一. 什么是Lambda 'yIz<o
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 lD K<gd
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, H
N )@sLPc
*(w#*,lv
8|U-{"!O?
^U5g7Emf
class filler dPVl\<L1
{ 4ayZ.`aK
public : /'g/yBY
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} n/zTS3<
} ; v\#1&</qd^
x5Z(_hU
-9X#+-
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: zCuN8
l
;fO]{
%]KOxaf_z
&3_S+.JO
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); V 5
01brl^5K
'^6jRI,
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 $Fr>'H+i
+~Lt;xNFk
1dE|q{
mRYM,
二. 战前分析 Y/Dah*
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 ]Av)N6$&-Z
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 #[<XNs!"
NH$!<ffz
2Jl$/W 3
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); |s}7<A
/* --------------------------------------------- */ k%-S7iQ
vector < int *> vp( 10 ); >'MT]@vez
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); eGEeWJ}[$
/* --------------------------------------------- */ NZaMF.
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); J
Gpy$T{t
/* --------------------------------------------- */
[<!4 a
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); tl@n}
/* --------------------------------------------- */ o'hwyXy/S
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); 9NPOdt:@
/* --------------------------------------------- */ O"c@x:i
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); q'zV9
4Ww.CkRG
^j)0&}fB
QV_e6r1t#m
看了之后,我们可以思考一些问题: cCWk^lF],
1._1, _2是什么? 7c7:B2Lq
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 `{
6K~(
2._1 = 1是在做什么? rO;Vr},3\%
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 6+Bccqn|
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 s${|A=
fcLVE
~a
RK=i$F
三. 动工 \y\@=j
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: Obl,Qa:5
'_`O&rbT
u&7c2|Q
!}$,) ~<+H
template < typename T > dK^WZQ
class assignment NR@n%p
{ Y{v\m(D
T value; Pm}
public : *(pmFEc
assignment( const T & v) : value(v) {} 7z@Jw
template < typename T2 > CdFr
YL+F
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } `~S; UG
} ; B+w< 0No
|mO4+:-~D+
l^"HcP6
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
I"Gr <?r
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment /"LcW"2;N
,FP<#
0F*a
Jd0I!L
QaAWO
class holder pZA0Go2!IN
{ ? 016
public : k#Bq8d
template < typename T > \A'tV/YAd
assignment < T > operator = ( const T & t) const dEuts*@Q
{ P!*G"^0<
return assignment < T > (t); gWZzOH*
} tI-u@
g
} ; 'GJ'Vli
'A}@XGE:p
WdvXVF
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: &!=[.1H<
?~_[/
static holder _1; _,C>+dv)
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 N)tqjq
F]4JemSjK
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); =SEgv;#KZ~
而不用手动写一个函数对象。 tXWhq
o7A+O%dX
"N\tR[P!
L=1~)>mP
四. 问题分析 Vw~st1",[
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。 I6B`G Im5
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。 s;[OR
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 =8!FY"c*
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ]3/_?n-"`
下面我们可以对这几个问题进行分析。 g
AZe&"K
zZ11J0UI
五. 问题1:一致性 /eI]!a
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?| m[t4XK
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ;
wpX
/`b(} m
struct holder R3`h$`G
{ 8M DX()Bm
// HLYTt)f}
template < typename T > OlwORtWzZ
T & operator ()( const T & r) const P
nxx W?
