一. 什么是Lambda
c_,pd 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
nVr V6w 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,
G O"E>FyB $2Awp@j 8#R%jjr%T G({5Lj gW class filler
@=}NMoNH {
w#_7,*6] public :
|z8_]o+|r1 void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
C8do8$ } ;
eY%Ep=J I FvigDj? T*S)U ; 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:
2"k|IHs1 H@1qU|4 -GCU6U| xnJ#}-.7 for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
z:N?T0b( aO}p"-' BpGyjoJ2 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
tk)}4b^\%j :?}>Q `9k\~D=D~ ,$aqF<+; 二. 战前分析
T24$lhM 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。
1NG[ 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
FI[]# eL'fJcjw< Dw 5Ze for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
fOKAy' /* --------------------------------------------- */
zsj]WP6j vector < int *> vp( 10 );
z
=\ENG|x# transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
0C3Y =F /* --------------------------------------------- */
DZ $O% sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
i+Mg[x$. /* --------------------------------------------- */
|MN2v[y int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
qG2P?D R /* --------------------------------------------- */
e|>@ >F]K for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
Ic^
(6 /* --------------------------------------------- */
[w-#
!X2y for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
?!$Dr0r 0'Qvis[kt dtjb(*x 82V;J 8T? 看了之后,我们可以思考一些问题:
-O r\ 1._1, _2是什么?
zTl,VIa3p 显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
oA:`=f%\ 2._1 = 1是在做什么?
.
Y$xNLoP[ 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。
]dV$H Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。
wzmQRn;s +QOK]NJN YG5mzP<T 三. 动工
B/mfm 7 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
D(Q]ddUi' naA8RD5/ sO!m,pK( |9BX
~`{ template < typename T >
c>T)Rc class assignment
LF)wn-C} {
0bD\`Jiv, T value;
Au{ b1n public :
90-s@a3B-j assignment( const T & v) : value(v) {}
ZN&9qw* template < typename T2 >
A;6ew4 T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
) 3V1aC } ;
XeslOsHh .eorwj]yb l>hvWK[ ?I 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
'#oH1$W] 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
^4p$@5zH " YOl6n cXr_,>k dB QCr{7 class holder
)c 79&S {
S\GxLW@x public :
+D[C.is>]} template < typename T >
5`lVC$cP assignment < T > operator = ( const T & t) const
T.B7QAI. H {
wbk$(P'gN return assignment < T > (t);
ytb1h Fs }
S)'&+HamI } ;
ELg$tc oMYZ^b^ ixoN#'y<" 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:
7{k?"NF 7j(gW static holder _1;
8wEJyAu2 Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
W[e2J&G bweAmSs for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
h&!$ `) 而不用手动写一个函数对象。
^&c &5S} Y:Jgr&*,z dQAF;L {Q`Q2'@ 四. 问题分析
4af^SZ)l 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。
`D$RL*C;M` 1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。
G,1g~h%I$ 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
}I#_H 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
v-"nyy-&Z 下面我们可以对这几个问题进行分析。
!kH 1| O*n@!ye 五. 问题1:一致性
l%?()]y 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?|
9%0^fhrJ 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
KFaYn |@f\[v9` struct holder
ICc:k%wE7 {
1CJAFi>%D //
mgodvX template < typename T >
:o~]d T & operator ()( const T & r) const
SP>&+5AydX {
N-Bw&hEZ return (T & )r;
)wdd"*hv }
5)0'$Xxqa0 } ;
~LP5hL %F}d'TPx 这样的话assignment也必须相应改动:
F ^m;xy Um*&S.y template < typename Left, typename Right >
S0LaQ<9. class assignment
NQcg}y {
C0>L<*C Left l;
23a:q{R Right r;
A ^zd:h- public :
Mp[2A uf assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
TZ}y%iU:mB template < typename T2 >
m}>Q#IVZ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
A>RK3{7 } ;
?V(+Cc 6!;D],,"#. 同时,holder的operator=也需要改动:
Qv]rj]% hDBo
XIK template < typename T >
!-&;t7R assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
>9yy91H {
[dqh-7 return assignment < holder, T > ( * this , t);
''q#zEf6 }
L!`PM.:9 k%aJ%( 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
SO<9?uk. 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
C<w&mFozL cJM.Q_I}Y return l(rhs) = r;
,e
GF~ 在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
.*J /F$ 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
PR,8c VtGZB3 template < typename Tp >
`lt[Q>Z class constant_t
: JSuC {
kE[R9RS! const Tp t;
,pVe@ d' public :
