一. 什么是Lambda
-Cml0}.O 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
)j(fWshP 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,
w1.MhA G$S1#F - #
s,Y%
Bce Y"s
)u7 class filler
U!.~XT= {
lxCX-a`@p public :
zv|M*Wu void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
b3P9Yoj- } ;
GW:\l~ d Y)5)s0} @>gD1Q7v b 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:
#Ul4&QVeg gRw.AXRa ZtKQ]jV&@ dqL-' for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
KWtu,~O_u Sn+FV+D }^IwQm*i 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
f>?^uSpWH L F8Pb;I dp33z"<3 X!2.IsIS8 二. 战前分析
QId"Cl)3 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。
li1v 4 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
$:PF9pY( .<0=a|IAz 9PUa?Bc`= for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
v hR twi /* --------------------------------------------- */
fuQ4rt[i vector < int *> vp( 10 );
(q~R5)D transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
5>N6VeM /* --------------------------------------------- */
P} +2>EU sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
XTIu(f|d_; /* --------------------------------------------- */
JgxE|#*7U int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
DBLA% {05 /* --------------------------------------------- */
ze*&*csO for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
3j]UEA^ /* --------------------------------------------- */
Kp$_0 for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
D9e+ Zj:a-= $^!a`Xr u'#`yTB6b 看了之后,我们可以思考一些问题:
wxH(&CB-{ 1._1, _2是什么?
-B<O_*wOj 显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
DN4fP-m- 2._1 = 1是在做什么?
E~rs11 既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。
:5$xh
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。
)[e%wPu4e v; je <DT y21)~ 三. 动工
L7i}Ga!8 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
16a_GwfM / c4;3>IS L"Qh_+ j|3g(_v4W template < typename T >
oV%(
37W9= class assignment
Y\+(rC27 {
:;" aUHU' T value;
'*o7_Ez-{ public :
.Z(S4wV assignment( const T & v) : value(v) {}
stf,<W template < typename T2 >
N1D6D$s 0 T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
8o*\W$K@ } ;
5KL9$J9k c^i"}2+ fcgDU *A% 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
;zfQ3$@9 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
< fojX\}3 Fw(b1 d>E ZXFAuF "N?%mCPI class holder
# i`A4D {
%igFHh? public :
GInZ53cQ template < typename T >
aF;]7i@ assignment < T > operator = ( const T & t) const
&CB.*\0 {
TnbGO; return assignment < T > (t);
f:x9Y{Y }
<3i4NXnL2 } ;
I_"Hgx< -13P 2<i+ 2b6? 9FX* 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:
iBGSBSeL& _IQU<Za static holder _1;
fPh}l Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
8o8b'tW^ b7W=HR for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
`:-@E2 而不用手动写一个函数对象。
3/A!_Uc( 1Pw(.8P wW6mYgPN% s2(w#n) 四. 问题分析
7yqSt)/U 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。
~x4{P;y 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。
78^UgO/ 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
[]2$rJZD9 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
l0:e=q2Ax 下面我们可以对这几个问题进行分析。
:_{{PY0PK j#Ky0+@V 五. 问题1:一致性
zkT`] @`J 首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?|
SIaUrC 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
'[M^f+H| H|rX$P struct holder
w(vE2Y ? {
,w9#%=xE //
YJ$Vn>6Z template < typename T >
+ WU|sAK" T & operator ()( const T & r) const
IF36K^K {
`uM0,Z return (T & )r;
6)uPM"cO }
!i~x"1 } ;
#x4h_K
Y
?[hy|r6$ 这样的话assignment也必须相应改动:
20Cie
q &.+n
L
template < typename Left, typename Right >
s{1Deek= class assignment
Th&Wq {
DJD ]aI Left l;
?' ez.a} Right r;
5 CY_Ay\ public :
EL 8N[]RF assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