{ QwaAGUA
return (T & )r; w.2[Xx~
} !9/1_Bjv
} ; z|5Sy.H>
ER ^#J**
这样的话assignment也必须相应改动: VYj*LiR
0kp#+&)+
template < typename Left, typename Right > P t)Ni
class assignment "yo~;[
{ W_sAk~uK/
Left l; 42Vz6 k:
Right r; q|N/vkqPz
public : pFZ2(b&
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} @0mR_\u\
template < typename T2 > !4blX'<w
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } uoIvFcb^
} ; TO|&}sDh
GF3"$?Cw
同时,holder的operator=也需要改动: g3`:d)|
D@]*{WO
template < typename T > fF"\$Ny
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const $<~o,e-4
{ uzA_Zjx
return assignment < holder, T > ( * this , t); =y>g:}G7
} z
TM1 e
xXJl Qbs
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 9AxeA2/X
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 heAbxs
S\F;b{S1
return l(rhs) = r; BM@:=>ypQ
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 !='?+Ysxs
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: **%/Ke[
ZE!dg^-L
template < typename Tp > ks=l
Nz9
class constant_t Mu>GgQSZ
{ 7LQLeQvB
const Tp t; CflGj0oy8
public : ?0U.1N
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} _aR_[
template < typename T > ^o*$OM7x
const Tp & operator ()( const T & r) const i"#36CVT~
{ RP"YSnF3
return t; w=]bj0<A=
} c']3N
} ; :z^VI M
TT'sO[N[
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 g.&n
X/
下面就可以修改holder的operator=了 tqnvC
UIE
Vm_waa
template < typename T > aQMUC6cPM@
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const #LGAvFA*_F
{ ~w&_l57
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); ^UB<U#8,
} AB!P(
wVSk.OOB
同时也要修改assignment的operator() wRa$b
ot"3 3I
template < typename T2 > gJkk0wokC
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } GW]b[l
现在代码看起来就很一致了。 Fp_?1y
^1#"FU2cP
六. 问题2:链式操作 XIg GE)n
现在让我们来看看如何处理链式操作。 f.Uvf^T}2
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。 q0Hor
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。 8"f Z>XQ
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。 'zEmg}
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct X^?M4
$jpAnZR- /
template < typename T > :y>$N(.8f
struct result_1 )_m#|U?Rex
{ Ewfzjc
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; kw%vO6"q(
} ; kM#ZpI&0%
z A ~aiX
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: o=&tT,z
3gUGfedi
template < typename T > ([mC!d@a
struct ref ODggGB` H`
{ NZP>aV-
typedef T & reference; c"|4'#S
} ; 4iDlBs+
template < typename T > l8$7N=Y
struct ref < T &> *0*1.>Vg
{ S)$)AN<O
typedef T & reference; ,KfBG<3
} ; Y&G]M
<b5J"i&m
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: F!LVyY"w
%[ Z[
template < typename T > uT#MVv~ .
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const mYE 8]4
{ Po~u-5
return l(t) = r(t); q h+c}"4m
} 1L4-hYtCj
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。 ^GyGh{@,f
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 /+11`B09
b8>2Y'X
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 !6yyX}%o
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ~ sC< V
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 Q#,j,h
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ,{pC1A@s
最后的布局是: wG,"ZN
Add .5t|FJ]`$
/ \ 8|*=p4_fn
Divide 5 K4H U9!
/ \ Wg V'T#*
_1 3 _:0)uR LS
似乎一切都解决了?不。 hv6w=?7
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。 ql+tqgo
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。 uia[>&2
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: Zl:Z31
PCx] >&
template < typename Right > Xyf7sHQ
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const u`Sg' ro
Right & rt) const oD0N<Ln}
{ s--\<v
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Yw\7`
} >o#^)LN
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 +pq/:h
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。 V*|#j0}b
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。 Z6`oGFq
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。 %)|_&Rh
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。 qXb{A*J
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? c'678!r9 P
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: >`@c9
m
)Q!3p={S*
template < class Action > y*AB=d^
class picker : public Action }EW@/; kC
{ 9qqzCMrI0e
public : gA&+<SK(
picker( const Action & act) : Action(act) {} l5 FM>q
// all the operator overloaded +yh-HYo`
} ; ~MgU"P>
?]d[K>bv
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。 f a9n6uT
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: e2onR~Cf
`D#3
template < typename Right > Q]?Lg
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const SiM1Go}#
{ gEE6O%]g
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); '+
8.nN
} p
PF]&:&-b
LPOZA`
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > e^Ds|}{V
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。 #*g .hL<
(4U59<ie
template < typename T > struct picker_maker [\j@_YYd
{ NW$C1(oT
typedef picker < constant_t < T > > result; mNvK|bTUT
} ; E
rf$WPA
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > &.\|w
{ e|L$e0
typedef picker < T > result; UacGq,
} ; Qoj}]jve
*L%i-Wg"
下面总的结构就有了: pY3N7&m\:
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 <Wn"_Ud=
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 )6S;w7
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ")q{>tV
至此链式操作完美实现。 NMSpi[dr
&zCqF=/9U
/f_c?|
七. 问题3 I82?sQ7
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 doCWJ
fs]9H K/@\
template < typename T1, typename T2 > 2C@hjw(
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 4{'0-7}
{ ZOFhX$I
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); S=Ihg
} sP0pw]!
,_66U;T
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: ;%1ob f 89
%j].'
;
template < typename T1, typename T2 > +[ _)i9a
struct result_2 u}QB-oU
{ u_aln[oIv
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; I#Q
Tmg.
