一. 什么是Lambda &t*8oNwSs
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 TA@tRGP>
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, l`M5'r]l
}KaCf,O
{Z?$Co^R
+.gf]|
class filler UU;-q_H6
{ f?>-yMR|
public : ;oY(I7
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} s7UhC.>'@
} ; JJ
N(M*;
BudWbZ5>Ep
we H@S
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: A}#]g>L
mSw?2ba
An8%7xa7
kh>SrW]B%
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); \\2k}TsB
{sna)v$;
,2
g M-
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 vU8FHVytV
7i+!^Qj?y
M]4 =(Vv+5
}4\!7]FVYX
二. 战前分析 \%-E"[!
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。 b5n]Gp
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 fZw9zqg
z3vsz
MKVfy:g%So
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); x#:BE
/* --------------------------------------------- */ M ~ i+F0
vector < int *> vp( 10 ); tkdBlG]!
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); k binf
/* --------------------------------------------- */ :p\(y
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); /+x#V!zM
/* --------------------------------------------- */ wzDk{4U
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); 6HEqm>Yau
/* --------------------------------------------- */ Ha=_u+@
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); d Y:|Ef|v(
/* --------------------------------------------- */ }:RT,<
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); %EJ\|@N:
pT3X/ra
c4ZuW_&:
T<TcV9vM
看了之后,我们可以思考一些问题: _X,[]+ziu%
1._1, _2是什么? 8z."X$
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。 7|+|\7l#
2._1 = 1是在做什么? $TD~k;
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 ~$&:NB1~q
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。 $KwI}>E4
7g A08M[O
I9[1U
三. 动工 kb"_6,[Ms
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: xb+RRTgj
"'z,[v50&
u{OS6Ky
XSm"I[.g
template < typename T > wQD0vsD
class assignment 4GU/V\e|
{ eq@am(#&kY
T value; W.#}qK"
q
public : G%P>Ag
assignment( const T & v) : value(v) {} 0kNe?Xi
template < typename T2 > =9qGEkd3
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } (kWSK:l
} ; QQg8+{>
`1E|PQbWc
:mXGIRi
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ;~Q
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 3d*&':
GSMk\9SI
P+)qE6\
b 0LGH.
z4
class holder DU5:+"
u3
{ KP[NuXA`
public : GI2eJK
template < typename T > j4~7akG
assignment < T > operator = ( const T & t) const m,W) N9 M
{ HE#,(;1i
return assignment < T > (t); 7BL|x
} ||-nmOy
} ; g$*/XSr(
fm(mO%
B :.@Qi^
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: FAQr~G}
mu6039qy
static holder _1; ?S (im
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 qP~WEcH`[
,?l~rc
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); _j:UGMTi(U
而不用手动写一个函数对象。 R)0N0gH
\~JNQ&_o
+h0PR?
$&cz$jyY
四. 问题分析 :J^qj AV
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。 #O2wyG)oU
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。 vU=9ydAj?
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 "$XYIuT
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 :83,[;GO2
下面我们可以对这几个问题进行分析。 FJP< bREQ
^4c,U9J=
五. 问题1:一致性 0U$:>bQ
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?| 8F#osN
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 63W{U/*aao
bGbqfO`
struct holder _fcS>/<a
{ "j{i,&Y$_
// F%xK"l`&
template < typename T > xK(IS:HJ*
T & operator ()( const T & r) const ~9Zh,p;
{ 9ky7r;?
return (T & )r; !Eq#[Gs
} <d5@CA+M
} ; o^3FL||P#r
9<yAQ?7L
这样的话assignment也必须相应改动: rh@r\H@j
"jMqt9ysN
template < typename Left, typename Right > bS>R5*Zp
class assignment HF"Eys
{ ~12_D'8D[
Left l; "`pNH'
Right r; N_ UQ
public : tAF]2VV(e
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} \tY"BC4.