[G'!`^V, template < typename T2 >
nyl8=F:V T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
3gPD(r1g } ;
&z xBi" U'Ja\Ek/f 同时,holder的operator=也需要改动:
w$(0V$l_ YvxMA# template < typename T >
1a=9z'8V assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
3gV&`>@ {
ATMogxh return assignment < holder, T > ( * this , t);
23(E3:. }
|;U}'|6 #^4>U&? 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。
MW",r;l<aM 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
H.l,%x&K :EQme0OW return l(rhs) = r;
v8U1uOR,% 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。
qUDz(bFk/ 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
V ~J2s z[KN^2YS template < typename Tp >
+GYI2 class constant_t
V&4:nIS>z {
Ddm76LS const Tp t;
HM$`z"p5jg public :
}!Diai*C constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
N[
Lz 0c? template < typename T >
v]`A_)[ const Tp & operator ()( const T & r) const
\: _.N8" {
q563,s return t;
?2;n=&ZM }
g~^{-6Vg } ;
xvx\H' eMm~7\
R 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
U$/Hp#~X 下面就可以修改holder的operator=了
Kt4\&l-De z:i X]df template < typename T >
w
/W
Cj4` assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
fN"oa>X {
A9qO2kq7_ return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
Y)4Nydq }
ELgae1 NBg>i7KQ 同时也要修改assignment的operator()
-t~B@% ![P(B0Ct/ template < typename T2 >
<Z_wDK/UR T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
Hdq/E>u 现在代码看起来就很一致了。
U@v8H!p^i Y?vm%t`K 六. 问题2:链式操作
P8,{k 现在让我们来看看如何处理链式操作。
<v7KE*# 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=)= 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。
U38wGSG 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。
VG'( 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
,m?UFRi hRy}G'0 template < typename T >
Tm:#"h\F struct result_1
(E1>} {
MZP><Je& typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
`Z7ITvF> } ;
);uZ4PNK/? 6U>jU[/ 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:
WtdkA Sj Bbt8fJA~ template < typename T >
s[B6%DI/5 struct ref
76i
rb!- {
W$t}3Ru typedef T & reference;
\(>$mtS: } ;
Kf?{GNE7 template < typename T >
b
gc<)= struct ref < T &>
;~@PYIp {
~oW8GQ typedef T & reference;
}AsF\W+5 } ;
:D+SY klC^xSx 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
h%w\O Z7 'Rh>w=wB' template < typename T >
3JE;:2O~P typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
zs&`: {
hv:Z%D |S return l(t) = r(t);
ep}/dBg }
FTYLMQ
i 可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。
4TQISu) 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
4tTZkJc q' V{vFfY% 有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么
ot+~|Dl _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
h'y@M+c( _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
[rQ(ae +5 调用divide的对象返回一个add对象。
wIR[2&b 最后的布局是:
"xc*A&Sg Add
gAUQQ / \
1707 Divide 5
Z8dN0AqZ / \
]>4Qs _1 3
(Nlm4*{h 似乎一切都解决了?不。
'lRHdD}s 你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。
_TN$c 如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。
&|{,4V0%A OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码:
c+)|o!d ]ifHA# z`~ template < typename Right >
D_ZBx+/_? assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
A-wxf91+: Right & rt) const
OI}HvgV^! {
MW[ 4^ return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
qCkg\)Ks5I }
DF[b? 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
H6JMN1#t$ 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。
Jx9%8Ek 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。
vzm4 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。
E|4XQ|B@ 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。
^%X\ }>< 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?
