一. 什么是Lambda Wx:_F;
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 l65'EO|
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, ]4hXK!^Uu
,[~Ydth
to,=Q8)0
gR1X@j$_
class filler g]jtVQH']
{ kqHh@]Z0'
public : nw\p3
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} PqvwM2}4
} ; >} aykz*g
W*8D@a0 _
>)5rOU
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: _+^3<MT
4N#0w]_,>Y
z*x6V0'yt
a>s v
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); HqN|CwGgJ:
ydlH6 >
c*\^61T
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 yv'mV=BMJ!
k&^Megcb
$ar:5kif
8t6h^uQ
二. 战前分析 6"%[s@C
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。 e {c.4'q
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 #|$7. e
9|'bPOKe
VgoQz]z
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); g"zk14'
/* --------------------------------------------- */ WqTW@-}I D
vector < int *> vp( 10 ); Q~*A`h#
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); {uckYx-A
/* --------------------------------------------- */
# &M
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); HWe.|fH:
/* --------------------------------------------- */ 3V,X=
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); s
fti[
/* --------------------------------------------- */ c#G(7. 0MU
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); _X@:-_
/* --------------------------------------------- */ MjG.Ili$m
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); `knw1,qL"
9|#h )*
f \4Qp
wmoOp;C
看了之后,我们可以思考一些问题: e HOm^.gd
1._1, _2是什么? #XmN&83_
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。 u1<xt1K
2._1 = 1是在做什么? $_)f|\s
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 <[pU rJfTr
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 d$Mj5wN:q
:0srFg?X
e3[QM
三. 动工 Ufo-AeQo
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: V=S`%1dLN
BkO"{
j^64 :3
v4Nb/Y
template < typename T > U&B~GJT+
class assignment TyK;
q{
{ 6J=~ *&
T value; fA+M/}=
public : j*6!7u.,K
assignment( const T & v) : value(v) {} R6M@pO
template < typename T2 > ViVYyA
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } gi"v${R
} ; B8IfE`
~ 4&_$e!
|d:URuG~:I
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 +rql7D0st
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment mCq*@1Lp9
bH,Jddc
c 9ghR0WM
xw?G?(WO
class holder t zV"|s=o
{ |E?%Cj^W
public : neZ_TT/3K
template < typename T > ,2?C^gxt
assignment < T > operator = ( const T & t) const } g
{ #}jf TM
return assignment < T > (t); pXQ&2s$
} ^Jkj/n'
} ; {'vvE3iZ
xt`znNN
|kVxrq
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: GZ4{<QG
Riw>cVi~
static holder _1; TZHqn6
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 MD1,KH+O
Fx.uPY.a
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); gjs-j{*
而不用手动写一个函数对象。 n*;mFV0s
pkM32v-
!BQ!]u
95(VY)_6#A
四. 问题分析 j}ruXg
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。 vhUuf+P*
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。 (d!vm\-PH
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 >|rL0
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Bq2}nDP
下面我们可以对这几个问题进行分析。 LLU>c]a
$iF7hyZ
五. 问题1:一致性 9r)5d&,6
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?| rAQ^:q
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 $~9U-B\
(
NiuAy
struct holder U O[p
{ m<076O4|`
// [Zua7&( 5
template < typename T > D@Wm-
T & operator ()( const T & r) const RGxOb
{ +B&FZ4'
return (T & )r; ?Ts
Z_
} S63L>p|ml
} ; 9GQTe1[t4
82w<q(
这样的话assignment也必须相应改动: k5PzY!N
XBeHyQp
template < typename Left, typename Right > mV'd9(s?
