一. 什么是Lambda
Z"'tJ3Y.~ 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
$<s
3;>t 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,
,hXhcfFl #R3|nL -85W/% RL3G7 ;X class filler
$/;;}|hqi {
6.gk6 public :
)*n2,n void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
X=i",5; } ;
; )J\k2 =-|,v* %.VFj7J 这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决:
'Q F@@ 48 Y|96K2BR /L? ia OtFGo8 for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
@fG'X
c.eA]m q &a
bR}J[ 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
sW]fPa(cn, =S:Snk% zyi;vu A
2Rp 二. 战前分析
j0+l-]F- 首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。
Kk9W=vd 开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码
n!$zO{P 1'"TO5 5isqBu for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
%$CV?K$C /* --------------------------------------------- */
S{#L7S vector < int *> vp( 10 );
.bvEE transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
bx8;`QMX /* --------------------------------------------- */
Usz O--.C sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
%UokR" /* --------------------------------------------- */
0S71&I$u] int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
c$#7Kp4 /* --------------------------------------------- */
rK} =<R for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
GLtd6; V /* --------------------------------------------- */
b:t|9FE% for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
fobnK~2 K|sk]2. @Z2^smf zW9/[Db 看了之后,我们可以思考一些问题:
&UfP8GE9 1._1, _2是什么?
Ssg1p#0J 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。
[2\jQv\Y 2._1 = 1是在做什么?
5DxNHEuS 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。
@P@{%I 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。
5u=>~yK+ 51-@4E2:l: :e rfs}I 三. 动工
k$3Iv"gbx 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
34<k)0sO \zLKSJ] 9oQ$w?=#$ %fMFcL#h template < typename T >
,xI
FF-[0 class assignment
i[/`9 AK {
2$TwD*[ T value;
c"lblt5 public :
)m_q2xV assignment( const T & v) : value(v) {}
wQX18aF/#d template < typename T2 >
OF/hD2V T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
crQ_@@X?< } ;
oLIgj,k{* EslHml# O-&^;]ieJ 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
*I.eCMDa 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
XwIKpr8 IoZ_zz0 {t!Pv2y< r;_*.|AH class holder
4Z.Dz@.c( {
),J6:O& public :
J,:Wv`N:9~ template < typename T >
Q zp!)i assignment < T > operator = ( const T & t) const
kMZo7 y {
uCoy~kt292 return assignment < T > (t);
|3 mcL' }
*k@D4F ruP } ;
p
z\8Bp}yo i0F6eqe=J wZVLpF+7 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:
qOv`&%txW N}nE?|N=5 static holder _1;
5mX^{V&^ Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
?&!e
f{ .bUj for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
$18?Q+?3 而不用手动写一个函数对象。
"U/yq 9_O6Sl $]rC-K:Z W ",yq| 四. 问题分析
k"|Fu 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。
dQ_hlx!J 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。
5O;D\M{> 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
hj}PL 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
Xck`"RU<xA 下面我们可以对这几个问题进行分析。
gJ~CD1`O Y<V$3h 五. 问题1:一致性
!f]kTs]j~ 首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?|
B<ue}t 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
9Y@ eXP P EMBh?)g struct holder
M2\c0^R {
'j-U=2,n //
mZG n:f}= template < typename T >
FmhAUe T & operator ()( const T & r) const
mT #A?C2 {
Z;,G:@, return (T & )r;
|>OBpb }
7dv! } ;
c3 )jsf !K0 U.. 这样的话assignment也必须相应改动:
{pA&Q{ ^ kBxEp/y template < typename Left, typename Right >
)+DDIq class assignment
@biU@[D {
*nc3A[B#C Left l;
Zd88+GS,# Right r;
KMK8jJ public :
!
