一. 什么是Lambda FbM5Bqv
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 1TQ$(bI
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, @`.u"@
zs"AYxr
\| >eG u
ioi
class filler @\l>
<R9V
{ %Z{J=
public : (P#2Am$
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} [/uKo13
} ; :e@JESlLf
z% /ww7H
0h shHv-
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: 0]oQ08
H[N&Wiq/|
,f?#i%EF&
3n:<oOV
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 1]>KuXd
r
c0G/irK
u
F*cS&'Z
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 vWkKNB
z~
u@N9M
4\ OELU
C-Fp)Zs{0
二. 战前分析 .hJ8K#r
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。 2FVKgyV
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 8e\v5K9
<Ab:yD`K!
$m=z87hX
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); @J<B^_+Se
/* --------------------------------------------- */ <dYk|5AdLF
vector < int *> vp( 10 ); >Au<y,Tw
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); hE6tu'
/* --------------------------------------------- */ }"&(sYQ*`
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); x b0+4w|
/* --------------------------------------------- */ Awh"SUOh0
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); ai`:HhE
/* --------------------------------------------- */ {H+?DMh
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); nIi_4=Z
/* --------------------------------------------- */ 'j)eqoj
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); 4a @iR2e
Y+j KP*ri
p 5o;Rvr
O(~Vvoq
看了之后,我们可以思考一些问题: G2^DukK.
1._1, _2是什么? =5|5j!i=q
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 (;j7{(
2._1 = 1是在做什么? qJ/C*Wqic
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 ZkIQ-;wx
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 m5p~>]}fYF
;?o C=c
>gSerDH8\
三. 动工 P&tK}Se^V
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: W^N"y&
I>5@s;
#CS>A#Lk
LX fiSM{o
template < typename T > JgB# EoF
class assignment 'AAY!{>
{ w?tKL0c
T value; vvM)Rb,
public : yn#h$o<
assignment( const T & v) : value(v) {} =e;wEf%`
template < typename T2 > :z\f.+MI
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } O%&@WrFq
} ; _'7/99]4g}
oSl>%}
*mQit/k.
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 >&&xJ5
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment +mA=%?l
Rpk`fxAO
Y2X1!Em>B
mvgm o
class holder h2%:;phH
{ 88>Uu!M=f
public : >>$|,Q-.
template < typename T > Ln_l>X6j51
assignment < T > operator = ( const T & t) const T,uIA]
{ hQm4R]a
return assignment < T > (t); #& wgsGV8C
} \Wc/kY3&
} ; rl%Kn^JJ~
XX-T",
'D&G~$
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: C.E>)
WQpJd7
static holder _1; GX)QIe~;qJ
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 W6O.E
9@Sb! 9h
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 2NknC>9(\
而不用手动写一个函数对象。 =BS'oBn^6
$-]setdY
udGGDH
Z]TVH8%|k
四. 问题分析 XyphQ}\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。 6B/"M-YME
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。 {,FeNf46
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 0NtsFPO
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 f*vk1dS:*3
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ?0NSjK5ma
Sqf.#}u<=
五. 问题1:一致性 0juIkN#
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?| `^-Be
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 1K9?a;.
s| r7DdI
struct holder $pfe2(8
{ \a2oM$PX
// 0~b6wuFl
template < typename T > ]8>UII ,US
T & operator ()( const T & r) const ,,_K/='m
{ +Z&&H'xD
return (T & )r; UT<bv}(J
} $lAb6e$n
} ; $a*Q).^
(l8r>V
这样的话assignment也必须相应改动: *7;*@H*jd
1+tt'
template < typename Left, typename Right > qm8n7Z/
class assignment 60%~+oHi~
{ L+rySP
Left l; wu!_BCIy
Right r; 8+|V!q
public : Gx_`|I{P
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 3b)T}g
template < typename T2 > zg Y*|{4Sl
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } ;=VK_3"
} ; _2X6bIE
<fsn2[V:B%
同时,holder的operator=也需要改动: Sd$]b>b4O
XBWSO@M'
template < typename T > Hv gK_'
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const ok%a|Zz+]
{ 7! b)'W?