class assignment km3-Hp1
{ xbmOch}j6
Left l; VSSiuo'5w
Right r; ;j52a8uE'}
public : =|G PSRQ
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 5N[Y2
template < typename T2 > }k,Si9O
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } *'`-plS7
} ; ho:,~ A;k
a<HM|dcst
同时,holder的operator=也需要改动: 0
Q1}u@G
#p[=iP
template < typename T > >MhkNy
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const \ KPz
{ T
return assignment < holder, T > ( * this , t); , n
EeI&
} \[8I5w-
"fmJ;W;#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。 D1Fc7!TV
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 J}.p6E~j
#:{u1sq;
return l(rhs) = r; {<|0M%v
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。 ?pVODnP k
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: -'I)2/%g
!AMPA*
template < typename Tp > J5l:_hZUV
class constant_t jwE<}y
I
{ *vj5J"Y(;t
const Tp t; '~a!~F~>
public : ; aMMIp
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 2Nj0 Hqjq
template < typename T > `bx gg'V
const Tp & operator ()( const T & r) const *.K}`89T
{ ~E`l4'g?
return t; UkGUxQ,GU
} _]Hn:O"o
} ; a-kU?&*
y
M$?~C~b!*
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 2h/`RefHJ
下面就可以修改holder的operator=了 &XZ>}^lD^
QP qa\87
template < typename T > XFX:)l#o
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const 1o$<pZZ
{ 1Ju{IEV
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); I)sCWC:Mq~
} )@sz\yI%U
+V0uHpm
同时也要修改assignment的operator() +-{HT+W
K3@UoR
template < typename T2 > t[DXG2&
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } g;*~xo
现在代码看起来就很一致了。 vUCU%>F
3XA^{&}
六. 问题2:链式操作 TQ>1u
现在让我们来看看如何处理链式操作。 =izB :
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。 j0OxR.S
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。 {X<tUco
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。 Karyipn}
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct .+8w\>w6g
Cx@, J\rsQ
template < typename T > 'DKP-R"
struct result_1 Ig=4Z*au!g
{ L>PpXTWwy
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; gfp#G,/B
} ; `5gcc7b
x JepDCUJ>
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: T{ojla(
]6(NeS+
template < typename T > b0
5h,
struct ref {0[qERj"z
{ .E@yB`AR
typedef T & reference; AMkjoy3+]
} ; @F=4B0=
template < typename T > W"~G]a+
struct ref < T &> rK`*v*
{ Ddu$49{S:
typedef T & reference; kgA')]
} ; gsZCWT
2B*9]AHny
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: =*I>MgCJ
dvUJk<;w
template < typename T > [jY_e`S
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const Iw48+krm>
{ {Ynr(J.
return l(t) = r(t); N7[i443a
} J\Sewg9
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。 |}#Rn`*2y
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 3ldOOQW%
f^',J@9@
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 q 3
9RD
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: `s.y!(`q
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 O! ;!amvz
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 6r^(VT
最后的布局是: =b6Q2s,i
Add ;BpuNB
/ \ ;Cv x48
Divide 5 zfvl<"Rv
/ \ uWgY+T
_1 3 2vK{Yw
似乎一切都解决了?不。 i)eub`uMy
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。 }7UE
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。 "y62Wo6m)
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: ]$Z aS\m
P=V~/,>SZ!
template < typename Right > )<!y_;$A
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const qQ^]z8g6P
Right & rt) const <b{ApsRJf
{ 5B"j\TwQ
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); O'_D*?
} #N7@p}P
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 "tm2YUG},s
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 W4X=.vr
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。 ``0knr <
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。 (L
q^C=
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。 #Z8<H
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? @y)fR.!)1$
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: F2lTDuk>C
:Oy9`vv
template < class Action > v vOG]2z
class picker : public Action & [4Gv61
{ _g
3hXsA
public : 0f1*#8-6
picker( const Action & act) : Action(act) {} !m:SRNPg
// all the operator overloaded BQ &|=a6
} ; \V}?K0#bt
#dU-*wmJ
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。 -2bu`oD
`
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: _0ep[r
YJF!_kg.