,{zDMA assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
C"$~w3A k template < typename T2 >
oe|8 T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
,L lYRj 5 } ;
v~yw-}fk% 3fA+{Y8S 同时,holder的operator=也需要改动:
8};kNW^2m ?@7!D8$9 template < typename T >
;^u,[d assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
H
XFY {
#p7gg61 return assignment < holder, T > ( * this , t);
>MSK.SNh }
q
|FOU tW94\3)1 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
/qMnIo
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
?qi~8.<w %l14K_ return l(rhs) = r;
8aIqc 在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
MBU|<tc 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
!icI Rqcf= `/'p1?Z" template < typename Tp >
_)~1'tCs}h class constant_t
7(uz*~Z?`0 {
Dr(2@0P const Tp t;
a!/\:4-uc public :
Wh) constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
rMHh!)^#W template < typename T >
HA,8O[jon const Tp & operator ()( const T & r) const
E?czolNl {
-CuuO=h return t;
P+CdqOL }
E:dN) } ;
/9&!u )+ Bpm COA 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
{?Y\T 下面就可以修改holder的operator=了
fM7B<eB }$ySZa9 template < typename T >
f<iK% assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
`B4Ilh"d {
,zr9* t return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
6?*Do }
ybqmPT'|_ pfHjs3A= 同时也要修改assignment的operator()
wK7w[Xt q~
ZUtF template < typename T2 >
?d%{- T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
[?|yQ x 现在代码看起来就很一致了。
%&&)[ !j`<iPI7B 六. 问题2:链式操作
JDZuT# 现在让我们来看看如何处理链式操作。
l0`bseN< 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。
m//aAxmB 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。
=pi,]m 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。
iKV|~7nwO 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
z9 Ch %A{ 3^%2, template < typename T >
97\K ]Tr struct result_1
|8~)3P k {
CEkUXsp typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
2(0%{*m } ;
1uN;JN
`_ .O'~s/h 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:
Nv. LEPTL#WT1 template < typename T >
Qt{){uE struct ref
<(@S;?ZEW {
Jh=.}FXnjL typedef T & reference;
xtD(tiqh.; } ;
G .<0^q, template < typename T >
M>m!\bb%. struct ref < T &>
`<d.I%} {
yUJ#LDW typedef T & reference;
u8KQV7E } ;
'A.5T%n- ,)*[Xa_n 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
PkyX,mr#1 OYt_i'Q template < typename T >
;f[##=tm typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
![ce } {
I*Dj@f` return l(t) = r(t);
s<# BxN }
Y%
\3 N 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。
X$\CC18 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
8%u|[Si; ^`lrKk 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
0nCiN;sA _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
4(P<'FK $ _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
2HBey +5 调用divide的对象返回一个add对象。
@]#[TbNo 最后的布局是:
nTo?~=b Add
8g)$%Fy+N / \
*&Iv Eu Divide 5
BNjMq / \
^.)0O3oC _1 3
k"gm;,` 似乎一切都解决了?不。
zE1=P/N 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。
12'MzIsU's 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。
Ru#pJb(R 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:
|pBFmm* . G25D template < typename Right >
/~WBqcl assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
w<THPFFF" Right & rt) const
$PRd'YdL/ {
rp<~=X return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
-a>CF^tH }
R"HV|Dm|m 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
,Nw2cv}D 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。
ewn\'RLZ"@ 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。
}jC^&%| 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。
n+&8Uk 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。
7_Te-i 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?