template < typename T2 > et=7}K]l
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } pmD4j8F_
} ; cv}aS_`f
<OTWT`G2
同时,holder的operator=也需要改动: ?hnx/z+uT
!O|ql6^;
template < typename T > ebqg"tPN{
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const X0`j-*,FX
{ (8.{+8o
return assignment < holder, T > ( * this , t); )zU:
} i[\w%(83Fi
7paUpQit
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。 zDD4m`2
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 !xu9+{-
av-#)E
return l(rhs) = r; @}Zd (o
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。 Gqb])gXpl
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ]4`t\YaT
;B~P>n}}_]
template < typename Tp > .u l
53 m
class constant_t +Mk#9r
{ }Z\wH*s`
const Tp t; l<(cd,
public : En(7(qP6}
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} B{C_hy-fw
template < typename T > ^T:gb]i'Qa
const Tp & operator ()( const T & r) const ?]c+j1i
{ 8V9[a*9
return t; \q "N/$5{f
} ef=K_,
_
} ; r`jWp\z
%Tv^GP{}
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 gY(1,+0-
下面就可以修改holder的operator=了 `0{ S3v
5,1{Tv`
template < typename T > U&UKUACn"
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const 44\cI]!{
{ /`[!_4i
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); LvcuZZ`1a
} P ZxFZvE
]ab#q=
同时也要修改assignment的operator() XM/vDdR
Tkw;pb
template < typename T2 > LH2PTW\b!6
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } }u%"$[I}
现在代码看起来就很一致了。 a8pY[)^c
0w %[
六. 问题2:链式操作 Pao%pA.<
现在让我们来看看如何处理链式操作。 <xo-Fv
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。 06 i;T~Y
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。 2#vv$YD
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 G,XPT,:%
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 9XLFHV("
S|em[D[Y^
template < typename T > /*$hx @ih
struct result_1 #]E(N~
{ ujr(K=E
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; Y
ya`&V
} ; y<- _(^
JBC$Ku
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: =WG=C1Z
EH n"n"Y
template < typename T > /6KIl
struct ref krB'9r<wa`
{ ~6aCfbu%V
typedef T & reference; ,+`HQdq
} ; rY0u|8.5Q
template < typename T > + H_WlYg-
struct ref < T &> %0,-.(h
{ +oc
>S
typedef T & reference; jjzA .8?(7
} ; 2;$k(x]
)J D(`
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: wW 2d\Zd&
4/e60jA
template < typename T > egk7O4zwP
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const P[ r];e
{ 47r&8C+&\
return l(t) = r(t); f )Z%pgB
} 17|np2~
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。 pI.+"Hz
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 =IU*}>#
l"(6]Z 4
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 e`K)_>^n#
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: Zg~nlO2
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 lFSe?X^
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 p|+B3
最后的布局是: $t~@xCi]S
Add 0d^Z uTN
/ \ <7_KeOLJ
Divide 5 ::5E 8919
/ \ !#2=\LUC
_1 3 %JZZ%xc
似乎一切都解决了?不。 L<V3KS2y
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 +7V{ABfGl
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 zYY$D.
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: *sw7niw
O#a6+W"U
template < typename Right > CZ<~3bEF
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const &HW1mNF9
Right & rt) const X2|Y
{ 3+Qxg+<
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); en F :>H4
} errH>D~
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 *?ITns W<
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。 Ih}1%Jq
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。 Sh6JF574T
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。 +pm[f["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。 I6!5Yj]O"
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? mmXm\]r>4
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: V/d/L3p
}x0- V8
template < class Action > }n_p$g[Nj/
class picker : public Action ;Q;[*B=kE
{ &MZ$j46
public : nlYR-.
picker( const Action & act) : Action(act) {} +!IQj0&'Y3
// all the operator overloaded @Ky> 9m{
} ; '*^yAlgtt
l_'[27
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。 v1JS~uDz
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: 7dG79H
Ys+OB*8AE
template < typename Right > H5CR'Rp
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const Kv'n:z7Md
{ WtulTAfN
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); YTQt3=1ii
} OLGBt
0MMEo~dih
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > D4Al3fe
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。 "gtHTqheH
[H<bh%
template < typename T > struct picker_maker 9^"b*&>P
{ g"s$}5{8:
typedef picker < constant_t < T > > result; C?ib_K*
} ; 1"7Sy3
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > xkNyvqcw
{ )n49lr6X
typedef picker < T > result; :A
%^^F%
} ; 5!YA o\S
%CwL:.|
下面总的结构就有了: n% 'tKU\q
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 v~3B:k:?l
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 ml0.$z
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 v2r&('pV
至此链式操作完美实现。 UJfT!= =U
@vL20O.