template < typename Right > `WX @1]m
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const TLw.rEN!;
{ 5%uLs}{\q
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); @G^
l`%
} Nx,.4CI
w
{6kU
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > vz/.*u
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。 #2/k^N4r
epR7p^`7
template < typename T > struct picker_maker v2/@Pu!kg
{ sBB>O@4
typedef picker < constant_t < T > > result; FG'F]fc%
} ; r+d%*Dx
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > .kyp5CD}4
{ vm
1vX;
typedef picker < T > result; "0pu_
} ; 6|~N5E~SX
SfEgmp-m
下面总的结构就有了: w%KU@$
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。 wtIXZUx
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。 0%#ZupN
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ~#pQWa5
至此链式操作完美实现。 p^<*v8,~7
2E;UHR
=c[9:&5Q
七. 问题3 `ZC_F!
E
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。 {f<2VeJ
/X9K g
template < typename T1, typename T2 > M e_.X_
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const y)C nH4{
{ Hj2E -RwG
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 0z.oPV@
} 3E)
X(WJY
criOJ-
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: luY#l!mx3
<y7nGXzLK
template < typename T1, typename T2 > j.=VZ
struct result_2 \u9l4
{ ER;?[!
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; o]u,<bM$
} ; tHgu#k0
$~W=)f9
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? W+k SL{0
这个差事就留给了holder自己。 6F
!B;D -Q
:
M=0o<
nc4KeEl
template < int Order > U9[QdC
class holder; Na=.LW-ma=
template <> iGlg@
class holder < 1 > R6v~Sy&n!
{ 1P;J%.{
public : KP,#x$Bg
template < typename T > ~
HN
struct result_1 pMndyuoJl
{ KxhMPvN'
typedef T & result; # 3UrGom
} ; 3k3-Ts
template < typename T1, typename T2 > d< j+a1&
struct result_2 }Vjg>"
{ =r:(ga
typedef T1 & result; v P;
} ; {wA(%e3_
template < typename T > EX@wenR
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const @
LPs.e
{ ~XU%_Hz
return (T & )r; J[ ;g
\
} 5e1;m6
template < typename T1, typename T2 > $ S(<7[Z
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const (qo
?e2K
{ ,yf2kU
return (T1 & )r1; !p
#m?|Km
} g6aIS^mU
} ; wo>7^ZA
N(c`h
template <> @ @uKOFA?
class holder < 2 > -j& A;G
{ .=G?Zd
public : "}*5'e.*
template < typename T > _?~EWT
struct result_1 F)K&a
{ `
ES-LLhVf
typedef T & result; y Ny,$1
} ; H.o=4[
template < typename T1, typename T2 > BLaF++Fop
struct result_2 8=TM _
{
ERTjY%A
typedef T2 & result; }B1f_T
} ; D`c&Q4$:
template < typename T > o{]2W `0r
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const aoqG*qh}b
{ [Z]%jABR
return (T & )r; -<0xS.^
} z\7-v<ZS
template < typename T1, typename T2 > fbg:rH\_
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Dm{9;Abs%
{ p ;]Qxh
return (T2 & )r2; >uLWfk+y1
} pf% yEz
} ; /qaWUUf
a=_:`S]}
CWdpF>En
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> >。 >p*7)
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 5FMe &
首先 assignment::operator(int, int)被调用: :;Xh`br
\JLea$TM:
return l(i, j) = r(i, j); )gVz?-u+D
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) GAP,$xAaW
Yj"{aFK#u@
return ( int & )i; *q-VY[2
return ( int & )j; (l+0*o,(
最后执行i = j; dD351!-
可见,参数被正确的选择了。 0<FT=tKm
EQ [K
L/ g8@G
;
zFi)R }Ot
W\EvMV"
八. 中期总结 4|/}~9/
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: 8hV>Q
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 xp*Wf#BF
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 A1Es>NK[qW
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor XOL_vS24
Suo%uD
PiIP%$72O
##6u
Ak kth*p
tP1znJh>y
九. 简化 }IRD!
