一. 什么是Lambda
p Sc<3OI 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
u["Pg
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,
fWF\V[ d;)Im
" TzerAX^ 0xZq?9a class filler
[V}I34UN {
>qCUs3}C{* public :
Exk[;lI void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
)2u=U9 } ;
%w_h8 [ @& !</5 )B`5: 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:
VA.:'yQtJ 7S 1
Y) EC&w9:R o= N= W for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
d%5QEVV w\s$ ;R 'OdQ$o 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
V5%B,.d: )^L+iht Z!7#"wO9+V j`ggg]"&$ 二. 战前分析
:v8j3= 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。
l+y/ Mq^QB 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
;40!2P8t doVBV Tk^ 1k3wBc5< for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
w\8grEj /* --------------------------------------------- */
mEr*n vector < int *> vp( 10 );
\0'o*nlJ transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
d,6 Z /* --------------------------------------------- */
C3hnX2"; sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
N:\I]M /* --------------------------------------------- */
R0,
Q` int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
Vv0dBFe /* --------------------------------------------- */
d]$z&E for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
s>76?Q:i /* --------------------------------------------- */
FsTE.PT for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
$ZH$x3; ?&pjP,a z?Hvh -=s7Q{O8Z 看了之后,我们可以思考一些问题:
2.Th29] 1._1, _2是什么?
O>lF{yO0` 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。
+\?#8U/k 2._1 = 1是在做什么?
6 80i?=z 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。
e(O"V3wq*6 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。
IM7k\ /}]X3ng ~^w;`~L 三. 动工
$ThkK3 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
oJvF)d@gU (iIJ[{[H4) r8pTtf#Q JGHQ_AI template < typename T >
QA+qFP class assignment
w*e O9k {
JLp.bxx T value;
.ss/E public :
%($sj|_l assignment( const T & v) : value(v) {}
9e@Sx{?r template < typename T2 >
5YQ4]/h T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
t.v@\[{- } ;
V)^nVD)e Q>cLGdzO 5#!pwjt~7 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
,/BBG\mJ 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
vClD)Ar CD:@OI _8)9I?jH =1!wep" class holder
sF:3|Yy0 {
5 S$*YRp public :
\h~;n)FI template < typename T >
3l0x~ assignment < T > operator = ( const T & t) const
FZ
DC? {
P
1X8 return assignment < T > (t);
B5hk]=Ud }
RAxAy{ } ;
4E}]>
"<SK=W 2VyLt=mdh 由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上:
MR=>DcR <v&>&;>3 static holder _1;
_fz-fG 1 Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
@]":3 *IJctYJaX for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
uli,@5%\ 而不用手动写一个函数对象。
ev7Y^
)s4#)E1
'9>z4G*Td M]oO1GM 四. 问题分析
:PuJF`k 虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。
'Pk (
1: 1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。
/!rH DcR 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
=ltT6of@o 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
a938l^@;s8 下面我们可以对这几个问题进行分析。
b/5 Zmw'.hL 五. 问题1:一致性
/\"=egB9 首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?|
hJ 4]GA' 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
by,"Orpwq; h1} x2 struct holder
6;i]v|M- {
)"s <hR, //
f5<qF ]Y/ template < typename T >
fmILkXKz T & operator ()( const T & r) const
N1`/~Gi {
q|0Lu return (T & )r;
+K,]#$k }
ZNNgi@6> } ;
T|`nw_0 E+k#1c|v$ 这样的话assignment也必须相应改动:
vzA)pB~; CKeT%3 template < typename Left, typename Right >
4Z5ZV! class assignment
?(UeWLC# {
ohklLZoZ Left l;
&[ejxK" Right r;
c L}}^ public :
ya8MjGo assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