} ; Nk-biD/J
xM1>kbo|
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? LE_1H>
这个差事就留给了holder自己。 ~P*t_cpZ
&gkGH<oaX
i^{.Q-
template < int Order > \?,'i/c-
class holder; U!F~><
template <> (}Ql#q
K
class holder < 1 > }b9#.H9
{ -aiQp@^/J
public : +#5nk,1c>
template < typename T > 29"eu#-Qj
struct result_1 yQ4]LyS
{ PXGS5,
typedef T & result; L~1u?-zu
} ; 4C(v BKl
template < typename T1, typename T2 > -ob_]CKtJ~
struct result_2 $]CZ]EWts
{ 5_+vjV;5
typedef T1 & result; ^4Ra$<
} ; 'sJ=h0d_[V
template < typename T > P>=~\v nN#
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const SGW2'
{ \5^#5_<
return (T & )r; wTFM:N
} ?;.j)
template < typename T1, typename T2 > nnmn@t(%r
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 05:`(vl
{ ZVpMR0!
return (T1 & )r1; eL9RrSXz
} kZ+nL)YQ#
} ; 4-[L^1%S[
%R5APMg1
template <> B^Q\l!r
class holder < 2 > m~9Qx`fi`
{ $}<+~JpGfP
public : ll{jE
template < typename T >
ykSn=0
struct result_1 9Y1&SEsNX
{ 0U]wEz*b
typedef T & result; PYqx&om
} ; Vb06z3"r
template < typename T1, typename T2 > V\@h<%{^%7
struct result_2 _3h(R`VdWO
{ S#qd#Zk|Y
typedef T2 & result; .]%PnJM9K
} ; \`o+Le+%
template < typename T > .MuS"R{y
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const aksyr$d0V<
{ V'~]b~R
return (T & )r; XF(I$Mxl6
} oju7<b9Ez
template < typename T1, typename T2 > F ^Rt
6Io
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const &TE=$a:d&
{ }% JLwN
return (T2 & )r2; vrdlI^
} 8Wid.o-U
} ; B2VC:TG>
*7.!"rb8A
?ltTJ(Po
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> >。 ~WU _u,:
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: >-
]tOH,0
首先 assignment::operator(int, int)被调用: KgX~PP>
cBM
A.'uIL
return l(i, j) = r(i, j); ,xB&{J
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) :L&Bbw(
uQWJ7Xm
return ( int & )i; oEU %"
return ( int & )j; D4<nS<8
最后执行i = j; v9INZ1# v
可见,参数被正确的选择了。 s;X"E=
esx<feP)\
jI(~\`
Q.#@xaX'{`
d*Dq=.F(
八. 中期总结 Rv
?Go2
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: 9r@r\-
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 @26H;
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 aiGT!2
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 1w'iD
X
|_8::kir:
bwUsE U 0
!OekN,6
pa Uh+"y>
bEP-I5j1t
九. 简化 G*uy@s:
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。 T!eeMsI
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 e4u$+
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: w'K\}G~
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 QgO@oV* S
+-*/&|^等 (p26TN;*$5
2. 返回引用。 ViQxOUE
=,各种复合赋值等 tKrr5SRb
3. 返回固定类型。 lidzs<W-fW
各种逻辑/比较操作符(返回bool) sh[Yu
4. 原样返回。 E9HA8
operator, q0{KYWOvk
5. 返回解引用的类型。 RzQ1Wq
operator*(单目) 9"1 0:\U
6. 返回地址。 >w+WG0Z
K
operator&(单目) k-xh-&
7. 下表访问返回类型。 &F9BaJ
operator[] 5 :6^533]
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 su/l'p'
operator<<和operator>> ~V[pu
YlwCl4hq
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。 6|wiZw
例如针对第一条,我们实现一个policy类: A#M#JI-Y
.x5Yfe
template < typename Left > |8PUmax
struct value_return E ;65k Z
{ Z0g3> iItM
template < typename T > P66{l^
struct result_1 UhYeyT
{ PN[
`p1F
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; f@l$52f3D
} ; KlGPuGL
>(S4h}^I
template < typename T1, typename T2 > ^5j|
struct result_2 vBx*bZ
{ <uDEDb1|l
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; U*`7
} ; EQ'iyXhEe
} ; )$Xd#bzD|
h!ZEZ|{
MKLnt X
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait _"
W<>
Vd~{SS2>
下面我们来剥离functor中的operator() CwZ+Pn0
首先operator里面的代码全是下面的形式: tp<uN~rTgh
|ybW
return l(t) op r(t) P1)f-:;
return l(t1, t2) op r(t1, t2) IXNcn@tN
return op l(t) 8rwkux >
return op l(t1, t2) Ex9%i9H
return l(t) op Wm$(b2t
return l(t1, t2) op ,}2yxo;i
return l(t)[r(t)] <-62m8N|
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] x=Z\c,@O
/1
lIV_Z
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: *t J+!1
单目: return f(l(t), r(t)); Dw{rjK\TT'