|P&
\C8h 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:
JBHPI@Qt% Z-4/xi7 template < class Action >
G?b*e|@S class picker : public Action
ucz~y!4L{ {
tMP"9JE, public :
>h~ik/|* picker( const Action & act) : Action(act) {}
QX}JQ<8 // all the operator overloaded
GSSmlJ` } ;
/DHV-L *'H\`@L 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。
*PFQ 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:
B>cT<B J[uH@3v template < typename Right >
= vF! picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
vN_ 8qzWk {
kd"nBb= return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
pQc-}o" }
cVMRSp >L "+8N6 Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
FAc^[~E 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。
[r Nd7-j < Z;1r=p#s template < typename T > struct picker_maker
Q1yXdw {
.)bNi*& typedef picker < constant_t < T > > result;
X}x\n\Z } ;
-(lP8Y~gFY template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
9I<~t@q5e@ {
|w#~v%w typedef picker < T > result;
v{"yrC } ;
n q>F_h t54?<- 下面总的结构就有了:
.:Sk=r4u\ 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。
o-l-Z|)7 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。
H =~7g3 picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
88S:E7
$ 至此链式操作完美实现。
]s)Y">6 PXtF#,roP ~G=E
Q]a 七. 问题3
6L\]Ee 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。
EVaHb; !m-`~3P#l, template < typename T1, typename T2 >
?ILjt? X8 ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
[dFcxzM-N {
|sFd5X return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
ir{
4k }
jpZq]E9`P {=Jo!t;f 很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2:
Ck%if gdqBT]j template < typename T1, typename T2 >
EH M 59s|B struct result_2
=23@"ji@D {
Piwox1T; typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
X2%(=B } ;
%t!S 7UD ~Sm6{L 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?
_$D!"z7i 这个差事就留给了holder自己。
OyK#Rm2A= -+Yark M1#CB template < int Order >
7D:rq 8$\ class holder;
X9FO"(J template <>
7(tsmP class holder < 1 >
L1(-xNUo_i {
Qf~$9?z public :
fvi0gE@bd template < typename T >
h:?qd struct result_1
jg{2Sxf!c {
wJq$yqos{ typedef T & result;
!|u?z% } ;
o'(BL:8s template < typename T1, typename T2 >
NqOX);'L0 struct result_2
?fq!BV {
<)(W7#Ks typedef T1 & result;
oS9Od8 } ;
J!5b~8`v template < typename T >
AgSAjBP typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
~;Y Tz {
3rMJC\h return (T & )r;
L)F4)VL }
p?ccBq template < typename T1, typename T2 >
lA/-fUA typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
$*%, {
kI@<H< return (T1 & )r1;
C:5d/9k }
FG{les+: } ;
~v pIy - \({'Xo >( template <>
OM\1TD/- class holder < 2 >
@/^mFqr2 {
_[Imwu} public :
$,, PF/N8c template < typename T >
vVa|E#
[ struct result_1
/(5"c> {
@$%GszyQ' typedef T & result;
;xzaW4(3 } ;
-mRgB"8 template < typename T1, typename T2 >
;zD4#7= struct result_2
SiX<tj#HH\ {
Q35\wQ# typedef T2 & result;
G(#t,}S}@ } ;
=VuSi(d;e{ template < typename T >
H#;*kc
a4 typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
Qm[s"pM {
mi Q*enZi return (T & )r;
o|z@h][(l( }
([<HFc` template < typename T1, typename T2 >
x$BNFb%I1 typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
]&Y^ {
X7L:cVBg return (T2 & )r2;
G)}[!'<rR }
I)FFh%m<}a } ;
OR~ui[w S5 q1Mn s)qrlv5H 新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
.UL2(0 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
04|ZwX$>+ 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
3[fm|aU 7<WS@-2I# return l(i, j) = r(i, j);
PJN9[Y{^3 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
C&w0HoF k"i3$^v8 return ( int & )i;
2n@`Og_0 return ( int & )j;
a&b/C*R_ 最后执行i = j;
r]p3DQ 可见,参数被正确的选择了。
pPRX#3 #4$YQ "V]*ov&[ mk1R~4v f't.?M 八. 中期总结
4};@QFT* 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:
VR>!Ch 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
ch0^g8@Q[ 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
%(eQ1ir + 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
T/P\j0hR K.}jOm mgx|5Otg Y`ip.Nx # `E U U_0@V< 九. 简化
u9S*2' 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。
UDi(7c0. 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