8`l bKV template < typename T2 >
:^]rjy/|+ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
bII pJQ1.[ } ;
'|V"!R) #e:cB' f 同时,holder的operator=也需要改动:
&6V[@gmD
;5QdT{$H template < typename T >
|tF:]jnIt assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
#m[R1G# {
2ZW
{ return assignment < holder, T > ( * this , t);
[S;ceORx }
L,6v!9@ .&fG_(6| 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
1 ~fD: 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
C.`C T7 Q'D%?Vg' return l(rhs) = r;
hq[;QF:B 在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
Ud@D%?A7 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
~.\CG'g /Ilve
U`E template < typename Tp >
`F-<P%k class constant_t
l12Pj02 w {
N 0<([B; const Tp t;
4h% G %>j public :
}t5-%&gBY0 constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
UqHk2h- template < typename T >
fL-lx-~ const Tp & operator ()( const T & r) const
W%Jw\ z= {
REqQJ7a/ return t;
`b.KMOn }
t@=*k9 } ;
W&MZ5t,k= =zaf{0c 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
Bgw=((p 下面就可以修改holder的operator=了
Fl8*dXG& (.r9bl template < typename T >
&|6 A
8, assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
aYy+iP'$ {
p ~LTu<*S return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
(^),G-] }
w~+C.4=7 5t('H`,2 同时也要修改assignment的operator()
04o>POR R*S9[fqC[ template < typename T2 >
DT2uUf T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
>]/RlW[ 现在代码看起来就很一致了。
,#/%Fn%T /2s=;tA1 六. 问题2:链式操作
<vb%i0+b.^ 现在让我们来看看如何处理链式操作。
'.{tE* 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。
yzH(\ x 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。
;,WI_iP(w 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。
{e35O(Y 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
;*J_V/&? e@j&c:p(Y template < typename T >
%2q0lFdcM struct result_1
5I`_SOa! {
,`Yx(4!rR typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
v ?Ds| } ;
J]AkWEiCJ ;L`NF" 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:
`<#Ufi*c yhPO$L template < typename T >
)/:j$aq struct ref
G~ONHXL {
c*!xdK typedef T & reference;
\Bvy~UeE)> } ;
7QXp\<7 template < typename T >
[Dq@(Q s' struct ref < T &>
S Boi| {
&_1x-@oI2: typedef T & reference;
ABIQi[A } ;
4 (>8tP\Y `Q1;Y 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
w3>.d(Q /EvnwYQy template < typename T >
LLV1W0VO=P typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
Io*mFa? {
IM(=j return l(t) = r(t);
ugy:^U }
Xw'Y
&!z 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。
V9\y*6#Y, 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
m1#,B<6 CubBD+hl* 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
:c3'U_H^ _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
m`!Vryf _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
b8O }XB +5 调用divide的对象返回一个add对象。
3bK=Q3N 最后的布局是:
$=ua$R4Z+ Add
Y-
tK / \
Y![//tg Divide 5
XJguw/[wm / \
b|-7EI>l9 _1 3
JfVGs;_, 似乎一切都解决了?不。
M1,1J-h 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。
qG8-UOUDt 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。
Q3 9;bz 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:
$1.l| gMB/ ~g5b0 template < typename Right >
[W--%=Ou assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
I`KBj6n Right & rt) const
be(p13&od {
NVG`XL return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
?t"bF :! }
VK/i5yT5N 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
D]zpG XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。
^SJa/I EZ. 因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。
:qxd
s>Xm 最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。
n,o;:c 除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。
>YP]IQ 且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么?