return assignment < holder, T > ( * this , t); @z$pPo0fW
} yp2 'KES>
"o# )vA`
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 wdcryejCkr
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 JIbzh?$aD
.A"T086
return l(rhs) = r; 1Q&WoJLfR
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。 \LoSUl
i
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: f-v ND'@
Y6<0%
template < typename Tp > jU4)zN/`r
class constant_t r6`^>c
{ )_Xxk_
const Tp t; fv j5[Q
public : Ro'4/{}+
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} "Yfr"1RmO
template < typename T > g?A5'o&Yu
const Tp & operator ()( const T & r) const $~G0#JL
{ k$0|^GL8
return t; LF9aw4:>Ou
} CdzkMVH
} ; U8WHE=Kk\h
!|Xl 8lV`
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ?`T6CRZhr
下面就可以修改holder的operator=了 r>Qyc
=Y]'5cn{
template < typename T > 59Tg"3xB<
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const $ gr6
{ ek(kY6x:
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); @ yg|OA}
} zqvRkMWc M
,Y g5X
同时也要修改assignment的operator() s`Be#v
FU]8.)`G
template < typename T2 > -n=$[-w
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } "9U+h2#]
现在代码看起来就很一致了。 u"#6_-0y
Y @XkqvX
六. 问题2:链式操作 MfNpQ: ]c\
现在让我们来看看如何处理链式操作。 z,}c?BP
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 Pghva*&
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 P^K?E
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 !!-}ttFA
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct Z0()pT
n!kk~65|
template < typename T > kO..~@aY
struct result_1 [D<RV3x9
{ KlVi4.]
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; (E"&UC[
} ; ]HJ{dcF
gJ FR1
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: XI@6a9Uk
5eiZs
template < typename T > 1qm/{>a-
struct ref *2 qh3
{ (aDb^(]>
typedef T & reference; Wz6]*P`qv
} ; B^8ZoF
template < typename T > 3:]{(@J
struct ref < T &> zmy4tsmX
{ 7gVh!rm
typedef T & reference; w|!YoMk+o
} ;
K;<NBnH
pY{; Yn&t
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: (xk.NZnF
L\/u}]dPQ
template < typename T > (TT3(|v
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const L?=#*4t
{ 4c5^7";P
return l(t) = r(t); fs2mN1
} b{~fVil$y
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。 GN:Ru|n
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ewb*?In
NqiB8hZ~
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 M(n<Iu4^_
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: i_|9<7a
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ;yk9(wea}"
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 XAjd
%Xv<
最后的布局是: WW@JVZxK
Add .+{nA}Bc
/ \ 6V'wQqJ
Divide 5 fkdf~Vb
/ \ ~v.jZ/h
_1 3 #5'c\\?Q
似乎一切都解决了?不。 8q_1(& O
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。 lTa1pp
Zw
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。 I#i?**
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: XHWh'G9
9b?i
G
template < typename Right > .yZK.[x4
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const DY)D(f/&3
Right & rt) const |$YyjYK
{ `)rg|~#k
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); WuBmdjZ
} 17e=GL
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 mZ`1JO9
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 .i
MnWW
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 \BN|?r$a
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。 ?RZq =5Um&
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。 "nVK< V d
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? 5gO /-Zj
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: x^zdTMNhw
N YCj; ,V
template < class Action > mG0L !5
class picker : public Action /m97CC#+
{ u8|@|t
public : 4uFIpS|rq
picker( const Action & act) : Action(act) {} K|`+C1!
