一. 什么是Lambda Rcc9Tx(zvQ
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 fl9`Mgu
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, Iw~R@,
58V`I5_
<Y:{>=
Nu/wjx$b
class filler B/0Xqyu
{ =+DfIO
public : #p*D.We
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} DS%~'S
} ; n
9PYZxy
0*]n#+=
x+EkL3{
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: Je5}Z.3m
u5;;s@{Ye4
k#liYw I
O`K2mt\%
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); Gh>&+UA'$1
z{`K_s%5
JuQwZ]3ed
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 _wH>h$E
VkdGGY
VddHK
/W9(}Id6
二. 战前分析 R-LMV
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。 ( RO-~-
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 70Jx[3vr
jVi>9[rz
oq${}n <
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 3>M%?d
/* --------------------------------------------- */ B\S}*IE
vector < int *> vp( 10 ); =HMa<"-8
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 2,aH1Xbex
/* --------------------------------------------- */ /s*.:cdH
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); e`n+U-)z
/* --------------------------------------------- */ _Z7`tUS-j
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); txE=AOY5
/* --------------------------------------------- */ t.y-b`v
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); :^7>kJ5?
/* --------------------------------------------- */ ttOk6-
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); G?kK:eV
=' uePM")
7-:R{&3Lm:
l^F ?^kP
看了之后,我们可以思考一些问题: dq,j?~ _}
1._1, _2是什么? Yw] 7@
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 v{d$DZUs
2._1 = 1是在做什么? Ps!umV
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。 TZ&X0x8
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。 6_,JW{#"
0civXZgj
Y<L35
?
三. 动工 L4,b ThSG
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: HS[($
m8@&-,T
!iO2yp
$Nd,6w*`
template < typename T >
?iZ2sRWR6
class assignment mG"xo^1_H
{ %UAF~2]g
T value; m _cRK}>
public : 28k=@k^q
assignment( const T & v) : value(v) {} CP~mKmMV
template < typename T2 > &&nbdu
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } Ve2{;`t
} ; jp_|pC'
p^CTHk_|
#x;,RPw5
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 />Q}0Hg
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment \yl|*h3
@-}*cQ4u?
!_vxbfZO
SE'!j]6jI
class holder Z\?2"4H
{ N_IKH)
public : Cb1w8l0
template < typename T > LH)XD[
assignment < T > operator = ( const T & t) const I)tiXcJw
{ ]?pQu '-(
return assignment < T > (t); (`S^6-^
} ia7<AwV
} ; m8ts!6C
vfc:ok 1
s3HVX'
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: -8xf}v~u
Wl |5EY
static holder _1; y{S8?$dU$:
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 d2V X\
V\o7KF
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); V:$+$"|
而不用手动写一个函数对象。 RFMPh<Ac
=e4 r=I
|~r-VV(=
T5
(|{-
四. 问题分析 @^A5{qQ\
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 #obRr#8
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 z%OKv[/N
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 @^xtxtjzux
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 4);_f
下面我们可以对这几个问题进行分析。 %8,$ILN
" !~o
五. 问题1:一致性 &E_a0*)e
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?| 0^lWy+
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 CmZayV
L.Qz29\
struct holder +{1.kb
Zq
{ I |U'@E
// CZ<T@k
template < typename T > gxN>q4z
T & operator ()( const T & r) const L-T,[;bl
{ DcW?L^Mst
return (T & )r; <.Ws; HN}
} HwFX,?
} ; cg.{oM wa
`
y\)X
C7
这样的话assignment也必须相应改动: hW~.F
Ttt'X<9
template < typename Left, typename Right > uMJ\
class assignment /]_ t->
{ <7M-?g:vj
Left l; y3zP`^
Right r; Ix5&B6L8
public : /8FmPCp}r
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Ax;=Zh<DAv
template < typename T2 > bC/":+s& p
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } <Dd>- K
} ; 2;8m0+tl
7l D-|yx
同时,holder的operator=也需要改动: ?13qDD:
0B}4$STOo[
template < typename T > QO2cTk
m
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const +(W1x
C0
{ FJ:^pROpm
return assignment < holder, T > ( * this , t); w&q[%(G_
} !sb r!Qt
UFG_ZoD+
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 uu9M}]mDl
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 # ]7Lieh[5
"8xAe0-4
return l(rhs) = r; kAki9a(=!
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 D|N4X`T`
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
.Q{RTp
SIe!=F[
template < typename Tp > |eqBCZn
class constant_t \D7bTn
{ qqrjI.
const Tp t; V'Gal`
public : E>!=~ 7.