G^)]FwTs 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:
,Lp"Ia 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
5 [~HL_u;, +-*/&|^等
.2@T|WD!Ah 2. 返回引用。
!ZUUn*e{5 =,各种复合赋值等
*g+ZXB 3. 返回固定类型。
ek]JzD~w$ 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
I20~bW 4. 原样返回。
Lbz/M_G operator,
0<`qz |_h 5. 返回解引用的类型。
9y6u&!PZ\ operator*(单目)
_)5E= 6. 返回地址。
/Kli C\ operator&(单目)
K@1gK<,a 7. 下表访问返回类型。
e5bXgmyil operator[]
3:jxr 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
3\m! operator<<和operator>>
++,I`x+p ?+hEs =Xs 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。
g$GGo[_0 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
O/#3QK 'hr_g* i template < typename Left >
apm%\dN struct value_return
bQ3<>e\%B {
JR`$t~0t template < typename T >
>A{Dpsi\ struct result_1
QTa\&v[f {
ldTXW(^j typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
n[DRX5OxR' } ;
#w|v.35%? vE(]!CB template < typename T1, typename T2 >
$rW(*#C struct result_2
Nxt:U{`T' {
Y({
R\W| typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
9oc_*V0< } ;
!%65YTxY- } ;
$#f_p-N 6ZE`'pk< [r"Oi|
8I 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
rGNa[1{kRs H'#06zP>5 下面我们来剥离functor中的operator()
AmIW$(Ce 首先operator里面的代码全是下面的形式:
4#>Z.sf
k a!w\v return l(t) op r(t)
R4 eu,,J return l(t1, t2) op r(t1, t2)
e
bpt/q[ return op l(t)
QBGm)h?= return op l(t1, t2)
*y?6m,38V return l(t) op
AH n!>w, return l(t1, t2) op
zB0*KgAn{ return l(t)[r(t)]
G?@W;o) return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
}&/>v' G d@ 8M_
O | 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:
)e5=<'f1 单目: return f(l(t), r(t));
M>5OC)E return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
eZa7brC| 双目: return f(l(t));
plPPf+\ return f(l(t1, t2));
OR6vA5J
下面就是f的实现,以operator/为例
eEBNO*2 ^k7I+A struct meta_divide
V~*>/2+ {
G@Z%[YNw template < typename T1, typename T2 >
I1m[M? static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
dQSO8Jf {
k%gj return t1 / t2;
c&wg`1{Hal }
py7Zh%k } ;
YK{J"Kof 7+f6? 这个工作可以让宏来做:
R.WB.FP @"NP`# #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
D~ 3@v+d template < typename T1, typename T2 > \
-4+'(3qr static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
*cM=>3ws/ 以后可以直接用
75p9_)>96 DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
7"2BZ 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
2;T?ry7 (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。。。)
Uf+y$n- bC+ZR{M E8Kk)7 下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体
ij:a+T lz>00B<Z template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
kSEA class unary_op : public Rettype
U/{t" e {
X=-= z5 Left l;
{M:/HQo public :
C ibfuR unary_op( const Left & l) : l(l) {}
|)To 0Z b+:mV7eX template < typename T >
9~j"6wS typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
TJRp/BP {
KO8vUR*2R return FuncType::execute(l(t));
>F^$
' b] }
En7+fQ u,iiS4'Ze template < typename T1, typename T2 >
037\LPO typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
}N-UlL( {
W (TTsnnx return FuncType::execute(l(t1, t2));
}Y.@:v
j }
:|k!hG } ;
q*R~gEi#yk `2U,#nZ 4 bS:$VyH6 同样还可以申明一个binary_op
} %0w25 NM9ViYm>P template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
(421$w,B% class binary_op : public Rettype
l]DRJ {
o|n;{zT" Left l;
;;UsHhbhI Right r;
b *|?7 public :
QP<P,Bi~ binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
+>ituJ q{*[uJ}Xc" template < typename T >
V^qBbk%l>D typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
/:A239=+ ? {
wMF1HT<* return FuncType::execute(l(t), r(t));
}1CO>a< }
)I<VH+6 Jnt
r"a-4 template < typename T1, typename T2 >
'%Oo1:wJ typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
[uie]*^ {
rf$[8d return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
) tV]h#4 }
S#+ _HFUK{ } ;
2s 9U& ]6=opvm aM[fag$c 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
c$A}mL_ 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
NFIFCy! DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
T^xp2cZ 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。
=8r,-3lC; 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
^kB9
I8u 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。。。