75}u
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:
?{z${ bD 0(g MR template < class Action >
u[|S*(P class picker : public Action
G~tOCp="p {
i|,A1c"* public :
_>m*`:Wb picker( const Action & act) : Action(act) {}
|ShRxE3@' // all the operator overloaded
fG$.DvJuK } ;
RHAr[$ ;_\ 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。
pbvEIa-Y4 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:
5)v^
cR?& gwz _b template < typename Right >
Qn3+bF4 picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
;,})VoC\! {
r~2@#gTbl return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
ZznWs+ }
7%}3Ghc% Ng39D#_) Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
f EiEfu 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。
+;iesULXn :(p
rx
template < typename T > struct picker_maker
:*+BBC {
.F3LA6se typedef picker < constant_t < T > > result;
%1 ^jd\ } ;
fvM3.P template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
j<P%Uy+ {
* !Y3N<>! typedef picker < T > result;
,k! f`
} ;
1V3J:W#; }3_G| 下面总的结构就有了:
>`|uc 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。
&2]D+aL|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。
QIV~)`; picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
ZL@DD(S-/ 至此链式操作完美实现。
vEp8Hc 1sLfjH hv nJ})6/gK 七. 问题3
cRr `r[t 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。
MNmQ%R4jRN 9k^=m)yS' template < typename T1, typename T2 >
D"f(nVEr ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
4H=sD
t {
t-(7Q8( return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
a&VJYAB }
HbSx}bM_9 K$5P_~;QL 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:
`gs,JJ6N Ru aJ9O template < typename T1, typename T2 >
SfFR struct result_2
F^G`Jf {
DmPsltpzQ typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
64X#:t+ } ;
c qyh#uWe 3A}8? 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?
Du4#\OK 这个差事就留给了holder自己。
^Jc0c)* 1CVaGD^r{ r3vj o( template < int Order >
XRz6Yf(/ class holder;
2=M!lB
* template <>
hD"~
^ class holder < 1 >
SZD2'UaG {
h5keYBA public :
9d}nyJ template < typename T >
8J1.(Mwb? struct result_1
J*C*]( {
\bSHBTK typedef T & result;
IEf^.Z } ;
=I}V PxhE7 template < typename T1, typename T2 >
h*Tiv^a struct result_2
]qHO{b4k {
vkgL"([_ typedef T1 & result;
Q^w]Nj(e_ } ;
pdiZ"pe template < typename T >
ve^MqW&S typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
EC#10. {
*~^^A9C8 return (T & )r;
c6)zx
b }
kxwm08/|f template < typename T1, typename T2 >
97dI4t< typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
YDD]n*& {
K!gFD return (T1 & )r1;
s7}
)4.vO }
Hv*O9!cC } ;
'Pu;]sC |YFlJ2w template <>
uhLmyK class holder < 2 >
bC-x`a@ {
2Hwf:S' public :
a8aqcDs>O template < typename T >
#8OqX*/ struct result_1
4O^1gw {
r= aQS5 typedef T & result;
q~_jF$9SX } ;
i=QhXCM template < typename T1, typename T2 >
iUB ni&B struct result_2
ttVSgKAsm {
BIyG[y?qO typedef T2 & result;
o2jB~}VMl } ;
'=* 5C{ template < typename T >
Ft!~w#&- typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
59 Y=VS {
;gV8f{X{Z return (T & )r;
9E?>B3t^ }
L1i> %5:g template < typename T1, typename T2 >
)D*xOajo+l typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
h--bN*}H2 {
HI 61rXNF return (T2 & )r2;
7HFO-r118 }
0eP~F2<bC } ;
kyB]fmS p~ItHwiT 0u\@-np 新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
l}/UriZ0 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
/[5up 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
^umAfk5r?H rnE'gH(V' return l(i, j) = r(i, j);
Su #1yw> 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
+-d>Sl ( RBwV+X[B return ( int & )i;
^yTN(\9 return ( int & )j;
U$bM:d 最后执行i = j;
)wd~639U 可见,参数被正确的选择了。
Y,~]ecI 0fU>L^P_? blv6 f}eVfAf 5GkM7Zu!{j 八. 中期总结
Z5A<TC/: 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:
w2[R&hJ 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
.`XA6e(8KR 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
$@;[K\ 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
IRa*}MJe W0kq>s4 8<!9mgh UUq9UV-h yr'`~[oSCy kq-RM#Dj: 九. 简化
Q2JjBV< 很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。
a mgex$ 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
N0C5FSH 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:
rC16?RovQ@ 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
-X
\vB +-*/&|^等
7F\g3^z9` 2. 返回引用。
oR)7 \;g =,各种复合赋值等
xd<68%Cn 3. 返回固定类型。
zu%pr95U 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
ta(x4fP_ 4. 原样返回。