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); </F@5*
双目: return f(l(t)); &QO~p3M
return f(l(t1, t2)); H6(kxpOI\
下面就是f的实现,以operator/为例 'b#RfF,7H}
qawb9Iud0
struct meta_divide p>4$&-
{ ~6m-2-14q
template < typename T1, typename T2 > j_S///
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) z2Sp
{ ks|[`FH
return t1 / t2; hV|pH)Nu{
} yL/EIN
} ; CY;ML6c@
UH/) 4Wg
这个工作可以让宏来做: WF\
hXO
Qb}7lm{r
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ hFl$u8KV
template < typename T1, typename T2 > \ @/h_v#W
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; )R$+dPu>
以后可以直接用 Nw ;BhBt
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) q<`YJ,
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 YVt#( jl
(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。。。) # D"TY-$.=
= !7k/n';
LX),oR
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 {[WEA^C~Q
, f9V`Pz)
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ?:l3O_U5
class unary_op : public Rettype -y]\;pbZ0
{ a@ `1 5O:
Left l; W5,e;4/hL
public : p\I,P2on
unary_op( const Left & l) : l(l) {} tWR>I$O8F
]-"~?
template < typename T > =ic"K6mhq
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const @
hH;d\W#
{ ?dMyhU}
return FuncType::execute(l(t)); P#-9{T
} $;NxO0$
H.|v^e
template < typename T1, typename T2 > K] ;`
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const +U/+iI>0
{ 19-|.9m(
return FuncType::execute(l(t1, t2)); @wO"?w(
} )RA$E`!b
} ; S^nshQI
A41*4!L=
*,qW9z
同样还可以申明一个binary_op xG sg'
2g
shiY8_
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > zf-)c1$*r
class binary_op : public Rettype |uo<<-\jTO
{ ;=\vm"I?
Left l; z5G<h
Right r; =d>^q7s
public : l`c&nf6
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} F<SMU4]YdG
w@&g9e6E
template < typename T > &K2J$(.t
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const :SFcnYv0
{ iaXpe]w$n
return FuncType::execute(l(t), r(t)); +Hx$ABH
} I4'mU$)U
ZL[~[
template < typename T1, typename T2 > Y1RiuJtL
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const !14aw9Q
{ 7A0D[?^xe
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 1haH2F^q3
} )IUeWR
} ; 3LXS}~&
;Zfglid
9pAklD 4
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 +~~FfIzf#
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ^M?O
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) E__^>=
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。 5Y<O
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Hc.r/
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。。。 g/H:`J
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 QC@nRy8%
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) u&MlWKCi
下面是修改过的unary_op t(3<w)r2
L"|4
v
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > CZ2&9Vb9I
class unary_op ')C%CAYW
{ |+Gv)Rvp
Left l; r&F(VF0
6
E]eVoC
public : ",wv*z)_>
AgKG>%0
unary_op( const Left & l) : l(l) {} d+FS
+EI+@hS
template < typename T > JkT, i_
struct result_1 _@U?;73"5
{ GilaON*pK.
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Wjf UbKg0
} ; 8@`"Zz M
rv`kP"I
template < typename T1, typename T2 > 6ww4ZH?j
struct result_2 {}F?eI
{ QLNQE 6-
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 5Fh?YS =
} ; ;O7CahdF
TR2X' `:O
template < typename T1, typename T2 > r\6 "mU
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const z"4UObVs
{ ?UD2}D[M
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 6=ukR=]v
} >uMj}<g#Z?
)$18a
template < typename T > &?~OV:r9
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 7.hgne'<
{ #"tHT<8 u
return OpClass::execute(lt(t)); eq^<5
f
} i3C5"\y
e[txJ*SuO
} ; P'Q|0lB
p3?!}VM!y
5sbMp;ZM
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 py9zDWk~
好啦,现在才真正完美了。 kpc3l[.A
现在在picker里面就可以这么添加了: (Uo:WyVj|F
H(qDQqJHYy
template < typename Right > foh>8/AL/
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const G2#={g{
{ ~G0\57;h
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ex_Zw+n
} /S}0u}jID?