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Y`;}w}EcgR
template < typename T > F5h/>
const Tp & operator ()( const T & r) const FSIiw#xzH
{ 5(3O/C{?~
return t; "& ,ov#
} IS2cU'
} ; hH %>
p+VU:%.t
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 .ZpOYhk
下面就可以修改holder的operator=了 i%hCV o
WsI`!ez;D
template < typename T > !@xO]Jwv
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
Vy\Vpp
{ > |$]=e,Z
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); l<6u@,%s
} @(3F4Z.i%.
>f(?Mxh2
同时也要修改assignment的operator() k }=<51c
kZ40a\9
Ye
template < typename T2 > Zf'*pp T&q
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } RkF#NCnL;
现在代码看起来就很一致了。 >STtX6h
J|`0GDSn
六. 问题2:链式操作 r|Ui1f5
现在让我们来看看如何处理链式操作。 (}: s[cs
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。 P@{x@9kI
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。 UUah5$Iy
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。 i0vm00oT
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct D(!^$9e9b
p4`1^}f&Ie
template < typename T > G]^[i6PQs
struct result_1 w!.@64-
{ yvAO"43
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; [q<'ty
} ; kv+%
}qNc `8h
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: Gt w>R
$Ome]+0
template < typename T > c8l>OS5i3_
struct ref j4.wd
RK
{ +iVEA(0&$
typedef T & reference; fz&B$1;8
} ; OQVrg2A%(
template < typename T > }9~^}99}
struct ref < T &> 7=!9kk 0
{ RK3 yq$
typedef T & reference; $l7^-SK`E
} ; 64s;EC
AK:cDKBO
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: .E4*>@M5
E5k)~P`|
template < typename T > z _!ut
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const B`*,L\LZ*
{ swKkY`g
return l(t) = r(t); +vBi7#&
} Y
G+|r
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。 Q;M\fBQO}&
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 vQAFg G
^h(wi`i
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 zLI0RI.Pe
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: }z3j7I
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 g'0CYY
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ^D yw(>9
最后的布局是: { e|qQ4~h
Add |VfEp
/ \ 'h>uR|
Divide 5 @/2Kfr
/ \ 9t`;~)o
_1 3 $TQhr#C]
似乎一切都解决了?不。 &!!*xv-z
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 5> k:PKHL
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 @u~S!(7.Wi
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: baxZ>KNi
)*')
template < typename Right > I>c,Bo7
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const k+<945kC
Right & rt) const N8<J'7%
{ )^2eC<t
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); qd`e:s*%
} >lI7]hbIs
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 {SoI;o_>
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 v4$/LUJZp
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。 5]xuU.w'
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。 )uPJ?
2S9
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。 S-Uod y
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? @"@a70WHk
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: .3!Wr*o
9shfy4?k
template < class Action > ]WT@&F
class picker : public Action u9lZHh#V-
{ Fq9YhR
public : Y.:R-|W
picker( const Action & act) : Action(act) {} h2l;xt
// all the operator overloaded ~9X^3.nI
} ; 0;Z|:\P\=
<izQ]\kL
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。 /{M<FVXK+|
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: YQVo7"`%
G6SgVaM
template < typename Right > )rc!irac]
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const <p@Cx
{ @d75X Y Ku
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); |tXA$}"L8
} 4l D$'`
UaT%tv>}8#
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > m[DQ;`Y
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。 rhv~H"qzW
3Ax'v|&Hg
template < typename T > struct picker_maker ]#!uke Q
{ ((y|?Z$
typedef picker < constant_t < T > > result; kA:Y^2X'
} ; !_W:%t)g
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > O
zAIz+`
{ 4kOO3[r
typedef picker < T > result; #-{<d%qk
} ; U,P_bz*)
k.J%rRneN
下面总的结构就有了: [4)Oi-_Y>
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。 b3(*/KgK
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。 `L1,JE`
q
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 P_bB{~$4
至此链式操作完美实现。 z8kO)'
3%WB?kc
Gnc`CyN:H
七. 问题3 Q|y }mC/
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 Psb !Z(
Pt]>AW;i
template < typename T1, typename T2 > K<JzIuf&
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ts]e M1;
{ FU`(mQ*Yd
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); | /.J{=E0K
} 5Qgu:)}
2"/MM2s
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: l#)X/(?;
{UiSa'TR1b
template < typename T1, typename T2 > r(,U{bU<
struct result_2 HC`0Ni1
{ sXLW';Fz