// all the operator overloaded a`DWpc~
} ; +#0~:&!9
ksTzXG8
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。 `Ac:f5a
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: BTOA &Ag
/rqqC(1
template < typename Right > U$A/bEhw
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const [ }{w
{ <#zwKTmK1
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); $"/UK3|d
} B,4q>KQA
aD+0\I[x
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > k}X[u8A
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 :*#rRQ>t
_Q>
"\_,
template < typename T > struct picker_maker pQqbZ3]
{ {W-5:~?"
typedef picker < constant_t < T > > result; l(gJLjTH%
} ; DUqJ y*F(
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > Y=9qJ`q
{ " <qEXX
typedef picker < T > result; mU50pM~/i
} ; ;{Xy`{Cg!
Jff 79)f
下面总的结构就有了: h(_P9E[g
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 *vb ^N0P
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 X R4 )z
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 d`85P+Qen|
至此链式操作完美实现。 +yCTH
%06vgjOa (
MvBD@`&7
七. 问题3 21ViHV
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 *
flW L
V>B'+b+<
template < typename T1, typename T2 > \9'!"-i
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const WK*S4c
{ YwGHG{?e
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); mGO>""<:
} ujx@@N
+tIz[+u
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: 3524m#4&@
<FQFv
IKg
template < typename T1, typename T2 > _PV*lK=
struct result_2 _|X7
n~
{ 4#_$@ r
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; )%qtE34`
} ;
#I;D
%&tb9_T)d
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? Rjq a_hxrS
这个差事就留给了holder自己。 {\EOo-&A
p0Gk j-
ck$M(^)l
template < int Order > Ib6(Bp9.L
class holder; srK53vKMHW
template <> -TTs.O8P|<
class holder < 1 > {OCJ(^8i
{ vr 4O8#
public : doM?8C#`
template < typename T > 4%J|D cY2
struct result_1 f TO+ZTRqf
{ IC/Q
typedef T & result; ' S ,2
} ; w.uK?A>W,
template < typename T1, typename T2 > U(*yL-
struct result_2 %'0&ElQ
{ ybE[B}pOeZ
typedef T1 & result; Pw{"_g
} ; 3;l "=#5
template < typename T > SO3cY#i
z"
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 6G}c1nWU
{ .,M;huRg
return (T & )r; AF$\WWrB
} /H)Br~ l
template < typename T1, typename T2 > kiX%3(
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const .$0Pr%0pWI
{ $;`I,k$0>~
return (T1 & )r1; mxp Y&Y
} p411 `]Zf
} ; Ri @`a
7@l<?
(
template <> :gf;}
class holder < 2 > O%g\B8;
{ S-!=NX&C
public : CGZ^hoh/
template < typename T > >DP:GcTG
struct result_1 {/|qjkT&W
{ g5Td("&n
typedef T & result; 4pPI'd&/7
} ; d!V$Y}n
template < typename T1, typename T2 > N4wA#\-
struct result_2 B+"g2Y
{ mCdgKr|n
typedef T2 & result; 9$RIH\*
} ; 1'O0`Me>#
template < typename T > cp%ii'
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const $Q/Ya@o
{ nIBFk?)6
return (T & )r; *||d\peQ
} c!wtf,F
template < typename T1, typename T2 > y LM"+.?pL
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const _Y!sVJ){,c
{ _~M^ uW^l
return (T2 & )r2; W)4QOS&
} SlaDt
} ; Qf@iU%G
WG5W0T_
>|*yh~
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 DDeE(E
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: #/
"+
首先 assignment::operator(int, int)被调用: |vu>;*K
cdTsRS;E
return l(i, j) = r(i, j); 926Tl
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) JhX=l-?
