 } ;
EutP\K_Y \t|M-%&)4 NzW`B^p 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
NxLXm, 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
/CIh2
]#e XhPe]P g%k` fkSwD( class holder
ILic.@st {
GAc{l=vT' public :
0W%@gs5d& template < typename T >
> MH(0+B* assignment < T > operator = ( const T & t) const
E~kG2x{a {
_0 m\[t. return assignment < T > (t);
PG]%Bv57 }
Gx
72 } ;
WW@d:R (S ^8UV Ou>vX[{ 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:
)}L??|# BJS-Jy$- static holder _1;
~j'l.gQb Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
"p3_y`h6+ p\Lq}tk< for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
Mzd[fR5a8 而不用手动写一个函数对象。
$@i"un; `.2hjO BQ jK8c< 1R.4:Dn_ 四. 问题分析
&'' WRgZ} 虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。
K]xa/G( 1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。
Cb:gH}j 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
WGAXIQ 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
!7d*v3)d 下面我们可以对这几个问题进行分析。
%5*@l vy BtY%r7^o 五. 问题1:一致性
>Ng)k]G 首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?|
1J?dK|% b 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
}!i` 0p {w
<+_++ struct holder
CD0VfA>Z {
; <Km3 //
jn.C|9/mj template < typename T >
7}_! T & operator ()( const T & r) const
RB?V7 uX {
T%R:NQf return (T & )r;
yE} dj)wd }
5yVkb*8HS } ;
k6Cn"2q < H7[6yh 这样的话assignment也必须相应改动:
tMj1~
R Ay{t254/ template < typename Left, typename Right >
7P7b8] class assignment
g-vg6@6 {
KTEZ4K^o= Left l;
u? fTL2~ Right r;
#?B%Ja%
;W public :
N:"C+a( assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
~}DQT>7$ template < typename T2 >
>`jU`bR@ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
T5O _LCIws } ;
NcM>{{8 j6ut}Uq 同时,holder的operator=也需要改动:
,DnYtIERo mceG!@t template < typename T >
q*)+K9LRk assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
rbqo"g` {
,L OQDIyn return assignment < holder, T > ( * this , t);
N]YtLa,t }
J g$xO@. Ei({`^ 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
23DJV);g8 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
s0hBbL0DH ;o<m}bGaT return l(rhs) = r;
Tx%VU8\?n 在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
b @;.F!x 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
pe&UQ C^ ]=F8p2w? template < typename Tp >
fMf&?`V class constant_t
kJ)gP 2E {
9TxyZL
const Tp t;
as"N=\N public :
/\Q*MLwD constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
=wq;@' U template < typename T >
r(2R<A const Tp & operator ()( const T & r) const
'PWQnt_U {
%G3sjnI;l return t;
xeTgV&$@ }
l|/:Ot } ;
Z"I/ NGiU MQcr^Y_ 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
|Wj;QO$C 下面就可以修改holder的operator=了
\0FT!}
L ~9$X3.+ template < typename T >
;9uRO*H?T assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
7k=fZ$+O {
mW`oq return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
g2p"LWex- }
z"F*\xa =fyyqb4 同时也要修改assignment的operator()
eR!G[C w- @=uN\) 1 template < typename T2 >
$1*3!}_0 T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
gH:ArfC 现在代码看起来就很一致了。
Wf>^bFb"$ t0m*PJcF 六. 问题2:链式操作
W$?e<@ 现在让我们来看看如何处理链式操作。
'qv;sB. 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。
k<4P6? 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。
19d6]pJ5 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。
`Xo 4q3 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
XY+y}D
% X,v4d~>] template < typename T >
msk/p>{O struct result_1
$->d! {
Q1tpCT typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
6/mF2&&g } ;
%(LvE}[RJ Ygkv7>?, 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:
o7xgRSz\ .`C
V^\ template < typename T >
_dU P7H ( struct ref
Nf?\AK! {
LAZVW</ typedef T & reference;
[>w%CY<Fd } ;
5 d ;|=K template < typename T >
r[HT9 struct ref < T &>
E20 :uZ7\ {
U w Eiz typedef T & reference;
U=!@Db5k~ } ;
&2.+Igo|G C}CKnkMMD 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
V,LVB_6 m4/}Jx[ template < typename T >
p#H]\P' typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
v$$]Gv( {
m@oUvxcd return l(t) = r(t);
fA8ozL T }
g#W_S? 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。
M#0 @X 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
7U:=~7GH 6[==BbZ 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
,d
7Z _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
=,Ttw> _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
A4_>LO_qL +5 调用divide的对象返回一个add对象。
G :4;y7 最后的布局是:
&(O06QL Add
Q\#UWsN(T/ / \
`fW{yb Divide 5
_+zVpZ / \
S;}qLjT _1 3
If.n(t[M9 似乎一切都解决了?不。
|%ZpatZA5 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。
fS./y=j(X 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。
6GKT yN 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:
J E)J<9gf u7muaSy template < typename Right >
6q%ed
UED assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
}aZrou3E Right & rt) const
sb'p-Mj {
+"L$ed(=nJ return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
"=A|K~b }
B| Q6! 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
rl|Q)A{ XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。
~t9Mh^gij 因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。
? ICDIn 最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。
/J;]u3e| 除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。
qeMv
Vf 且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么?