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; >.:+|Br`
} ; n@p]v*
=SDex.ZK]
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? 7h'
C"rH
这个差事就留给了holder自己。 d^=BXCoC
>w,L= z=
>XN[KPTa
template < int Order > 7iB!Uuc
class holder; oO}g~<fYG
template <> [4KQcmJc#
class holder < 1 > ~ |G&cg
{ lg%fjBY
public : Vax g
template < typename T > !-I,Dh-A
struct result_1 DE13x*2
{ I8#2+$Be+@
typedef T & result; e=amh
} ; t}t(fJHY`
template < typename T1, typename T2 > 5eAZfe%H
struct result_2 UmKE]1Yw4r
{ I}$`gUXX8x
typedef T1 & result; '|yx B')
} ; (P>nA3:UXB
template < typename T > *,u3Wm|7
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const cXweg;
{ ,05PYBc3
return (T & )r; y<`5
} LKN7Lkl
template < typename T1, typename T2 > @2(u=E: ^
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const )"x6V""Rb
{ c~|(j \FI
return (T1 & )r1; !Vpi1N\
} .:_'l)-
} ;
3@Ndn
nnlj#
template <> Z[O
hZ 9
class holder < 2 > eqtZU\GI>
{ s.1F=u9a
public : y6 (L=$+B
template < typename T > 4[ uqsJB
struct result_1
e=]SIR()`
{ |mT%IR
typedef T & result; =4TQ*;V:
} ; $v>q'8d
template < typename T1, typename T2 > A;cA|`b
struct result_2 .jRI
$vm
{ 1UQ,V`y
typedef T2 & result; g-3^</_fZ
} ; &YFe"C
template < typename T > >N&{DJmD
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ^}
{r@F
{ *F$@!ByV
return (T & )r; TE`5i~R*
} Va!G4_OT
template < typename T1, typename T2 > ^[hAj>7_8$
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const =OufafZb
{ 7cc^n\c?Y
return (T2 & )r2; -jQ*r$iRE
} hqRC:p#9
} ; 0kJ8H!~u
Y e0,0Fpw
lHiWzt
u
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
9qX$
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Y S3~sA
首先 assignment::operator(int, int)被调用: WZa6*pF
-TD\?Q
return l(i, j) = r(i, j); }L0
[Jo:
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) (bm^R-SbB
bH+NRNI]
return ( int & )i; VQIvu)I
return ( int & )j; [;m@A\F
最后执行i = j; TX)W.2u=
可见,参数被正确的选择了。 dv+Gv7&2/
x,nl PU
LhG\)>Y%
{S0-y
av'DyNW\
八. 中期总结 CU=sQfE
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: D5gj*/"
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 `%YMUBaI
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 |s3;`Nxu7
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor m|NZ093d
u|KjoO
Na@bXcz)
Z?P^Y%ls
jCY~Wc
+~n:*\
九. 简化 9]Jv
>_W*
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。 tE%g)hL-
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 W" =l@}I
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:
$9%F1:u
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 Y:CX RU6eD
+-*/&|^等 l8~(bq1
2. 返回引用。 izSX
=,各种复合赋值等 ~vTwuc\(H
3. 返回固定类型。 l/k-`LeW
各种逻辑/比较操作符(返回bool) )q x;/=D
4. 原样返回。 y)zZ:lyIq
operator, DE.].FD'
5. 返回解引用的类型。 b}TvQ+W]2
operator*(单目) h6k" D4o\
6. 返回地址。 -1Tr!I:1
operator&(单目) AL":j6!OQ
7. 下表访问返回类型。 20I`F>-*
operator[] Cab-:2L]
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 1$RJzHS
operator<<和operator>> J0V m&TY
ILr=<j
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。 1;[KBYUH
例如针对第一条,我们实现一个policy类: +cfcr*
8SpG/gl"
template < typename Left > { <Gyjq
struct value_return pZ8J\4+
{ G:*vV#K
template < typename T > OROvy
struct result_1 $e1.y b%
{ 9(t(sP_
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ;6 @sC[
} ; HGAi2+&
=r+K2]z,L
template < typename T1, typename T2 > RP$u/x"b
struct result_2 N3$1f$`
{ 3li$)S1z
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 3qTr|8`s
} ; t
U}6^yc
} ; )W= O~g
_-BP?'lN
lU
62$2
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait uxyj6(
7c"Csq/]I
下面我们来剥离functor中的operator() R'sNMWM
首先operator里面的代码全是下面的形式: .@): Uh
J4ZHE\
return l(t) op r(t) j7)mC4o:%
return l(t1, t2) op r(t1, t2) %%ouf06.|
return op l(t) z&QfZs
return op l(t1, t2) o/3.U=px~
return l(t) op [.4{s
return l(t1, t2) op e1g3a1tnWl
return l(t)[r(t)] /4O))}TX
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] WowT!0$
$y6 <2w%b
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: 2.WI".&y=
单目: return f(l(t), r(t)); %16Lo<DPm
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); WOZuFS13
双目: return f(l(t)); %|e)s_%XE
return f(l(t1, t2)); -E1-(TS
下面就是f的实现,以operator/为例 nrY)i_\
mhVLlbY|t
struct meta_divide :%&
E58
{ S?CT6moXA
template < typename T1, typename T2 > )!v"(i.5Xo
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) \dJhDR
{ T; tY7;<
return t1 / t2; N&
} 7;|"1H:cmw
} ; keC'/\e
YzjRD:
这个工作可以让宏来做: c #TY3Z|
PS"rXaY
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ?o[h$7`o6
template < typename T1, typename T2 > \ ^2}HF/
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; Ho&:Zs
以后可以直接用 f2[R2sto@
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) q{`1[R
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 oi|N8a2R
(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。。。) y5F+~z}{
KANR=G
hlL$3.]