!'0S0a8
return ( int & )i; DtF}QvA
return ( int & )j; o6L9UdT
最后执行i = j; zoZH[a`H
可见,参数被正确的选择了。 ZjVWxQ
}roG(
b,<9
KnzsHli,~k
Em^(
八. 中期总结 lA;a
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: ?c#$dc"
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 76H!)={
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 (^n*Am;zlH
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor thW<
:&w{\-0{
h(' )"
+j[oE I`e
ycr"Y|
cQUC.TZ_
九. 简化 %2l7Hmp4H
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。 *xs!5|n+
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 !GK$[9
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: I+;-p]~
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 <{J5W6
+-*/&|^等 aT!;{+
2. 返回引用。 GWP dv
=,各种复合赋值等 R;}22s
3. 返回固定类型。 +K$NAT
各种逻辑/比较操作符(返回bool) [L~@uAMw:
4. 原样返回。 x?yD=Mq_
operator, & >JDPB?5
5. 返回解引用的类型。 W/+K9S25
operator*(单目) o>lmst%<
6. 返回地址。 !Pj/7JC0
operator&(单目) Tpr tE.mP
7. 下表访问返回类型。 KEr\nKT1
operator[] NPjv)TN}3
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 O#kq^C}
operator<<和operator>> E~hzh /,34
4)1;0,tlG
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。 (ywo
a
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ^U q
wts:65~
template < typename Left > O8u3y
struct value_return p@Q5b}xCG_
{ |M~ON=
template < typename T > 7C,T&g
1:
struct result_1 cu7(.
{ Ug"rJMZG
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; HgRwiIt
} ; /Z%>ArAx
+a+`Z>
template < typename T1, typename T2 > N2,D:m\
struct result_2 ) g1a'G
{ TH1B#Y#<J
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; <:;^'x>!
} ; edC4BHE
} ; ]s1 YaNq
w
YNloU
B|{I:[
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait &xSa7FY
Qvoqx>2p5
下面我们来剥离functor中的operator() !.X.tc
首先operator里面的代码全是下面的形式: oduDA:
e$/B_o7(
return l(t) op r(t) lhLGG
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 2%UBwSiqR
return op l(t) `)>7)={
return op l(t1, t2) fP-|+TyO
return l(t) op ' [0AHM
return l(t1, t2) op CnF |LTi
return l(t)[r(t)] m6n!rRQ^U
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] `iG,H[t+j
}ZOFYu0f
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: Bx~[F
单目: return f(l(t), r(t)); NYB[Zyp
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); }=}>9DSM
双目: return f(l(t)); P&A|PY,P
return f(l(t1, t2)); kJK,6mN
下面就是f的实现,以operator/为例 &XLD S=j
y9HK |
struct meta_divide Cpl;vQ
{ TYgQJW?
template < typename T1, typename T2 > quu*xJ;Ci
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) '` CspY
{
:Ao!ls'=
return t1 / t2; E@)\Lc~
} 3tS~:6-/
} ; W0`Gc
{
]dPZ .r
这个工作可以让宏来做: hZ\+FOx;
b!>\2DlyJ
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ Vy)hDa[&
template < typename T1, typename T2 > \ \k8rxW
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ^U7OMl4Usq
以后可以直接用 S[:xqzyDg
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) gQWd&)'muf
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 Pt< s* (
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) <g2_6C\j
[THG4582oB
6gO9 MQY
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 vq'c@yw;
V L( <
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > F1azZ(
class unary_op : public Rettype V~{
_3YY
{ 3yS
Left l; bMoAD.}
public : 5"Kx9n|
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ,2[ra9n
[\ )Ge
template < typename T > @]CF&: P A
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const N1EezC'^
{ dx_6X!=.J
return FuncType::execute(l(t)); Zy"=y+e!E;
} -C7 FuD[Xw
S4NL "m
template < typename T1, typename T2 > J QKdW
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const zzpZ19"`1
{ Xo5$X7m
return FuncType::execute(l(t1, t2)); F
8yF
} WPuz]Ty
} ; M++0zhS
ilLBCS}
tl8O6`<Z
同样还可以申明一个binary_op 3C>qh{z"
#G^A-yjn
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > CX/(o]
class binary_op : public Rettype g;p)n
{ =odkz}bU
Left l; H.