X0zE-h6P 正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明:
2@+MT z b 1t7/q template < class Action >
OJ4-p&1 class picker : public Action
c[E>2P2-_ {
r/BiR0$E public :
QAK.Qk?Qu picker( const Action & act) : Action(act) {}
o](nK5? // all the operator overloaded
pTzfc`~xv } ;
&xjeZh4- a&~]77) 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。
$jKeJn8, 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
Xn:ac^ `Ef&h V template < typename Right >
\`: LPe picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
:fE*fU@ {
!>L+q@l) return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
)bPF@'rF2 }
x1ID6kI[{* ?FRQ!R Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
vy+9Q5@W 使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。
w=H4#a?fc j[o5fr)L template < typename T > struct picker_maker
)B'U_* {
gDJ@s
typedef picker < constant_t < T > > result;
)gAFz+ } ;
:j m|) template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
Bt^];DjH {
5`3f"(ay/ typedef picker < T > result;
D7Nz3.j } ;
MB,P#7| sP NAG
下面总的结构就有了:
D3emO'`gQ functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。
"UY.;
P picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。
o )
FjWf; picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
!%2aw0Yv 至此链式操作完美实现。
@9rmm)TZ fKY1=3 8@a|~\3- 七. 问题3
4IYC;J2L 如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。
#2!M+S tK|hC[ template < typename T1, typename T2 >
x6x6N&f? ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
|k4ZTr]? {
Ueyt}44.e2 return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
g loo].z }
_u :4y4} ~;;_POm 很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2:
&xqe8!FeA Ye}y_W template < typename T1, typename T2 >
ku'%+svD struct result_2
NW9k.D% {
qpl "j- typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
A{E0 a:v } ;
EtH)E) (t9qwSS8z 显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢?
LE Y Y{G? 这个差事就留给了holder自己。
lm&C!{K Dg#A b8 5Wi5`8m template < int Order >
,U'Er#U class holder;
7q|(ZZa template <>
b}$m!c:<8 class holder < 1 >
T[XI {
Y#6@0Nn[G public :
jq["z<V)x template < typename T >
't{=n[ struct result_1
"MXd! {
\FTvN typedef T & result;
d<6L&8)< } ;
RkLH}`# template < typename T1, typename T2 >
9~,eu struct result_2
&nn.h@zje {
X2i<2N*@ typedef T1 & result;
`bT{E.(T } ;
oT|E\wj template < typename T >
=10t3nA1$ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
i%*x7zjY{ {
SsznV}{^ return (T & )r;
H[,.nH_>+ }
O:7y-r0i template < typename T1, typename T2 >
rP`\<}a. typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
K?T)9 {
|x< return (T1 & )r1;
\Y!Z3CK }
Lp
]d4"L;3 } ;
,(`@ZFp$ g'Xl>q template <>
2|%30i,vV class holder < 2 >
D}"GrY5 {
}(tGjx] public :
{J0^S template < typename T >
uEi!P2zN
struct result_1
2qr%xK'^B {
#Y18z5vo typedef T & result;
2s{yg%U( } ;
pb{P[-f template < typename T1, typename T2 >
OC>" + struct result_2
e2*^;&|% {
>Le
mTr typedef T2 & result;
MJg^
QVM } ;
zIo))L template < typename T >
vl*RRoJ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
84knoC {
5%>U.X?i return (T & )r;
q$t& *O_ }
vGAPQg6* template < typename T1, typename T2 >
tRv#%>fj typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
Zka;}UL&Q {
e+6~JbMV return (T2 & )r2;
}%1E9u }
fzKKK+ } ;
3Q ]MT U=yD! #YNb&K
n 新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
,H%\+yn{ 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
Ml3F\ fAW 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
HIU@m< 4YCGh return l(i, j) = r(i, j);
YW}/C wB 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
foFn`?LF lR(&Wc\j return ( int & )i;
W[?B@ sdSZ return ( int & )j;
{e@1,19 最后执行i = j;