gEu\X|7' operator,
\O~7X0 <W 5. 返回解引用的类型。
_P:P5H8 operator*(单目)
*p^MAk9= 6. 返回地址。
Xy+|D#b operator&(单目)
B#yyO>0k] 7. 下表访问返回类型。
{r)M@@[ operator[]
,P +&-}gn9 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
m>_'f{&u operator<<和operator>>
add-]2` Op{Mc$5a 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。
$@Fj_
N 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
i1C' <0m;|Ai'W template < typename Left >
R?Qou!*] struct value_return
J:a^'' {
QR)eJ5< template < typename T >
-(EqBr@_ struct result_1
v5o%y:~ {
{Xj%JE[V typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
T9A5L"-6T } ;
8J0tya"z I j /J template < typename T1, typename T2 >
=g:\R$lQ struct result_2
jg(A_V {
X1"nq]chGy typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
zqkmsFH{ } ;
1Rh&04O>VL } ;
tJP(eaqZ y(A"g3^= bOdD:=f 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
%O${EN mVLGQlvVK 下面我们来剥离functor中的operator()
8TZe=sD~cr 首先operator里面的代码全是下面的形式:
g d -fJ._1 mN`a]L' return l(t) op r(t)
MgekLP)& return l(t1, t2) op r(t1, t2)
T$e_ao| return op l(t)
Fwr,e;Z return op l(t1, t2)
P$bo8* return l(t) op
EbQ} w"{ return l(t1, t2) op
*bx cq return l(t)[r(t)]
.z"[z^/uF return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
T"jl;,gr]J LFC k6 R 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:
>+r2I% 单目: return f(l(t), r(t));
vhC"f* return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
?m6E@.{ 双目: return f(l(t));
]2jnY&a5 return f(l(t1, t2));
G r)+O 下面就是f的实现,以operator/为例
]rS+v^@QH C1J'. ! struct meta_divide
sAb|]Q(( {
H;6V template < typename T1, typename T2 >
o>YRKb static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
2-4%h! {
oaHBz_pg return t1 / t2;
O_ cK4 }
0U<9=[~q7@ } ;
uD"Voh|]= =ZQIpc 这个工作可以让宏来做:
IYWD_}_
$ A{QS+fa/ #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
19S,> template < typename T1, typename T2 > \
e/6oC~#] static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
JF7T1T 以后可以直接用
-[ =`bHo DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
epnDvz\ 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
O
tr@jgw (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。。。)
]q j%6tz L2$%h1 E=y#~W 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
M@8(h= }Y[.h=X template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
"elh~K class unary_op : public Rettype
vv u((b {
{9)f~EbM! Left l;
=k'dbcfO$9 public :
mXr)lA unary_op( const Left & l) : l(l) {}
pnD#RvmW2e .f}I$ "2 template < typename T >
'BC-'Ot typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
Y9WH% {
Gi-tf< return FuncType::execute(l(t));
?}y7S]B FI }
Ul=`]@]] |
8AH_Fk template < typename T1, typename T2 >
AA66^/t typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
p7*\]HyE) {
&"BKue~q@p return FuncType::execute(l(t1, t2));
,FTF@h-Cs }
*/1z=
} ;
&~j"3G;e jkbz8.K 6jn<YR
E-
同样还可以申明一个binary_op
+RbCa
c aU3&=aN+ template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
M1^pW63 class binary_op : public Rettype
qAm%h\ {
(HTVSC%= Left l;
c[5>kQ-nq Right r;
vF_?1|*| public :
d;
M&X!Y binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
n8?gZ` W |peZ`O^~ template < typename T >
3Ry?{m^ typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
I=1tf;Bsi {
t~Uqsa>n@' return FuncType::execute(l(t), r(t));
+h
=lAHn& }
{DpZg",H- e0 D;]
template < typename T1, typename T2 >
NmeTp?)m typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
A >x{\ {
}, ]W/ return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
AIE)q]'Q }
QoqdPk#1 } ;
a`T{5*@ 0q/g:"|j ,xGlWH wrY 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
P6X 4m(t 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
NE(6`Wq` DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
Cc=`:ED+ 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。
9 Hm!B )Y 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
bC&_OU: 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。。。
w}'E]y2. 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
nI6`/ 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)
|h.he_B+7 下面是修改过的unary_op
XpM#0hm `+<5QtD template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
pdE=9l' class unary_op
kJ~^
}o {
MOj 0"x) Left l;
%1#5
7- )]/!:I4e public :
K$rH{dUM [E=t{&t unary_op( const Left & l) : l(l) {}
E;h#3
B9 Q.!8q3` template < typename T >
^*iZN
=\ struct result_1
1{DHlyA6g {
)9Jt550( typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
md<%Z4+ } ;
8zr)oQ: LaLA}1!