fj7|D'c
七. 问题3 Jj~EiA
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。 T9)nQ[
A[IL
H_w
template < typename T1, typename T2 > NjPDX>R\K
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 8dD2
{ fDE%R={!n5
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); C51bc6V
} |7,L`utp
_=ua6}Xp
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: ^;,M}|<h
NN0$}ac p
template < typename T1, typename T2 > Uoya3#4 G
struct result_2 [ EFMu;q
{ D jk C
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; Uz cx6sw
} ; 2%*MW"Q
{oc igR0
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? E$9Ys
这个差事就留给了holder自己。 HEL!GC>#
c_aZ{S
Ol"3a|
template < int Order > MuoF FvAA
class holder; g%F"l2M
template <> ~\x:<)
class holder < 1 > &l$Q^g
{ %ms'n
public : kGpa\c
g1
template < typename T > -jgysBw+Xb
struct result_1 +3s%E{
{ M(#m0xB
typedef T & result; _&K
} ; |KB0P@=a
template < typename T1, typename T2 > :m86
hBE.
struct result_2 U\/5;Txy(
{ yC
77c=
typedef T1 & result; y\N|<+G+
} ; .@
xF6UZ
template < typename T > +("7ZK?
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 4Mk-2 Dx
{ gaA<}Tp,
return (T & )r; s9dO,FMs0t
} `1{N=!U(&
template < typename T1, typename T2 > vvUSeG\n#j
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const E_KCNn-f
{ UAR5^
return (T1 & )r1; ycFio ,
} GgaTn!mJt
} ; Dnc(l(
rc+C?)S
template <> =rdY
@
class holder < 2 > 1&fc1uYB4
{ 3=-4%%[M@
public : G-9iowS/A
template < typename T > l5l>d62
struct result_1 SIBoCs5
{
eEhr140
typedef T & result; G=;k=oX(
} ; ?"?6,;F(4
template < typename T1, typename T2 > Z3[S]jC
struct result_2 Y#!h9F
{ 4f(Kt,0
typedef T2 & result; .]aF
1}AI
} ; Hw#d_P:
template < typename T > @HZKc\1
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const uKgZ$-'
{ XZw6Xtn
return (T & )r; JdZ+Hp3.
} P0`Mdk371
template < typename T1, typename T2 > Y(.OF
Q
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 6<K6Y5<6
{ (KvROV);
return (T2 & )r2; ~=R SKyzt
} ]*7Y~dO
} ; EUsI%p
(C]o,7cYS
6_N(;6kx(
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 1-RIN}CSd
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Kscd}f)yx?
首先 assignment::operator(int, int)被调用: EGl^!.'
"UwH\T4I
return l(i, j) = r(i, j); bQ|V!mrN}
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 1s1=rZ!
5U_H>oD
return ( int & )i; <0S=,!
return ( int & )j; S*AERm
最后执行i = j; Lg"C ]
可见,参数被正确的选择了。 7)h[Zy,A
?f/n0U4w
fib}b?vk
3>
/K0N|$
!|c|o*t{
八. 中期总结 +2 Af&~T
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: _)]CzBRq\6
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 !x'/9^i~v
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 1~$);US
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor G%d
(
ioPUUUb)
yoAfc
BB|?1"neg
#p[',$cC
ah~YeJp
九. 简化 ,^icPQSwc
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。 6"dD2WV/
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 @3kKJ
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: V`@>MOw^d
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 O{ /q-~_
+-*/&|^等 JI vo_7{
2. 返回引用。 H4]Ul
eU
=,各种复合赋值等 OT&k.!=
3. 返回固定类型。 |>z3E z
各种逻辑/比较操作符(返回bool) G9JAcO1
4. 原样返回。 (rg;IXAq%
operator, ,]b~t0|B
5. 返回解引用的类型。 vX ] Gf4,
operator*(单目) ytNO*XoR
6. 返回地址。 &>H!}"Yk
operator&(单目) !Ra*)b"
7. 下表访问返回类型。 }`+B=h-dW
operator[] ``E/m<r:$
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 }<'5 z
qS
operator<<和operator>> Ks}Xgc\
,-z9 #t
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。 KF4PJi;*
例如针对第一条,我们实现一个policy类: z5TuGYb<
%6_AM
template < typename Left > "n*~Mj Ny
struct value_return +Jr|z\
{ p<:!)kt
template < typename T > 3MRc4UlB
struct result_1 Y3O#Q)-j$
{ -kbg\,PW