P#A|Pn<p 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
Q"xDRQA 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)
Pt;\]?LVrD 下面是修改过的unary_op
Q%GLT,f1. f'Xz4; template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
9*|An class unary_op
;rF:$37^ {
S
1Ji\ Left l;
[7)#3 -gS/ public :
M[T!AO-S$ \}qv}hU unary_op( const Left & l) : l(l) {}
h"nv[0!) |@)ij c4i template < typename T >
w@f_TG"Vt struct result_1
}W%}_UT {
wY}+d0Ch typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
Ix5yQgnB}j } ;
l}c<eEfOy" 1-gX=8]] template < typename T1, typename T2 >
ma*9O |v^ struct result_2
CUw
9aH {
%s)E}cGH typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
@49^WY } ;
#wm)e)2@ CblL1 q8 template < typename T1, typename T2 >
g-(xuR^* typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
@fYA{-ZC {
aA
yFu_ return OpClass::execute(lt(t1, t2));
&k{@:z }
;NPb *'t`;m~ template < typename T >
ZyWC_r! typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
Hm^p^,}_x {
mg;AcAS.o, return OpClass::execute(lt(t));
XAFTLNV> }
n<$I, IRE f!Ie } ;
5Np. & lJ,s}l7 &boBu^,94 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
nb!m>0*/ 好啦,现在才真正完美了。
V7v,)a" L 现在在picker里面就可以这么添加了:
tr} $82Po NV;tsuA| template < typename Right >
6a!X`%N= picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
fjJIF% {
x[kdQj2[& return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
8vP)qy8 }
?0<3"2Db~ 有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。
=w5w=qB 2g v(`NKYE &Gt9a-ne }bTMeCgI #75;%a8 十. bind
tpctz~ . 既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。
RinRQd 先来分析一下一段例子
Tk:y>P!%a %"6IAt o_5@R+& int foo( int x, int y) { return x - y;}
s5dh]vNN bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
@mazwr{B bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
V]2z5u_q 可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。
^pP
14y*go 我们来写个简单的。
zkOgL9
(_8 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
7$;$4.' 对于函数对象类的版本:
{1+H\(v GXl?Zg template < typename Func >
sFTIRVXN, struct functor_trait
4Ojw&ys@V {
\v_C7R;& typedef typename Func::result_type result_type;
]lY9[~
v } ;
`dZ|}4[1 对于无参数函数的版本:
NC}#P<U As`^Ku& template < typename Ret >
/WfxI>v struct functor_trait < Ret ( * )() >
:Eyv= = {
"q.uiz+1: typedef Ret result_type;
>e ;f{ } ;
ap~Iz 对于单参数函数的版本:
as4NvZ@+r ?r<F\rBT7* template < typename Ret, typename V1 >
rzHa&:Y struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
fna>> {
pS;dvZ typedef Ret result_type;
val<N293L> } ;
j+hoj2( 对于双参数函数的版本:
$wTX `uHpj`EU template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
F948%?a struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
xF;v 6d {
r.;iO0[/ typedef Ret result_type;
rR~X>+K } ;
. $YF|v[= 等等。。。
5nAF =Bj 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
1.uQ(>n a7G2C oM8 template < typename Func >
KCE-6T struct func_return
zP}v2 {
rU@?v+i template < typename T >
{W<-f? struct result_1
^6>|! {
GTl (i*
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
T(^8ki } ;
22~X~= :w%bw\} template < typename T1, typename T2 >
:OaQq@V struct result_2
98'XSL| {
4 GW[GT typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
%W;Gf9.w } ;
ilpZ/Rs } ;
e~]e9-L>I [Od9,XBa h##?~!xDmq 最后一个单参数binder就很容易写出来了
Vj`s_IPY os^SD&hL template < typename Func, typename aPicker >
9= $,] M class binder_1
Ia:puks= {
F{~r7y;0 Func fn;
e7qMt[. aPicker pk;
]Wt6V^M'@ public :
]V^.!=gh$ X3iRR{< @ template < typename T >
iiB )/~!O struct result_1
JO{-
P {
Tc5OI' -V typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
PG[O?l } ;
mW0&uSMD ^1yTL5#:Vw template < typename T1, typename T2 >
4m[C-NB!g struct result_2
Hs-.83V {
(g2r\hI typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
qs1.@l(" } ;
jsi#l Iki+5 binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
`e'o~oSu $F`<&o template < typename T >
&G|jzXE typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
m#'rI=}! {
?"<r9S|[O return fn(pk(t));
[(hvK{) }
'Kzr-)JS template < typename T1, typename T2 >
K!D!b'|bb typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
&Bz7fKCo {
Re,$<9V return fn(pk(t1, t2));
g=g.GpFt }
kl3S~gE4@ } ;
cYWy\+ Vkvb= V3A>Ag+^~ 一目了然不是么?