template < typename T1, typename T2 >
qD%Jf4.0j struct result_2
W1Ht8uYG3 {
Y2Tg>_:t typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
]e+S ~me } ;
; LTc4t 9ah,a 4 template < typename T1, typename T2 >
|vzGFfRI typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
iLFF "Hs {
5^tL# return OpClass::execute(lt(t1, t2));
+lE 9*Gs_$ }
65MR(+3 {+Eq{8m` template < typename T >
NC0x!tJ#7 typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
bGDV9su {
x3)qK6,\ return OpClass::execute(lt(t));
hMi[MB7~ }
xHI>CNC, *!Xhy87%Z) } ;
iX~V(~v O"Ar3> 0e3aWn 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
C#(4>' 好啦,现在才真正完美了。
! k&< 现在在picker里面就可以这么添加了:
xAsbP$J: Ww@Rewo template < typename Right >
IX-ir picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
VTD'D+t {
m\j'7mZ1 return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
6N6d[t" }
I,.>tC 有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。
w${=]h*2 Cvq2UNz(R "M2HiV AOeptv^k3} 9QZ;F4 r 十. bind
Xa+ u>1"2" 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。
Ao 1*a%-. 先来分析一下一段例子
g3j@o/Y WFy90*@Z M" %w9)@ int foo( int x, int y) { return x - y;}
'@rGX+" bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
v dyu =*Y bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
*YYm;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。
_v<EFal 我们来写个简单的。
+K]kGF 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
{R]4N]l> 对于函数对象类的版本:
1[/X$DyaK "w=.2A:q template < typename Func >
7+=fD|Cl struct functor_trait
]0g<][m {
I%;xMtY1o typedef typename Func::result_type result_type;
TDA+ rl } ;
:jgwp~l 对于无参数函数的版本:
W~FcU+a .\qZkk}2l template < typename Ret >
<[kdF") struct functor_trait < Ret ( * )() >
rs'~' Y {
IC37f[Q typedef Ret result_type;
DTPYCG&% } ;
]Z2;sA 对于单参数函数的版本:
$!ka8)
~ 79=w]y template < typename Ret, typename V1 >
o|(-0mWBQA struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
C%0 |o/Wi {
(Z;-u+ }. typedef Ret result_type;
Q]A;VNx } ;
O$LvHv! 对于双参数函数的版本:
[@_}BZk ! ai, \ template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
8E ^yHd4Y struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
p'ukV(B {
gVl%:Ra% typedef Ret result_type;
D?;$:D" } ;
Jah~h44& 等等。。。
*h$Z:p-g 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
aB+Ux<
- PJsiT4< template < typename Func >
},ef( struct func_return
D~G24k6b3 {
?,O{,2} template < typename T >
7xz|u\?_2 struct result_1
?(n|ykXwc {
la[xbv typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
[0w@0?[ } ;
`c ^2 }L3k pw template < typename T1, typename T2 >
b<~\IPY struct result_2
f^Lw3|rq4 {
=i4 Ds typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
%70sS].@ } ;
)E'iC } ;
g,@0 ;uVq +x\b- ' ng;,;o. 最后一个单参数binder就很容易写出来了
lrPiaSO`I bO^#RVH template < typename Func, typename aPicker >
!g-|@W class binder_1
%tT&/F {
oDXUa5x Func fn;
gT22!