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; [LRLJ_~g5
} ; awz;z?~
.H,xle
template < typename T1, typename T2 > 8zMu7,E
struct result_2 IT$25ZF
{ \}]!)}G
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; )XWP\
h
} ; |.wEm;Bz
} ; H'HSD,>(
U#U]Pt
SB)5@
nmS
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ^i:B+
rl
VcoOeAKL
下面我们来剥离functor中的operator() *_ ?dVhxf
首先operator里面的代码全是下面的形式: 0:b2(^]bg
RVeEkv[qp
return l(t) op r(t) _/O25% l
return l(t1, t2) op r(t1, t2) +k`!QM>e-
return op l(t) vv=VRhwF
return op l(t1, t2) `UBYp p
return l(t) op 1T[et-
return l(t1, t2) op &d|r~NhP
return l(t)[r(t)] (64yg
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] <ZB1Vi9}8
-I=l8m6L
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: !>1@HH?I\/
单目: return f(l(t), r(t)); E4hLtc^
+
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 5<w g8y
双目: return f(l(t)); 9*a=iL*Nw
return f(l(t1, t2)); h9eMcCU
下面就是f的实现,以operator/为例 5ls6t{Ci
p QizJ6
struct meta_divide __.+s32SS$
{ 4^URX>nx8
template < typename T1, typename T2 > QVtQx>K`
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) a1@Y3MQ;i
{ %HJK;
return t1 / t2; NC38fiH_N
} 7.`fJf?
} ; db6mfxi
1/"WD?a
这个工作可以让宏来做: rdJR 2
s-v
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ H*)NLp
template < typename T1, typename T2 > \ ^#sU*trr
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; !/wtYI-`
以后可以直接用 7a~X:#
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) h2D>;k
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 %VnbmoO
(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。。。)
>FkWH7
R2
V4#
Bi{$@n&?f
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 (P$H<FtH
Gy(=706
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 87YyDWTn
class unary_op : public Rettype )+6MK(<"
{ ->V<DZK
Left l; y`=]T>X&x
public : S;-
LIv
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ctGL-kp
rh^mJUh
template < typename T > r3PT1'P?L
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const cMOyo<F#^=
{ LSRk7'0
return FuncType::execute(l(t)); o !U
6?
} }B1!gz$YNO
,l)^Ft`5
template < typename T1, typename T2 > 1.6:#
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 1aTB%F
{ :*KHx|Q
return FuncType::execute(l(t1, t2)); L'kmNVvYN
} P ! _rEV
} ; ;&)-;l7M
WILMH`
>=-(UA
同样还可以申明一个binary_op hr)B[<9
Bf8jPa/
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > v%iflCK
class binary_op : public Rettype \:UIc*S
{ @qYp>|AF
Left l; [;J>bi;3N
Right r; @
rc{SB
public : %B.yW`,X
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} %xyou:~0zs
K9up:.{QQ
template < typename T > Qr{E[6
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ]@u6HH~^
{ RtM8yar+sn
return FuncType::execute(l(t), r(t)); EU+S^SyZi
} =aTv! 8</
A nX%[W "
template < typename T1, typename T2 > |mw.qI|
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const =UfsL%
{ k5kxQhPf
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); |0f>aZ
} r<d_[?1N
} ; jIyB
~S,,w1`
#^ A*
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
c$yk s
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 CTZ8Da^
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) O*FUTZd( J
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。 "[ZB+-|[0
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! /x
p|
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。。。 }xh$T'M8
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 oc >{?.^
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) ,1+y/{S
下面是修改过的unary_op 5lUF7:A>#
)O@]uY
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 9~/J35
class unary_op <"my^
{ R[hzMU}KB
Left l; 4J/}]Dr5
7\ s"o&G
public : LAS'u"c|
2so!