od,tfLw4 正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明:
p\+6"28{_~ ~V$ f#X template < class Action >
@"8~Y|L93 class picker : public Action
jYdV?B {
;](h2Z`3s public :
aQh?}=d a picker( const Action & act) : Action(act) {}
l;5`0N?QO // all the operator overloaded
}jcIDiSu } ;
Opry`}5h CZfE
|T~ 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。
b"P&+c 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:
`Qq/F] #PH#2/[ template < typename Right >
]BfR.,, picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
T?e9eYwS {
b_ JWnh return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
I{<;;;a }
F '#^`G9 `
@>ZGL: Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
xA9V$# d| 使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。
i+RD]QL 'Q`C[*c template < typename T > struct picker_maker
X X&K=<,Ja {
m >hovikY* typedef picker < constant_t < T > > result;
-eq=4N=s } ;
uWrFunh% template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
UKYupLu5 {
p5`ZyD]+ typedef picker < T > result;
+3HPA#A } ;
Z~RdFC Mz}i[|U\ 下面总的结构就有了:
54wM8'+ functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。
.xnQd^qoac picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。
Q;@X2JSp picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
\6 LcV ik 至此链式操作完美实现。
zf7rF} Zx9.p Fc" kdd7Xbw- 七. 问题3
_r7=&oL.Q 如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。
&@"w-M 1:YAn template < typename T1, typename T2 >
hy=u}^F.C ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
I1~G$)w# {
%Il ;B~t return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
tgfM:kzw }
H-m`Dh5{ &]*|6cR$E 很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2:
aa!a&L|! jDJ. template < typename T1, typename T2 >
Hz5;Ruw' struct result_2
sM0c#YK? {
[[&)cbv typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
WRY~fM } ;
F*X%N_n T7ki/hjRb 显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢?
G ;jF9i 这个差事就留给了holder自己。
rBS2>? ]'E}
9yDFHz w template < int Order >
p/4S$
j#Tn class holder;
,?fN#gc : template <>
rQ
&S< class holder < 1 >
@F~0p5I {
pNBa.4z: public :
dJaEoF template < typename T >
=;g= GcVK struct result_1
QWKs[yfdo {
)I?RMR typedef T & result;
y
'mlee } ;
jJ*=Ghu- template < typename T1, typename T2 >
g"w)@*?K struct result_2
6,a%&1_ {
FE>3 D1\ typedef T1 & result;
v'K
% %z } ;
_>;&-e template < typename T >
!>q?dhw@ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
R[6 r(h {
df!+T0 return (T & )r;
FSFFk~ }
N JXa_&_ template < typename T1, typename T2 >
6/VNuQ_# typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
rXlx?GV {
{ _-wG3f| return (T1 & )r1;
9y;y7i{>? }
xp~YIeSg } ;
8IpxOA#jQ otoBb^Mz template <>
M9h<}mh\ class holder < 2 >
HUK"OH {
(K<Z=a public :
Tln9q0"W template < typename T >
w<v1N struct result_1
_F3KFQ4,S- {
`B:B7Cpvn typedef T & result;
(/('nY } ;
2B5A!?~> template < typename T1, typename T2 >
Jk%'mEGE struct result_2
umqLKf=x! {
o; 6fvn typedef T2 & result;
~v^%ze } ;
Ri9Kr template < typename T >
id3)6} typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
^}>zYt {
q^)=F_QvG return (T & )r;
-*rHB&e }
b{zAJ`|#[n template < typename T1, typename T2 >
-3u@hp_ typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
/rn" {
Gg'<Q.H return (T2 & )r2;
MJy;GzJ O }
F\zkyk4 } ;
P\Ai|"=&] ~6\& y nMTLD 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> >。
\FIa,5k8 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
Gv!BB=ir( 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
#4Dn@Gqh.Y |if~i;VKL return l(i, j) = r(i, j);
Y]hV-_2+Do 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
bl$+8!~ N[#iT&@T}/ return ( int & )i;
pk;ff q@ return ( int & )j;
lb-S0plw 最后执行i = j;
y{@P1{ 可见,参数被正确的选择了。
y;zt_O/ }DJ|9D^yf Rrh<mo(yj# }Q47_]5 : =
]sq}IN 八. 中期总结
[`y:M&@ 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:
cWgbd^J 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
MMd0O X)P 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
*?EO n - 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
Pz5ebhgq IOSuaLH^ k&MlQ2'!< Pd)K^;em z\xiACIc D?iy.Dg 九. 简化
b*btkaVue 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。
2N
L:\%wz 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
)j{WeG7L 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:
%bCcsdK 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
%KbBH:z05 +-*/&|^等
t-.2+6"\ 2. 返回引用。
dE 3i= =,各种复合赋值等
I;`Ko_i 3. 返回固定类型。
04I6-}6 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
Y&oP>n! ei 4. 原样返回。
d9`3EP)n operator,
1mT|o_K{ T 5. 返回解引用的类型。
cmwzKu% operator*(单目)
34X(J-1\|i 6. 返回地址。
f}L>&^I) operator&(单目)
u@GRN`yn 7. 下表访问返回类型。
3X88x-3 operator[]
DQ}_9?3
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
@4G.(zW operator<<和operator>>
r24\DvS ZcUh[5:| 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。
E9L!O.Q 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
WE+sFaKq- 2(+RIu0d template < typename Left >
m1^dT_7Z
struct value_return
&(5^vw<0 {
5W?yj>JR template < typename T >
Uq9,(tV`6g struct result_1
wQF&GGYR {
<7vI h0 typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
",MK'\E } ;
aX>4Tw ?)A]q'
O template < typename T1, typename T2 >
x:f|3"\s struct result_2
OvyB<r {
H B::0l< typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
sDzD
8as } ;
W _PM!>8` } ;
_9}x2uO~ m NUN6qVP~ LU-#=1Q 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
k7z(Gbzu u\Nw:Uu i 下面我们来剥离functor中的operator()
"'Q" (S 首先operator里面的代码全是下面的形式:
kr/1Dsr4 {u(}ED#p return l(t) op r(t)
*eJhd w* return l(t1, t2) op r(t1, t2)
oyKt({ return op l(t)
az:~{f*- return op l(t1, t2)
?:#>^eWYe7 return l(t) op
Ez7V>FN X return l(t1, t2) op
M^|"be~{' return l(t)[r(t)]
Q9Y9{T return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
|x _-I#H _|^&eT-u 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:
d&[M8( 单目: return f(l(t), r(t));
*pcbwd!/ return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
ZaukMEq 双目: return f(l(t));
wu&|~@_s@ return f(l(t1, t2));
'T&=$9g7 下面就是f的实现,以operator/为例
? e9XVQ* P+*rWJ8gQ struct meta_divide
y]z)jqX< {
f^[{k
{t template < typename T1, typename T2 >
bMK#^ZoH static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
=\ti< {
"6I-]:K-
return t1 / t2;
P-E'cb%ub }
9a"Y,1 } ;
)$gsU@H - +(I`@5 这个工作可以让宏来做:
giPhW> D]G'R5H #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
?c=R"Yg$ template < typename T1, typename T2 > \
'?vgp static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
l ) )~& 以后可以直接用
%U=S6<lbj; DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
j(@g
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
H3/Y (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。。。)
HggR=>s gJcXdv=]2 {E3<GeHw4 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
{.' ,%) `aO@N( template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
RF,=bOr19 class unary_op : public Rettype
Mu_mm/U_ {
N:PA/V^z Left l;
V:0uy> public :
JEm?26n X unary_op( const Left & l) : l(l) {}
wH(vX<W-E C%95~\Ds template < typename T >
+}`O^#<qLX typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
<QkN}+B= {
V~]'+A
q> return FuncType::execute(l(t));
n&3iv^ }
Gw\G+T?M- 'sjJSc template < typename T1, typename T2 >
=7J|KoKK typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
:C|>y4U&(s {
g'}`FvADi return FuncType::execute(l(t1, t2));
u]]5p[|S }
Oc"'ay(g } ;
:~0^ib<v; 9(N)MT5F li3PR$W V 同样还可以申明一个binary_op
v'bd.eqw Sf4h!ly template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
) v[Knp' class binary_op : public Rettype
{>UMw>T[ {
'^-4{Y^2E Left l;
RBK>Lws6 Right r;
^qId]s public :
qV, $bw binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
y
8d`}, GmmT'3Q template < typename T >