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。 .QW@rV:T
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Z~AgZM
R
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: laRn![[
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 #EA` |
+-*/&|^等 a9_KoOa.H
2. 返回引用。 1lYQR`Uh
=,各种复合赋值等 L[voouaqm
3. 返回固定类型。 \MDhm,H<
各种逻辑/比较操作符(返回bool) bx%Ky0Z
4. 原样返回。 oH(a*i
operator, zDf96eK
5. 返回解引用的类型。 zI= 9
operator*(单目) Z&|Dp*Z
6. 返回地址。 eGW
h]%
operator&(单目) 3Yf~5csY
7. 下表访问返回类型。 7q&T2?GEN
operator[] )i"52!
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 G:!3X) b
operator<<和operator>> uquY
z_2
.6c
Bx
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。 OIs!,G|
例如针对第一条,我们实现一个policy类: {)I&&fSz
o'_eLp
template < typename Left > ,(B/R8ZF~
struct value_return emHaZhh
{ p
~pl|
template < typename T > "^)$MAZ
struct result_1 q{}U5(,{0
{ ?aQVaw&L!7
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 4N)45@jk[
} ; F?Fxm*Wa/
UNA!vzOb
template < typename T1, typename T2 >
_ 'K6S
struct result_2 z
s\N)LyM
{ FwV5{-(
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; I@kMM12>c
} ; 8iPA^b|sz{
} ; z
$iI
bo#?,80L}`
TU1W!=Z
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 734H{,~
~H4Tr[8a
下面我们来剥离functor中的operator() p#N2K{E
首先operator里面的代码全是下面的形式: ~
Ofn&[G
nTE\EZ+=2
return l(t) op r(t) \;Sl5*kr
return l(t1, t2) op r(t1, t2) w&Z.rB?
return op l(t) fskc'%x
return op l(t1, t2) nj#kzD[n>
return l(t) op )&[ol9+\
return l(t1, t2) op r.' cjUs
return l(t)[r(t)] o,qUf
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] K8uqLSP '
LYuMR,7E
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: _6`H`zept
单目: return f(l(t), r(t)); +.a->SZ5"
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); :n OCs
双目: return f(l(t)); g6h=Q3@
return f(l(t1, t2)); ;y;UgwAM
下面就是f的实现,以operator/为例 M1eM^m8U
:Vrj[i-{
struct meta_divide L4<=,}KS
{ (Bss%\
template < typename T1, typename T2 > +;a\
gF^
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) c^~R%Bx
{ km,@yU
return t1 / t2; l Ma||
} L,3%}_
} ; ,Qt2 ?
2U3WH.o
这个工作可以让宏来做: IIAm"=*
-yMD9b
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ?^U1~5ff)
template < typename T1, typename T2 > \ 0BN=>]V~j7
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; Bam 4%G5
以后可以直接用 k^%F4d3z@C
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) eK/rsr
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 'kekJ.wJ;
(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。。。) 8*sP
~V/?/J$
h@{CMe
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 V0*9Tnc
V7?Pv
Q
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Vah.tOU
class unary_op : public Rettype Zzv,p
{ N#^o,/
Left l; K>TvM&
public : w_#5Na}>d
unary_op( const Left & l) : l(l) {} `o%Ua0x2
6z5?9I4[
template < typename T > > M4QEv
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
e9eBD
{ ;h4w<OqcM
return FuncType::execute(l(t)); Y~
Nt9L
} @|}=W Q
Ns-3\~QSi
template < typename T1, typename T2 > F"a31`L>H
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const mk
+BeK
{ '.zr:l
return FuncType::execute(l(t1, t2)); !%'c$U2
} 2w:cdAv$
} ; _'P!>C!
7.B]B,]
}#E~XlX^
同样还可以申明一个binary_op %loe8yt
okD7!)cr=
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > !qJ|`o Y
class binary_op : public Rettype h|.*V$3
{ =mh)b]].4\
Left l; k5)e7Lb(
Right r; xcN
>L
public : ]dHV^!