0PfFli`2; 可见,参数被正确的选择了。
ec0vg.>p oD 8-I^ `Q8 D[ 7/1S5yUr| }n=NHHtJ 八. 中期总结
q38; w~H 目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事:
w#1dO~ 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
}Q=Zqlvz 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
8vRiVJ8QS: 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
d;^?6V /7#&qx8 0%t|?@HoN }cT}G;L'- Lv4=-mWv&0 TGNeEYr 九. 简化
\\qg2yI 很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。
p\WUk@4 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
J$Q-1fjj 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:
t5k&xV=~
# 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
cTnbI4S; +-*/&|^等
,54<U~Lg: 2. 返回引用。
O>GP>U?] =,各种复合赋值等
LJy'wl 3. 返回固定类型。
(Gn[T1p? 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
-AT@M1K7% 4. 原样返回。
0- UeFy operator,
"v1(f| a 5. 返回解引用的类型。
q T].,? operator*(单目)
9zyN8v2 6. 返回地址。
vFOv
I Vp operator&(单目)
,lnuu 7. 下表访问返回类型。
~30Wb9eL operator[]
Cf7\>U-> 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
_&/Zab5 operator<<和operator>>
o zYI/b^ qM0MSwvC= 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。
^H4iHjg 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
ej;taKzj (UZ*36@PJx template < typename Left >
xgz87d/<: struct value_return
b-?o?}* {
m_2P{ template < typename T >
ib_Gy77Os struct result_1
|S{P`)z%f {
aA`q!s.%A typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
3kCbD=yF } ;
aS vE yU"G|Ex template < typename T1, typename T2 >
Rda1X~-g struct result_2
)VMBo6:+ {
j9}0jC2Tb typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
h50StZ8Yr } ;
U.U.\ } ;
wW8
6rB nq f<NH3i dyzwJ70K 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
0:'jU fVUBCu 下面我们来剥离functor中的operator()
\GvY`kt3 首先operator里面的代码全是下面的形式:
x{>Y$t] ;j U-< return l(t) op r(t)
yH%+cmp7 return l(t1, t2) op r(t1, t2)
U;{,lS2l return op l(t)
MLBg_< return op l(t1, t2)
`u~ return l(t) op
Kxc$wN< return l(t1, t2) op
R+K&<Rz return l(t)[r(t)]
f WjS) return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
v^W?o}W d Zz^9:C+ 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:
$&=;9=" 单目: return f(l(t), r(t));
mK40 f return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
Mc7 <[a 双目: return f(l(t));
~hz@9E]O return f(l(t1, t2));
/;nO<X:XV 下面就是f的实现,以operator/为例
`s83rhs`! 92aDHECo struct meta_divide
.;Utkf'I {
J)8pqa template < typename T1, typename T2 >
Ot$cmBhw! static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
P}+|`>L {
qa$[L@h> return t1 / t2;
EkStb# }
OpbT63@L } ;
Wqs.oh t6bWSz0 这个工作可以让宏来做:
}8V;s-1 h w ;d m #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
e,#+Xx0M template < typename T1, typename T2 > \
oa&US_ static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
_WDBG 以后可以直接用
Og$eQS DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
vQBY1-S 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
Nx4DC (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。。。)
@%G' U&R{ P96Cw~<Q? F@_Egi 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
;ad9{":J#B uF]D template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
o^_W $4Fc class unary_op : public Rettype
\}u7T[R=` {
M=\d_O#;Z Left l;
^b"x|8 public :
lk*0c{_L unary_op( const Left & l) : l(l) {}
'#McY'.D T f>s#Ngvc template < typename T >
6zp@#vYI typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
2pxWv
)0 {
ui.QYAYaV return FuncType::execute(l(t));
l${Hgn+ }
,<;l"v( =0PNHO\gl template < typename T1, typename T2 >
}"&n[/8~ typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
9LqMQv"xW {
kH>vD =q> return FuncType::execute(l(t1, t2));
)I Y 5Y }
GG@I!2,_ } ;
q(ZB. ]|C_`,ux SmT+L,:D 同样还可以申明一个binary_op
vu_>U({.