T^(n+ lv typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
x3I%)@-Z {
c~pUhx1( return FuncType::execute(l(t), r(t));
o trTrh }
gGiV1jN_ #*>7X>,J template < typename T1, typename T2 >
@k:f}-t typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
N?mY|x\}wK {
pRxlvVt return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
Q,,fDBN }
ko+M,kjwR } ;
a`@<Z sR jB/q1vFO vRb(eg 很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
tN'- qdm 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
I3zitI; DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
,QHx*~9 那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
M#lVPXS 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
5rHnU<H@y 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
&J&w4"0N' 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
'/yx_RK2? 这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan)
)ejXeg 下面是修改过的unary_op
&PQ{e8w e/HX,sf_g template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
ZAo)_za&mH class unary_op
Y%?!AmER {
W-]yKSob Left l;
|E_+*1l q. r/q1&*T public :
T`'3Cp$q d$?n6|4 unary_op( const Left & l) : l(l) {}
,f/IG. ?j4,^K3 template < typename T >
)oxP.K8q)U struct result_1
]O9f"cj {
Uwm[q+sTp typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
sm&rR=b } ;
Jm J,~_ B=Jd%Av template < typename T1, typename T2 >
0.Ol@fO struct result_2
=<FZ{4 {
a+a%}76N typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
>A'!T'"~ } ;
m1$P3tZPn VzYP:QRz template < typename T1, typename T2 >
,YMdXYu`s typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
k#=leu"I {
7quwc'! return OpClass::execute(lt(t1, t2));
l& ^B }
@n;YF5 1d@^,7MF- template < typename T >
J>|:T typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
f?<M3P {
v!'@NW_ return OpClass::execute(lt(t));
{u=\-|t }
Mn\B\ ?e_}X3{ } ;
x]J-q5 WlLZtgq \=G
Xe.}4d 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
MdoWqpC 好啦,现在才真正完美了。
9B;Sk]y 现在在picker里面就可以这么添加了:
eP'kY(g8 sK9h=J;F/ template < typename Right >
-qCJwz30 picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
}9Dv\"t5 {
$Q$d\Yvi return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
vLT12v:)` }
fm:{&( 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。
zUgkY`]:BJ G-i_s6Wu a5~C:EU0 n_Hnk4 3{LvKe 十. bind
+VW]%6+ 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。
2Ku#j
(' 先来分析一下一段例子
<sFf'W_3{ yExyx?j. m}'@S+k^ int foo( int x, int y) { return x - y;}
Rw=E_q{ bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
,G/X"t ~ bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
'nDT.i 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。
I/-w65J] 我们来写个简单的。
L2O57rT2 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
gGdYh.K&e5 对于函数对象类的版本:
Z!i'Tbfn wkpVX*DfRE template < typename Func >
kuud0VWJ struct functor_trait
adE0oXQH" {
IlL typedef typename Func::result_type result_type;
.&Gtw
_ } ;
qmyZbo|8& 对于无参数函数的版本:
9a Ps_|C !skWe~/ template < typename Ret >
+~k,4 struct functor_trait < Ret ( * )() >
ziGL4c0p {
l45F*v]^ typedef Ret result_type;
i&Cqw~.H } ;
tJ_@AcF 对于单参数函数的版本:
hgr ,v"
qhf/B) template < typename Ret, typename V1 >
<0qY8 struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
]G&\L~P {
K:50?r_-6 typedef Ret result_type;
%t|2GIu } ;
zw9ULQ$# 对于双参数函数的版本:
;S27m]Q? XN%D`tbvJ template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
F%$Ws>l struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
00wH#_fm {
]Oh>ECA|D typedef Ret result_type;
CrX-?$ } ;
?iO^b.'I# 等等。。。
7IW7'klkvD 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
\mit&EUh} kV%y%l(6 template < typename Func >
,^66`C[G struct func_return
ywtDz8!^u {
+Ws}a template < typename T >
EMH}VigR struct result_1
Cu<ojN- $ {
.z7f_KX^ typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
pnb$lpxt } ;
FsZEB/c sh3}0u+ template < typename T1, typename T2 >
Ec/+ 9H6g struct result_2