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。 ^[]GsF
h-0sDt pR
|&JCf=
bMT1(edm
(1.E9+MquU
十. bind :Ny.OA
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。 v7rEUS-
先来分析一下一段例子 S+c)
,TrrqCw>
A?l.(qGC_
int foo( int x, int y) { return x - y;} QR'yZ45n4
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 )vH6N _
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 sZ`C
"1cX
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。 XA8{N
我们来写个简单的。 >;@ _TAF
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: /S29\^
对于函数对象类的版本: lR5<
G
oj.f
uJD
template < typename Func > H,r> @Y
struct functor_trait anwMG0
{ {J`Zl1_q
typedef typename Func::result_type result_type; //C3tW
} ; FBit/0
对于无参数函数的版本: #X&`gDW
<5qXC.{Cyp
template < typename Ret > fbF *C V
struct functor_trait < Ret ( * )() > BR1oE3in
{ asT*Z"/Q!
typedef Ret result_type; plL##?<D<
} ; u&)+~X
对于单参数函数的版本: A%H" a+
HCP'V
template < typename Ret, typename V1 > @^47Qgj8U
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > *b+ef
{ 1EvAV,v"
typedef Ret result_type; KiXXlaOs
} ; 56i9V9{2
对于双参数函数的版本: Gc= #
Xo[={2_
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 5mNd5IM
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > u<`CkYT
{ r+8%oWj
typedef Ret result_type; ]IQTf5n
} ; ?m3,e&pB5
等等。。。 h-B&m:gD_U
然后我们就可以仿照value_return写一个policy _tE`W96J
#R&Dgt
template < typename Func > ZJev_mj
struct func_return ?`PG`|2~
{ 96fzSZS,
template < typename T > &Q7vY
struct result_1 yLfb'Ba
{ TxZ ^zj
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; k@1\ULo
} ; Y`@:L'j
'bN\8t\S
template < typename T1, typename T2 > 'F[m,[T%x
struct result_2 h
WvQh
{ <d xc"A
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; c8qsp n
} ; I_"1.
} ; JTuU}nm+
#Z8=z*4
P qFK*^)s
最后一个单参数binder就很容易写出来了 {(r`&[
` <+MR6M
template < typename Func, typename aPicker > mfHZGk[[
class binder_1 8^26g3
{ $5XE'm
Func fn; eR,ePyA;
aPicker pk; n_[;2XQQ
public : u~Zx9>f
a6AD`| U8
template < typename T > 0zD[mt
struct result_1 XV"8R"u%Q
{ z:B4
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; Q/EHvb]
} ; xij`Mr
Zo}O,;(F5
template < typename T1, typename T2 > 29R_?HBH
struct result_2 HyKvDJ
3_
{ 3z$9jN/<u
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Y%AVC9(
} ; p8CDFLuV
+Tnn'^4
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} $@t]0
j2A
Z.s
template < typename T > `w@8i[2J
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const _tJp@\rOz=
{ #l kv&.)x
return fn(pk(t)); .!yXto:
} ZzZy2.7
template < typename T1, typename T2 > G:'hT=8
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const hV,)u3
{
"<f"r#
return fn(pk(t1, t2)); kk6Af\NZ
} 0[(TrIpXl
} ; !g=2U`j^
y\M]\^[7
E1 )7gio
一目了然不是么? X6lkz*M.
最后实现bind 6\jhDP@`9
DbRq,T
G.CkceWRn
template < typename Func, typename aPicker > ~\;s}Fv.
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) <Co\?h/<
{ no6q3<re
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); y8jwfO3
} 9"T&P_
l423+vo
2个以上参数的bind可以同理实现。 q~QB?+ x&
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。 MM_c{gFF
3aL8GMiu
十一. phoenix ?];?3X~|
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 8_yhV{
\]bAXa{ p
for_each(v.begin(), v.end(), |$AoI
( vumA W*
do_ b#ih=qE
[ 7OF6;@<
cout << _1 << " , " Fp3NWvu
] <kJ,E[4`
.while_( -- _1), :xd)]Ns
cout << var( " \n " ) X8l|^[2F
) z=YHRS
); kkvG=
J0{;"
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: u">KE6um
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 "n,?)
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 }:6$5/?
那么我们就照着这个思路来实现吧: a#Yo^"*1
E'_3U5U
'Ipp1a
Z_M
template < typename Cond, typename Actor > )#|I(Gz ^
class do_while )SJ18 no|l
{ d~ m,hCTe
Cond cd; VV'K$v3'N8
Actor act; S5a?KU
public : ?<