aPicker pk;
a=+qR:wT public :
ri<E[8\ 1D sgU6" template < typename T >
7loIX Qw struct result_1
!'Q/9%g {
|<t"O typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
s`B "qw } ;
lED-Jo2 h/j+b.| template < typename T1, typename T2 >
DDsU6RyN struct result_2
VPx"l5\ {
M}k t q) typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
u_[s+J/ } ;
>
SU2Jw W9D]s~bO; binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
?6P
P_QY QWp,(Mv:r template < typename T >
VImcW;Xa typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
&'uFy0d, {
q$ (@ return fn(pk(t));
L1
1/XpR }
(,#Rj$W template < typename T1, typename T2 >
vr+O)/P}) typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
eZ#nZB {
m_LW<' return fn(pk(t1, t2));
i Tg?JoE2 }
VHGOVH, } ;
Hr |De8#f l8/ tR 2 |
$ 一目了然不是么?
mf^=tZ 最后实现bind
B`3RyM"J @ :Y`cgi0vkd ![YLY&}s template < typename Func, typename aPicker >
fOs"\Y4 picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
?4GI19j {
"E =\Vz return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
lS&$86Jo( }
'yu M=Pb :_E
q(r 2个以上参数的bind可以同理实现。
x2(!r3a 另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。
.>NhC" >DeG//rv 十一. phoenix
P$?3\`U; Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
20h|e+3 (=cR;\s< for_each(v.begin(), v.end(),
+`O8cHx (
:oh(M|;/2 do_
zA4m !l*eM [
BQq,,i8H cout << _1 << " , "
bU9B2'%E ]
;gfY_MXnF .while_( -- _1),
/^v?Q9=Y cout << var( " \n " )
#-?pY"N, )
)xYv$6= );
m22M[L(q 28J
;9 是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:
*&]x-p1m 首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor
bI/d(Q%#< operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
H7bdL 8/ 那么我们就照着这个思路来实现吧:
iTJSW t>p!qKrE'J g"gh2#!D template < typename Cond, typename Actor >
iLiEh2%P class do_while
teh$W<C {
jsL\{I^> Cond cd;
HL-zuZa`Ju Actor act;
9N5ptdP.d public :
9Ps[i)- template < typename T >
ihivJZ struct result_1
vX|ZPn# {
#
~SuL3 typedef int result_type;
R?@F%J;tx } ;
*ILx-D5qr J`}5bnFP
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
ZS[(r-)$F k9H7(nS{ template < typename T >
O]rAo typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
#n&/yYl9(l {
6z3 Yq{1 do
|d}f\a` {
dXR70/ act(t);
.zxP,]"l }
kNqSBzg while (cd(t));
8 Yfg@"Tn return 0 ;
l`D^)~o8 }
."9t<<! } ;
s6Ox!)& s*$Re)}S JRQ{Q"`) 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
0ant0< 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。
Fr/3Qp@S 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。
? ->:,I=<~ 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。
dm;H0v+Y' 下面就是产生这个functor的类:
Khd" (`h$+p^-y *{/
ww9fT template < typename Actor >
v_-S#( class do_while_actor
wBlfQ
w-N {
{*WJ"9ujp] Actor act;
\z>Re$: public :
q0|u vt" do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
GCSR)i| LDDeZY"xd template < typename Cond >
) wkh picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
X :2%U } ;
5c50F{ `@+}zE jM`)Nd 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
P&PPX#% 最后,是那个do_
{;.q?mj ).aQ}Gwx^
$50rj class do_while_invoker
Uawf,57v< {
3k)W0]:|< public :
zO#{qF+~; template < typename Actor >
v^;-w~?3 do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
a#H2H`% {
UUb n7& return do_while_actor < Actor > (act);
Nu!(7 }
!9GJ9ZEXM } do_;
c`:hEQs m# #( uSh 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
0ox
8_l 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
p<>xqU 最后来说说怎么处理break和continue
,nn5LQ|l.j 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。
`m2e
* 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 ]