,;-
Right r; PK6iY7Qp)
public : ^y.UbI
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Qu*1g(el!o
_cqy`p@"
template < typename T > !R{R??
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const b}z`BRCc
{ \|=mD}N
return FuncType::execute(l(t), r(t)); 3 pWM~(#>-
} PBqy F
pgc3jP!
template < typename T1, typename T2 > O_,O,1
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ;6;H*Y0,|E
{ Wsz0yHD[`
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); *dE^-dm#
} @uleyB
} ; Nud,\mXrY[
eb:A1f4L
xN->cA$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 rs8\)\z
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ^JeMuU
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) |^n3{m
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。 JNU/`JN9f
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! /MTf0^9
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。。。 Q4'C;<\@(Q
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 }7/e8 O2
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) c$M%G)P
下面是修改过的unary_op -E>)j\{PX7
-AD2I {C
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > >l1r,/\\
class unary_op S q@H
{ 7}
O;FX+x
Left l; laREjN/\`
o+?@5zw-&
public : 4iX-( ir,
t 0O4GcAN
unary_op( const Left & l) : l(l) {} y;`eDS'0.N
W
Ox_y,
template < typename T > '5.\#=S 1
struct result_1 7XAvd-
{ @PkJY
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ~9M!)\~
} ; MgJ5B(c
v548ysE)
template < typename T1, typename T2 > 8e:vWgQpL
struct result_2 pO/%N94s
{ __N.#c/l{
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; bH9Le
} ; T 1Cs>#)
$Xf (^K
template < typename T1, typename T2 > f6ZZ}lwaV
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const F'W>
8
{ EA0iYzV
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); Gp2!xKgm
} >M4"|W U_
?S`>>^
template < typename T > <0j{ $.
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const O.\h'3C
{ YMzBAf
return OpClass::execute(lt(t)); /&s}<BMHU
}
H!eh
J$[
y:so
L:(F
} ; h}Ygb-uZ
X#J6Umutm
vA>W9OI
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 v*TeTA
%
好啦,现在才真正完美了。 {*xBm#
现在在picker里面就可以这么添加了: r_o<SH
qo;)X0N
template < typename Right > SGf9U^ds
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const &YX6"S_B
{ :JV\){P
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); g9V.13k
} TmP8q
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。 7'.s7&
'7
eE3-t/=
htHv&
[m#NfA:h,
]N}]d
+^6
十. bind [j0w\{
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。 &oN/_7y
先来分析一下一段例子 'lQYJ0
$
I<|-]u
%V_eJC""?
int foo( int x, int y) { return x - y;} mxL;;-
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 ua#K>sur.
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 otnV-7)@
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。 chLeq
我们来写个简单的。 G8P+A1
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: ~e^)q>Lb7(
对于函数对象类的版本: 3+ asP&n
2oB?Dn
template < typename Func > BE4\U_]a3
struct functor_trait 3^ ~Zj95M
{ Q\WXi
typedef typename Func::result_type result_type; x]'H jTqX
} ; f\'G`4e
对于无参数函数的版本: ~XQ$aRl&
2IzfP;V?