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Mh5 =]O+
xJ)vfo
template < typename T > z.*=3
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Zc*gRC
{ ^4tz*i
return FuncType::execute(l(t), r(t)); }"AGX
} E"b"VB
E#,n.U>#)
template < typename T1, typename T2 > H_7X%TvXb
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const pAdSOR2
{ % I;iP|/
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); /-1 F9
} \Zo
xJ&
} ; }'Yk#Q
N,u~ZEI
} @jT-t]P
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 z_en.
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 J/ ^|Y6
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) b{lkl?@a
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。 /yL:_6c-
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! -W XZOdUjs
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。。。 ]73BJ
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 VTxLBFK;
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) qGKQrb,K
下面是修改过的unary_op JS!
I)F3sS45}
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > #zc{N"!
class unary_op %-~T;_.
{ ){XG%nC
Left l; JheF}/Bx
"K-2y^Dl
public : V7i1BR8G
|.[4$C
unary_op( const Left & l) : l(l) {} #[ hJm'G
a
|+q:g0M
template < typename T > kDr0D$iE
struct result_1 b7? 2Pu
{ [l X3":)
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; `)s>},8W!
} ; E cW$'>^
XxEKv=_bc
template < typename T1, typename T2 > $@:z4S(
struct result_2 7nL3+Pq
{ X?Mc"M
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; bol#[_~
} ; ]o\y(!
YPqp#X*
template < typename T1, typename T2 > rocG;$[
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const : $>TeCm
{
Rw\S-z/
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); M/mUY
} :]oR x
@q]{s+#Xf
template < typename T > T'nQj<dBt:
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const naoH685R4
{ y!?l;xMS
return OpClass::execute(lt(t)); DEkFmmw
} pn6!QpV5
V_"K
} ; ?H_'L4Wv
A9HJWKO
R)?zL;,x
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 ^UAL5}CQt
好啦,现在才真正完美了。 RxVf:h'l
现在在picker里面就可以这么添加了: D#n^U
`\if
l ,T*b
template < typename Right > YaDr.?
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const $!_]mz6*
{ \#; -C<[b
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); (S["
ak
} jTJ]: EN
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。 Z;#Ei.7p|
-6KGQc}U
:LwNOuavN
h[0,/`qb{
:5`BhFAd
十. bind ?E?dg#yk
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。 $Z;?d@6yI
先来分析一下一段例子 -Vi"hSsUP
@i[z4)"S
`9
int foo( int x, int y) { return x - y;} &k+'TcWm
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 ,S i23S\
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 $MEKt}S
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。 t3)nG8>
)
我们来写个简单的。 j&.MT@
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: FaNH+LPe
对于函数对象类的版本: )TBG-<wt
\e/'d~F
template < typename Func > XHu2G t_
struct functor_trait t$z
FsFTQ
{ D$RQD{*
typedef typename Func::result_type result_type; 9
1r"-%(r
} ; ^p0BeSRiy;
对于无参数函数的版本: #Pz},!7
iraO/KhD*3
template < typename Ret > bS+by'Ea1W
struct functor_trait < Ret ( * )() > @i9T),@
{ 5]&vs!wH
typedef Ret result_type; .1.Bf26}d
} ; VR/>V7*7@
对于单参数函数的版本: J['paHSF
&\$l%icuo
template < typename Ret, typename V1 > &r6VF/
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ~ (xIG
{ c D+IMlT
typedef Ret result_type; Mlp[xk|
} ; ' [fo
对于双参数函数的版本: VR>;{>~
fL8+J]6A6
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > p*rBT,'
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > pNo<:p
{ 05\A7.iy
typedef Ret result_type; vmW4 3K;
} ; h,q%MZ==^s
等等。。。 <aR8fU
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ;K:)R_H
aZYa<28?L%
template < typename Func > dE*n!@
struct func_return =>Vo|LBoe
{ )POuH*j
template < typename T > r[zxb0YA
struct result_1 &WIiw$@
{ GQTMQXn(
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; J(0.eD91v
} ; h$p]#]uMb
xV'\2n=1T
template < typename T1, typename T2 > )z9)oM\
struct result_2 9}FWO&LiB
{ 3y%B&W,sm
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; c,1Yxg]|
} ; ? Ovl(4VG
} ; cbl2D5s+i]
'w`:p{E
M* (]hu0!