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 FkrXM!mJ
h,FU5iK|
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > +rU{-`dy9'
class unary_op : public Rettype IDn<5#
{ ;4!H- qZ
Left l; MlYm\x8{M
public : (1|wM+)"
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 8!|vp7/
C W#:'
template < typename T > Hy4;i^Ik <
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const +z nlf-
{ F oC
$X
return FuncType::execute(l(t)); |;NfH|43;
} *-PjcF}Y
e4N d
template < typename T1, typename T2 > ^7\kvW
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const x?o#}:S
{ <qfAW?tF
return FuncType::execute(l(t1, t2)); %W9R08`
} ~<!j]@.
} ; e1a\--
O6NH
w^Y/J4 I0
同样还可以申明一个binary_op ~2\Sn-`
8<"g&+T
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ZeuL*c \
class binary_op : public Rettype -_n Qn
{ VIdKe&,
Left l; msgR"T3'
Right r; o3hgkoF
public : ;Tr,BfV|Bf
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 5e.aTW;U
>BO$tbU5b
template < typename T > |hxiARr4
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const U Buh'?j
{ lXTE#,XVf
return FuncType::execute(l(t), r(t));
YA,~qT|
} lND2Kb
OC*28)
template < typename T1, typename T2 > IrQ.[?C
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const .x%w#
{ h_?`ESI~
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); >I\B_q
} Q&.uL}R
} ; 0zNbux_
@\w}p E
{)"[_<
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 V3ozaVk;
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ]O@iT= *3
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) I3.. Yk%7
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。 uCr& `
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! BJwuN
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。。。 F8Ety^9>9
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 "6\5eFN;
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) z.8 nYL5^}
下面是修改过的unary_op WGn=3(4
$,@}%NlHc
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > g_cED15
class unary_op x3&gB`j-
{ GGEM&0*
Left l; iGhvQmd(/*
pi"M*$
public : AMjr[!44 @
:W, S
unary_op( const Left & l) : l(l) {} PolJo?HZ
{EvT7W
template < typename T > Cg]|x+
struct result_1 KV$&qM.
{ 6=]Gom&S
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Q~nVbj?c2v
} ; ':pDlUA
ns>$
template < typename T1, typename T2 > A
.&c>{B7
struct result_2 w@^J.7h^
{ *@' 'OyL
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; r\Y,*e
} ; S?b&4\:
N_K9H1r
template < typename T1, typename T2 > uQvTir*e
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const .4\I?
{ Y
M:9m)
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 9k ~8n9
} 'r 7[9[
5(ZOm|3ix
template < typename T > kVQm|frUz
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Ztmh z_u7
{ =!q]0#
return OpClass::execute(lt(t)); F2}Fuupb.
} d[9{&YnH !
6:G&x<{
} ; GKIzU^f
n7bVL#Sq[
9JP:wE~y
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 sPi
好啦,现在才真正完美了。 IrL7%?
现在在picker里面就可以这么添加了: 'Hx#DhiFz
Q,5PscE6&k
template < typename Right > _C5i\Y)
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const \)/qCeiZ
{ AVQcD`V3B
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); V.:,Q
} ^ slIR!L
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。 dPu27 "
Y^Buz<OiG
DQY1oM)D!
OU%"dmSDk
C`[2B0
十. bind zNX=V!$
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。 ^5]9B<i[Y
先来分析一下一段例子 2x<BU3
4A@HR
n R, QG8
int foo( int x, int y) { return x - y;} =? !FO'zt"
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 ~$6` e:n
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 !O"2)RU1
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 []@@
我们来写个简单的。 y`zdI_!7
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: u W,J5!