template < typename Ret > Fwv\ pJ}$
struct functor_trait < Ret ( * )() > ;tr)=)q&
{ %8<2>
typedef Ret result_type; 9:\A7 =
} ; ZbyG*5iq
对于单参数函数的版本: BvJ\x)
8bGD
template < typename Ret, typename V1 > j4vB`Gr]
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Nuq(4Yf1W
{ s((b"{fFb
typedef Ret result_type; Rk{$S"8S_
} ; +gNX7xuY
对于双参数函数的版本: )<Ob
o@',YF>OQ
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 'A1E^rl]=
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > |rFJ*.nD
{ X&,N}9>B
typedef Ret result_type; v?{vg?vI
} ; wOM<XhZ
等等。。。 oFn4%S:
然后我们就可以仿照value_return写一个policy wRj~Qv~E
^@Y9!G=
template < typename Func > 'N|2vbi<
struct func_return w&9F>`VET
{ k3/4Bt G/
template < typename T > ~Ji>[#W
K
struct result_1 NC;T( @
{ ID+,[TM`
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Q>V?w gZ
} ; wNbTM.@
i(z+a6^@|
template < typename T1, typename T2 > jigbeHRy
struct result_2 z(jU|va{_1
{ j}"]s/= 6
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; % hNn%Oy:E
} ; ud.poh~|
} ; G1A$PR
HoMQt3C
H]U"+52h
最后一个单参数binder就很容易写出来了 e5FCqNip'
;g6 nHek
template < typename Func, typename aPicker > x}uwWfe 3
class binder_1 l(.7t'
{ )!BB/'DRQ
Func fn; l;XUh9RF`A
aPicker pk; CCC4(v
public : 7%W!k zp>
,I("x2
template < typename T > Lax9
"xI
struct result_1 KX]-ll
{ Ni&,g
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; [;)~nPjI
} ; kWI]fZ_n
CzK%x?~]
template < typename T1, typename T2 > LPsh?Ca?N
struct result_2 K,Lr+
{ $h C~af6
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Mf!owpW
T
} ; \XZU'JIO
SB5@\^
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} >:="?'N5l!
w;@`Yi.WQ
template < typename T > h<t<]i'
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const dP$y>%cB
{ # Lu4OSM+
return fn(pk(t)); KB$ vQ@N
} NHst7$Y<
template < typename T1, typename T2 > r9U[-CX:"
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const wI|bBfd(
{ 6,sRavs
return fn(pk(t1, t2)); DK2c]i^|=
} lsTe*Od
} ; J$o[$G_Z
Ut0qrkqF
FZ;YvdX6
一目了然不是么? / nC$?w
最后实现bind g;|
n8]
aTmX!!
',v0vyO8
template < typename Func, typename aPicker > M$DwQ}Z
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) Py( w T%w
{ pZNlcB[Qn-
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ?#');`
} &@Ji+
#)IdJ]
2个以上参数的bind可以同理实现。 4c493QOd
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 fh/)di
6"#Tvj~-8
十一. phoenix |qFN~ !
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: ]kU~#WT
pJ<)intcbE
for_each(v.begin(), v.end(), r)*_,Fo|
( tFb|y+
do_ i1kh@s~8UC
[ O;.d4pO(tC
cout << _1 << " , " `qQQQ.K7)z
] ?L.p9o-S0
.while_( -- _1), [NR0] #h
cout << var( " \n " ) 6Wcn(h8%*
) O>{t}6o
); OmQuAG
^\x
`s]zk {x
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: *8(t y%5F0
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor *AJezhR
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 iz$v8;w
那么我们就照着这个思路来实现吧: n,R[O_9u[
h_}BmJ h_
=h1 QN
template < typename Cond, typename Actor > ce-m)o/
class do_while m78MWz]Yo
{ w Lg:YM"
Cond cd; kgib$t_7
Actor act; 3]5&&=#
public : #gr+%=S'6C
template < typename T >
\1c`)
struct result_1 =Am*$wGI
{ bU@>1>b6lE
typedef int result_type; Q{)F$]w
} ; ]f+D& qZ B
Hr64M0V3B
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} ag*Hs<gi
&bRxy`ZH
template < typename T > azATKH+j
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const f%{ ag
{ rSFXchD/
do t,as{.H{h
{ 9jJ/ RX p
act(t); hghto
\G5Y
} ^#6%*(D
while (cd(t)); `W;cft4
return 0 ; \Q
BpgMi(
} 8Nl|\3nl-
} ; 3qwYicq,
`0i}}Zo
xWI 0s;k
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). DcvmeGl
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。 R<