T _q$0lqq~u template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
Yn IM- class binary_op : public Rettype
8(vC jL {
5bF9IH Left l;
z^ aCQ3E Right r;
.^[fG59 public :
{dy`
%It binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
|aI|yq) t5ny"k! template < typename T >
r%g
<hT 8 typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
K)Df}fVOc {
vWqyZ-p,q return FuncType::execute(l(t), r(t));
g( ]b\rj }
$n=W2WJ6f hb /8Q template < typename T1, typename T2 >
vpeq:h typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
dJdD"xj {
dxzvPgi? return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
i63`B+L{ }
8~&F/C* } ;
RJtixuvh@ tl{]gz _9Dn\=g 很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
6T^N!3p_ 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
uD. DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
\b_-mnN" 那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
E@5zd@[ 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
VRtbHam 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
|QnUK5D$ 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
rtB|N- 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)
&q," !:L] 下面是修改过的unary_op
X)FL[RO%q C$]5l;` template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
B]'e$uyL7 class unary_op
/`7 I K {
(/T+Wpy? Left l;
v
t^r1j GAg.p?Sq public :
[TRGIGtq #D!$~h&i unary_op( const Left & l) : l(l) {}
fl!mYCPv '4af
], template < typename T >
iP~sft6 struct result_1
::4"wU3t {
1k!D0f3qb typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
,3G$` } ;
.[edln i{<8
hLO template < typename T1, typename T2 >
R!sNg struct result_2
|C~Sr#6)7 {
5\uNEs$T typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
8&?^XcJ*x } ;
V^j3y`K MNkKy(Za template < typename T1, typename T2 >
929#Q#TT typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
\V._Z>] {
b OW}" return OpClass::execute(lt(t1, t2));
OpYmTep#T\ }
].LJt['%8 gs$3)t template < typename T >
[Dnusp7e typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
(:ZPt(1 {
l#b:^3 return OpClass::execute(lt(t));
6!*K/2:O }
G?>qd}]y0L rU],J!LF } ;
#1MKEfv(~ ,Yo: &>As bSQ_" 该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug
O ,l\e3; 好啦,现在才真正完美了。
3)dP7rmZ 现在在picker里面就可以这么添加了:
wtlB 5@K\c6 template < typename Right >
RvWFF^, . picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
ldP3n:7FS {
6tX.(/+L return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
VcP:}a< B\ }
SF0Jb"kS 有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。
6{L F-`S% Ec+22X 61G|?Aax 9-B@GFB;8 #&k8TY 十. bind
.-J`d=Krp 既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。
2mQOj$Lv 先来分析一下一段例子
av$ #0(fOHPQ ]XY0c6
< int foo( int x, int y) { return x - y;}
{JTmP `&l bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
Dp^95V@ bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
W.IH#`-9E 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。
y!F:m=x< 我们来写个简单的。
h5j<u 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
9g96 d- 对于函数对象类的版本:
L,6MF,vx <H!O:Mf_p template < typename Func >
FbmsN)mv!% struct functor_trait
nVNs][ {
lelMt= typedef typename Func::result_type result_type;
1}`2\3, } ;
}H5/3be 对于无参数函数的版本:
%Or2iuO%-, *]>])ms) template < typename Ret >
W5|j1He& struct functor_trait < Ret ( * )() >
Ll?g.z" {
0Lx3]"v typedef Ret result_type;
Q]^Yi1PbS } ;
@FU~1u3d 对于单参数函数的版本:
3Mur*tj# O hi D template < typename Ret, typename V1 >
kwOeHdV^ struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
X'jr|s^s {
Jb9F=s+ typedef Ret result_type;
Q4=|@|U0 } ;
C>NQ-w^ 对于双参数函数的版本:
^B|YO8.v *O5: template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
%/Bvy*X& struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
",T`\8&@e {
svqvG7 typedef Ret result_type;
tq0;^L } ;
.x>HA^4 等等。。。
v[smQO 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
$M39 #a fy`+Efuj template < typename Func >
H }B2A" struct func_return
?|lI Xz {
7pP+5&* template < typename T >
f0u56I9 struct result_1
z(rK^RT {
9{$8\E9*nd typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
X5 j=C] } ;
:6zC4Sr^ `\ R{5TU template < typename T1, typename T2 >
p&\K9hfi struct result_2
Y<aO {
bQ"N
;d)e typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
\q,s?`+B } ;
Tt%}4{"
} ;
,z G(u 1 c_Tzyh7l4 8""mp]o9 最后一个单参数binder就很容易写出来了
wA631kr bNXAU\M^ template < typename Func, typename aPicker >
GkciA{ class binder_1
26 ?23J
; {
D'nL Func fn;
=LK}9ViH aPicker pk;
kN.B/itvA public :
|(RZ/d<X\a [IMQIX template < typename T >
<6R"h-u" struct result_1
9x[ U$B {
Z\' wm' typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
AEqq1A } ;
>(3'Tnu U!0E_J template < typename T1, typename T2 >
{+Sq<J_`M struct result_2
NpR6 {
nj typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
ZV(
w } ;
n,sY\=vB # 66e@ binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
fhr-Y'
;s}3e#$L template < typename T >
6__K#r typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
yl/a:Q {
I="oxf#q return fn(pk(t));
{ *$9, }
GS4_jvD- template < typename T1, typename T2 >
CV3DMA typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
!F$R+A+L {
h)@InYwu7 return fn(pk(t1, t2));
I7zn>^0} }
VaJfD1zd1 } ;
!+KhFC&Py c&m9)r~zP eO[c l B 一目了然不是么?