uJ/?+5TU 最后实现bind
!ga(L3vf $,QpSK`9i ic0v*Y$ template < typename Func, typename aPicker >
m~j\?mb{+ picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
'D0X?2 {
Neo^C_[vN return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
C=dx4U~
}
PZ!dn%4jy [#>$k
6F* 2个以上参数的bind可以同理实现。
o,Tr^e$ 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。
|1QbO`f/F e:GgA 十一. phoenix
;&W; Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
Hr<C2p^a @( n^S?( for_each(v.begin(), v.end(),
inPdV9 (
Vh#Mp! do_
HL(U~Q6JQ [
7dlKdKH cout << _1 << " , "
EOBs}M; ]
gaw4NZd)0 .while_( -- _1),
WBw
M;S#% cout << var( " \n " )
=~\]3g )
1A?\BJ" );
aW=By)S!Y *1Ut} 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:
MS st 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
C?w<$DU operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
_^6|^PT. 那么我们就照着这个思路来实现吧:
a)_rka1( $*AC>i\ GJIWG&C03 template < typename Cond, typename Actor >
UK"}}nO@e class do_while
A[^qq UL' {
QM[A;WBr7 Cond cd;
q:Y6fbt<7 Actor act;
2ec$xms public :
*t#s$Ga template < typename T >
>Lw}KO` struct result_1
Ic[}V0dk {
pKt-R07* typedef int result_type;
SUH mBo"} } ;
lX98"} W NwJM do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
eeW' [ )\T@W template < typename T >
a
-xW 8 typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
2qZa9^} {
DR
k]{^C~ do
\4h>2y {
NXzU0 act(t);
,c4c@|Bh? }
lpl8h4d while (cd(t));
xT9Yes& return 0 ;
?mH@`c,fM }
5/& 1Oxo } ;
Y]C;T `9.dgV 1<xcMn0et 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
]>tq|R78 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。
H4M{_2DO 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。
9<xTu>7J 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。
a
@6^8B?w; 下面就是产生这个functor的类:
{5T0RL{\N \,>_c DdBxqkh template < typename Actor >
mJ)tHv"7 class do_while_actor
}qer {
7^ 4jcfJH Actor act;
CV '&4oq public :
9'1hjd3k do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
S8\+XJ @u,+F0Yd template < typename Cond >
iJ}2"i7M picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
F[5S(7M
7 } ;
#nKRTb+{ AlO,o[0 d-~vR(tU 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
/T,zZ9= 最后,是那个do_
+9RJ%i&Ec +Y7Pg'35 SaCx)8ul0 class do_while_invoker
\I;cZ>{u"} {
&`\ ep9 public :
5? Wg%@ template < typename Actor >
:AZp} do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
)]73S@P(= {
^]VcxKU J return do_while_actor < Actor > (act);
L/BHexOB }
u*hH} } do_;
zhX;6= X2 X<Z(]`i 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
V~85oUc\- 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
Twx{' S 最后来说说怎么处理break和continue
@l{I[pp 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。
G;NB\3~X 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 ]