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 8b;1FQ'
f@|A[>"V
template < typename T > J`].:IOh
struct result_1 oUQ,61H
{ ^Xq 6:
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; TI,&!E?;
} ; FwkuC09tI
HOJs[mqB%
template < typename T1, typename T2 > `3WFjU5a
struct result_2 P"8~$ P#
{ kr9*,E9cv
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; %|q>pin2
} ; sl`s_$J
~ls[Sl@
template < typename T1, typename T2 > !u[eaLxV
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const +b3RkkC
{ 1e{IC=
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ,NyY>~+
} {CGUL|y
_C*fs<#
template < typename T > @] DVD
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const }o?AP vd
{ S79;^X
return OpClass::execute(lt(t)); eoG$.M"
} |Sy<@oq
Pama#6?OPh
} ; qGB{7-r u
iW%I|&
H2jgO?l;!
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 nG'&ZjA
好啦,现在才真正完美了。 Rnr(g;2
现在在picker里面就可以这么添加了: Q/(K$6]j
lvBx\e;7P
template < typename Right > ?R$F)g7<
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const qzKdQ&vO
{ 2db3I:;E
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ZQ%'`q\c
} 8m\7*l^D:
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。 0uOkMuy<
rrBsb -
xSsa(b
--HZX
H Y&DmE
十. bind [S9K6%w_!
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。 ;5S9y7[i|
先来分析一下一段例子 BW}U%B^.
qG?Qc (
-w}]fb2Q>
int foo( int x, int y) { return x - y;} C'.L20qW
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 Bn#?zI
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 j7$e28|_n
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。
!sQY&*
我们来写个简单的。 ZojIR\F^
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ff,pvk8N5
对于函数对象类的版本: _VRpI)mu
Vt %bI0#
template < typename Func > l1OE!W W
struct functor_trait P2BWuhF
{ +./H6!
typedef typename Func::result_type result_type; e,vvzso
} ; 1PQ~jfGi
对于无参数函数的版本: nYR#
Wz49i9e+d
template < typename Ret > [q)8N
struct functor_trait < Ret ( * )() >
-:Da&V
{ 0WZ_7C?
typedef Ret result_type; -Ta9 pxZk
} ; 8dZSi
对于单参数函数的版本: LsqA**=
iNtaDX|%/
template < typename Ret, typename V1 > *'.|9W
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > `scR*]f1+
{ #~}nFY.
typedef Ret result_type; Wuc S:8#|
} ; ZM!CaR
对于双参数函数的版本: 9kN}c<o
B(LWdap~
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > y&q*maa[
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > Fq~yL!#!
{ ,Ys %:>?
typedef Ret result_type; ZRh~`yy
} ; =9'RM>
等等。。。 F\JM\{&F
然后我们就可以仿照value_return写一个policy #>b3"[ |
;f0I
8i,JN
template < typename Func > "pi=$/RD9
struct func_return ]HKQDc'
{ c}Ft^Il
template < typename T > OE_XCZ!5P
struct result_1 ?26I,:;
{ Q('r<v96
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; `5cKA;j>b
} ; |oH,
#%a;"w
template < typename T1, typename T2 > D.B.7-_8
struct result_2 s@&`f{
{ rdl;M>0@
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; y I HXg#
} ; AK,J 7
} ; 4IB9,?p
p `8s
0bceI
最后一个单参数binder就很容易写出来了 .0S~872
Uol|9F
template < typename Func, typename aPicker > B:b5UD
class binder_1 \\r)Ue]
{ 2Nu=/tMN
Func fn; "Gfh ,e
aPicker pk; q+H%)kF
public : 6]V4muz#c
bU>U14ix<
template < typename T > *g:4e3Iy
struct result_1 Fsmycr!R
{ E
]A#Uy
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; RkH W
} ; x[wq]q#*
fM]+SMZy
template < typename T1, typename T2 > @K\~O__
struct result_2 q}`${3qQ3
{ nW PF6V>
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; _GXk0Ia3`
} ; j~2{lCT
5gb|w\N>
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} v~f HYa>
A;;fACF8e
template < typename T > 7]U"Z*
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const [;r)9mh7
{ |'.*K]Yp
return fn(pk(t)); 1Ce@*XBU
} yQ_B)b
template < typename T1, typename T2 > 2KB\1&