BU\NBvX$ {
uHh2>Px typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
-xEg"dY/ } ;
mYRR==iDL } ;
r~a}B.pj [/^g) ^s: m,_oX1h 最后一个单参数binder就很容易写出来了
1fp&"K:yR yf>,oNIAg template < typename Func, typename aPicker >
1@@]h!>k: class binder_1
md_s2d {
\aRB Func fn;
;b2>y>?[ aPicker pk;
RaqrVC public :
{lw
ec"{ udr'~,R template < typename T >
U.)eJ1a struct result_1
u-cC}DP {
CA~S$H\" typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
yE/I)GOQjs } ;
%['F[Mo Nq1RAM template < typename T1, typename T2 >
8u23@? struct result_2
]qQB+]WN {
Fd0FG A&L typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
,FPgs0rrS } ;
z$,hdZ] (VRnv binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
a[#BlH ~_6rD`2cJ template < typename T >
+o5rR|)M+ typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
\EqO;A%< {
VJPP HJ[- return fn(pk(t));
UcIR0BYa }
ku=q:ryO template < typename T1, typename T2 >
zy5bDL - typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
n6dg
{
\Bf{/r5x return fn(pk(t1, t2));
ON^u|*kO }
g:V6B/M& } ;
;0WlvKF <CdO& xUY <7h'MNf& 一目了然不是么?
Z.:A26 最后实现bind
WV5R$IqY HKf3eC V!4E(sX template < typename Func, typename aPicker >
;">hCM7 picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
tt OsL')| {
DenCD9 f return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
*9 xD]ZZF }
|9@;Muq; R 1\]Y 2个以上参数的bind可以同理实现。
}'JPA&h| 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。
!h;VdCCi# =!2 十一. phoenix
e<pojb1Q Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
_TiF}b!hi ZH*?~ # for_each(v.begin(), v.end(),
&'j77tqOk (
;* Jd#O do_
hy rJu{p [
pwQ."2x cout << _1 << " , "
MsiSC ]
n%hnL$!z .while_( -- _1),
fz\Az- cout << var( " \n " )
?z.`rD$}(n )
l K%Hb= );
a$-ax[:\sm _t7A'`Dh] 是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:
g.qp _O 首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor
hHQt4 r'd operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
Obm\h*$ 那么我们就照着这个思路来实现吧:
:>u{BG;=79 e!yt<[ph 0Oq1ay^ template < typename Cond, typename Actor >
mNzZ/*n: class do_while
# jyAq$I0 {
6C=.8eP Cond cd;
nfEk ,(: Actor act;
xae7#d0 public :
o@-cT`HP template < typename T >
V"z0]DP5~ struct result_1
9lwg`UWl, {
mD:!"h/ typedef int result_type;
]cK@nq) } ;
4D5)<3N=d' Y-9F*8< do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
[Pl$=[+ Yp$lc^)c> template < typename T >
S45jY=)z typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
_`_$UMK; {
od>.5{o do
XooAL0w {
z'o+3zq^ act(t);
O@VmV>m }
{1mD(+pJ{ while (cd(t));
c'C2V9t return 0 ;
TOs|f8ay }
`CB TZG09 } ;
}T@AoIR0t >2r/d gvX7+F=}B 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
5;+Bl@zGu 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。
x[E`2_Ff 0 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。
U8z,N1]r*` 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。
YZd4% zF 下面就是产生这个functor的类:
x1Uj4*Au ;%&@^;@k% 4_eq@'9-q template < typename Actor >
BR*U9K|W class do_while_actor
G!uxpZ {
wS*UXF&f Actor act;
te_D
, public :
.$rcTZ do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
B7
T+a W# $rC<Jh] template < typename Cond >
asb")NfIm picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
R[6&{&E: } ;
V_:/#G]jeG &F)lvtt| *@< jJP4 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
jw
H)x 最后,是那个do_
-c. a7 `%VrT` 6mZFsB class do_while_invoker
.nnAI@7E {
_nF_RpS public :
Ec|#i template < typename Actor >
S;
>_9 do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
IcN|e4t^J+ {
N6eY-`4y return do_while_actor < Actor > (act);
2gi`^%#k] }
}6\p7n } do_;
3Dy.mt P
5,A/6b 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
"{}5uth 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
z`W$/tw" 最后来说说怎么处理break和continue
BX?Si1c
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。
z>!b 具体实现手法这里就不罗嗦了。
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