对于函数对象类的版本: C'[4jz0xF
{2 q"9Ox"
template < typename Func > [!%5(Ro_
struct functor_trait t`Bk2Cc)+
{ } 9zi5o8
typedef typename Func::result_type result_type; o=Z:0Ukl]
} ; *Hn=)q
对于无参数函数的版本: zqj|$YNC
Fxa{
9'99
template < typename Ret > ,|RKM
struct functor_trait < Ret ( * )() > i}8OaX3x
{ (.N n|lY<i
typedef Ret result_type; 12#yHsk
} ; O:GP uVb\
对于单参数函数的版本: fGV'l__\\
Fy5:|CN
template < typename Ret, typename V1 > W]Xwt'ABz
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > %R4 \[e
{ DtBvfYO8)>
typedef Ret result_type; HR?T
} ; Wy-_}wqHg
对于双参数函数的版本: AAfU]4u0S
,K}"o~z
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > fB<Qs.T
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > &V+_b$
{ $&.(7F^D
typedef Ret result_type; 3_wR2AU~
} ; EFDmNud`Q
等等。。。 [@qjy*5p
然后我们就可以仿照value_return写一个policy $A~aNI
ILDO/>n
template < typename Func > &V
axv$v}
struct func_return !j7mY9x+
{ AB%i|t
template < typename T > "
l|`LjP5M
struct result_1 [H\0
'
{ r[ k
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; <[ dt2)%L>
} ; " TCJT390
tOVTHx3E]
template < typename T1, typename T2 > ^(
struct result_2 $'CS/U`E}
{ r
ts2Jk7f
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; <=|^\r
!}&
} ; 1:<n(?5JI
} ; p}==aNZK
"a;$uW@.6
7@ONCG
最后一个单参数binder就很容易写出来了 j9c:SP5
q<.k:v&
template < typename Func, typename aPicker > U^[AW$WzU
class binder_1 i;~.kgtq4
{ :-59~8&
Func fn; W"s/8;
aPicker pk; nT:<_'!
public : p&\QkI=
l@w\
Vxr
template < typename T > ?r|iZKa
struct result_1 & +`g~6U
{ <
`;Mf>V
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; [}Xw/@Uc;
} ; Wx#l}nD
? Lxc1
template < typename T1, typename T2 > Z~(X[Zl
:
struct result_2 N4qBCBr(
{ %Qj$@.*:
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; aW_Y
} ; V&j]*)
VXk[p
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} lrkgsv6
LsGO~EiJ
template < typename T > (5`(H.(
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ,e 7
~G
{ }t(5n $go6
return fn(pk(t)); ;K l'[~z
} bRFZ:hu l
template < typename T1, typename T2 > ~~WY?I-
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const P;XA|`&
{ kn$SG
return fn(pk(t1, t2)); Ot=nKdP}D
} 9:%')M&Q
} ; i\
7JQZ
cfBlHeYE
%t* 9sh
一目了然不是么? JI-.SR
最后实现bind AWFq5YMSI
I^LU*A=
V`/c#y||
template < typename Func, typename aPicker > D)4#AI
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) n|.eL8lX.<
{ :Id8N~g
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); [KGj70|~
} \{*`-Pv
g|^U?|;p
2个以上参数的bind可以同理实现。 TRgj`FG
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。 lM#/F\
XpKeN2=p
十一. phoenix 3^H-,b0^
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
qOD^P
w=nS*Qy2
for_each(v.begin(), v.end(), ]GHw~s?
( H_8PK$c;
do_ WuWOC6^
[ xG4 C 6s
cout << _1 << " , " 2GigeN|1N
] :Eg4^,QX
.while_( -- _1), [70 _uq
cout << var( " \n " ) 5<KBMCn
) b
H5lLcdf
); =mwAbh)[7n
P"Q6 wdm
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: Ea" -n9
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor iqX%pR~Yo
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 BUI#y `J
那么我们就照着这个思路来实现吧: ;x|?N*
|P9Mhf N
;l `(1Q/
template < typename Cond, typename Actor > !*qQ7
class do_while n|.>41bJ
{ 9O&MsTmg$
Cond cd;
_jCu=l_
Actor act; W`#E[g?]
public : %,8
"cM`D
template < typename T > 9QF,ynE
struct result_1 s}gdi
{ j}}as
typedef int result_type; oO
&%&;[/A
} ; %t.\J:WN;
e9k$5ps
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} S}/ZHo
Y)S
f;
template < typename T > QUXr#!rPY|
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const XGnC8Be{4
{ R6GlQ G
do bV)h\:oC
{ F&+_z&n