2yxi= XWZ 最后实现bind
;{Jb6'K1h gt@SuX!@{^ l;0y-m1 template < typename Func, typename aPicker >
y<*-tZV[ picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
|7c`(. {
7"K^H]6u30 return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
D:m#d.m }
~-<:+9m g_M^E-3 2个以上参数的bind可以同理实现。
C0(sAF@ 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。
k FLT!k Nv3tt 十一. phoenix
Y|RdzCM Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
q~h:<,5 s.rT] for_each(v.begin(), v.end(),
ANb"oX c (
}e2F{pQ do_
QptOQ3! [
choL%g} cout << _1 << " , "
1Z 6SI>p ]
4m /TW) .while_( -- _1),
=YHt9fb$c cout << var( " \n " )
i| 4_m )
%)JRbX<c );
tW(+xu36 m^A]+G#/ 是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:
85hQk+Bu4 首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor
U`1l8'W}:# operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
0'@u!m? 那么我们就照着这个思路来实现吧:
BKZ v9 Pi){ h~B> d$[8w/5Of template < typename Cond, typename Actor >
@h(!<Ux_ class do_while
WgPgG0VJE {
[>p6 Cond cd;
^#w{/C/n Actor act;
[-58Ezyr public :
_[JkJwPTx template < typename T >
LzE/g)> struct result_1
Bk@WW#b {
<m1sSghg typedef int result_type;
1|/'"9v } ;
o8tS ]#5^&w)' do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
{XHk6w
*- A$<>JVv template < typename T >
4 l1 i>_R typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
PY-+ Bf {
gVA; `< do
xE1rxPuq)d {
*]2R.u act(t);
^W}MM8
' }
xD0NZ~w% while (cd(t));
u}m.}Mws return 0 ;
!;+U_j'Pg }
agW9Go_F[ } ;
iD`k"\>9 pUhc3L M5 `m.n< 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
[ze/@29 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
v~`*(Hh 其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。
[?I/Uo8
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。
pw;r 25 下面就是产生这个functor的类:
B0"0_n7- :ol6%Z's '%ebcL template < typename Actor >
6? !I class do_while_actor
ctK65h{Eo {
x5PPu/ Actor act;
yl]UUBcQ public :
&N9IcNP do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
D2)i3vFB 117c,yM0 template < typename Cond >
/sV?JV[t picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
|i u2&p > } ;
oR#my ^ SXh?U,5u KqK9X 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
5Edo%Hd6 最后,是那个do_
T*R{L .OV-`TNWj *.3y2m,bZ class do_while_invoker
!pl_Ao~( {
jOv~!7T public :
{!y<<u1 template < typename Actor >
KD=bkZ& do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
t*s!0'Y {
ZqFUPHc return do_while_actor < Actor > (act);
V pH|R }
?y46o2b*) } do_;
1xIFvXru D Kq-C% 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
Wxc^_iqA1 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
,0h3x$l) 最后来说说怎么处理break和continue
La]4/=a 显然break的语义超出了我们的能力范围,然而却是有一个东西很适合模拟其行为,那就是异常。
VmYBa( 具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]