最后一个单参数binder就很容易写出来了 Bl-nS{9"
}"<|.[V)
template < typename Func, typename aPicker > <LDVO'I0!
class binder_1 gRuNC=sR
{ A
e&t#,)
Func fn; edqek jh
aPicker pk; 8kw`=wSH>
public : [Z484dS`_
s#ijpc>h
template < typename T > Z;bzp3v
struct result_1 =N`"%T@=
{ c~(+#a
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; N %-Cp)
} ; r>S?,qr
rLNo7i
template < typename T1, typename T2 > g*b`V{/Vw
struct result_2 ?yF)tF+<
{ k+2~=#
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; mvI[=e*
} ; &AmTXW
oBr/CW
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} vBUx)l
RF
4u\ \
template < typename T >
(bi}?V*
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const M-u:8dPu
{ b w!;ZRK
return fn(pk(t)); SIjdwr!+ZZ
} 5C/W_H+9iK
template < typename T1, typename T2 > Lc6Wj'G
G
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const {[PoLOCI
{ 8/*q#j
return fn(pk(t1, t2)); Y25S:XHk9
} h8oG5|Y
} ; $
+;`[b
@CU3V+
_niXl&C
一目了然不是么? OWFLw
最后实现bind p q7G[
A^2VH$j]+
"W;GvI
template < typename Func, typename aPicker > C)`k{(-{
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) n4+l,~
{ /c~z(wv
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ]'=]=o~4
} u~\u8X3
S1&mY'c
2个以上参数的bind可以同理实现。 dJM)~Ay-
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。 wp`a:QZ8N
2&O!<C j
十一. phoenix &a% |L=FY
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: xSZgQF~
^ElUU ?rX
for_each(v.begin(), v.end(), LY[XPV]t
( 4df)?/
do_ pw*<tXH!
[ V} Y %9V
cout << _1 << " , " 7y:%^sl
] u?Jw) `
.while_( -- _1), n1`D:XrE
cout << var( " \n " ) W~E%Eq3
) QWv+Ja
); i
~fkjn
Z 9mY*}:U~
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: ~isrE;N1|
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 k/YEUC5
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 q?g4**C
那么我们就照着这个思路来实现吧: :l8n)O3
D ::),,
R>U0W{1NO
template < typename Cond, typename Actor > W/9dT^1y4'
class do_while NS@j`6/U
{ -;cZW.<
Cond cd; C1^=se
Actor act; "5u*C#T2$
public : BpZE
template < typename T > uyMxBc%6
struct result_1 qc\]~]H]r
{ " m<]B
typedef int result_type; LO<R<zz
} ; @6 uB78U4O
k'{'6JR
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} xtYX}u
fEE[huG
template < typename T > m8;;
O
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const :}}5TJ wG
{ `P<}MeJ\l
do sL|*0,#K
{ 7N,E%$QL
act(t); B)g7MG
} js)M
c*]&
while (cd(t)); /)Bk
r/
return 0 ; DZ -5A
} HtB>#`'
} ; 0]=|3-n
J3gJSRT@P
K>X#,lE-
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). Ac}+Uq
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。 13wO6tS
k
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。 [ZU6z?Pf
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。 ]3]I`e{
下面就是产生这个functor的类: =mxG[zDtQ
u )PB@
#4iSQ$0
template < typename Actor > ^JZ ]?iny
class do_while_actor e/JbRbZX
{ 5xe}ljo
Actor act; &?flH;
public : L,c@Z@
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} r18euB%
reJw&t