$H&:R&Us constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
A!}Ps"Z template < typename T >
::-*~CH) const Tp & operator ()( const T & r) const
fP$rOJ)P {
"g!ek3w( return t;
H6/gRv@ }
FC]n?1?<( } ;
A5_r(Z-5 Ue"pNjd| 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
YgjN*8w\ 下面就可以修改holder的operator=了
9o3? "M^mJl&*b template < typename T >
ySF^^X$J assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
'q@vTM'- {
HK%W7i/k@ return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
*55unc }
-MFePpUt e_cK#9+ 同时也要修改assignment的operator()
_sY;
dS/ &)_
z! template < typename T2 >
I8YCXh T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
3UUN@Tx 现在代码看起来就很一致了。
>gz8,& [X>f;;h 六. 问题2:链式操作
uH[:R vC0 现在让我们来看看如何处理链式操作。
xLgZtLt9 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。
\5Y<UJKi 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。
$\M];S=CY 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。
}02(Y!Gh 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
P?zaut agQDd8 oX template < typename T >
%36@1l-N struct result_1
#q xo1uV(c {
/!`xqG# typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
uf"(b"N0 } ;
S6fbwZZMG H5o=nWQ6e 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:
;kT~&.,y 8Dn~U:F/? template < typename T >
wzBw5nf\ struct ref
py'xBi6}v {
a>Zp?*9 typedef T & reference;
sk
AF6n } ;
62K#rRS template < typename T >
bfy= struct ref < T &>
!/=.~B {
zJ@^Bw;A^@ typedef T & reference;
Y%>u.HzL } ;
aK
3'u Eh$1piJG 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
cH+ ~|3 hML-zZ template < typename T >
0Q)YZ2 typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
k|U2Mp {
!%.=35NS@E return l(t) = r(t);
i6g=fx6j* }
v-/vj/4> 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。
$dA]GWW5A 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
15r=d {w7/M]m- 有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么
ExeZj8U _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
\NKQ:F1 _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
FW|_8q?}< +5 调用divide的对象返回一个add对象。
9PMIF9" 最后的布局是:
7+qKA1t^ Add
''3I0X*! / \
q%dbx:y# Divide 5
?0?3yD-!9 / \
[1 O{yPV3s _1 3
X;
6=WqJj 似乎一切都解决了?不。
?GW}:'z 你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。
;~'& m 如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。
vhcp[=e : OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码:
M}Xf<:g) [AA}P/iW template < typename Right >
G\B+bBz assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
s[t<2)i Right & rt) const
Iga#,k+% {
"fW
}6pS return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
DJAKF }
OkfxX&n 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
./L)BLC i XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。
\Pcn D$L 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。
.t/@d(R 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。
,Q0H)//~ 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。
q alrG2
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?
Ivj=?[c| 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:
4I&Mdt<^D `!AI:c*3p1 template < class Action >
DuIXv7"[ class picker : public Action
m/ID3_ {
k[,0kP; public :
*ZxurbX# picker( const Action & act) : Action(act) {}
}r!hm?e // all the operator overloaded
q6<P\CSHy< } ;
P,F
eF'J^ Vjw u:M 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。
JbQY{z! 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:
x*=1C,C mCG&=Fx template < typename Right >
$L?KNXHAF! picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
E+#<WK- {
D/GE-lq return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
RBBmGZ }
`b%lojT. n?;rWq" Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
xu%eg] 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。
1<5Ug8q HIx%c5^ template < typename T > struct picker_maker
u05Yy&(f {
Vxu V`Plf typedef picker < constant_t < T > > result;
$mh\` } ;
D9?.Ru0. template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
R=F_U {
0U H] typedef picker < T > result;
\4^rb?B } ;
Z#bO}! D W^Zuu/) 下面总的结构就有了:
,wXmJ)/WZ functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。
)*S:C picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。
Kf*Dy:e picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
^$sqU 至此链式操作完美实现。
6bLn8UT
qLP/z :9Jy/7/ 七. 问题3
/zoy,t-i 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。
??U/Qi180 \"Y,1in# template < typename T1, typename T2 >
RjVmHhX ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
|_>^vW1f {
q=V'pML return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
x!\q69nd v }
~BX=n9 [/%N2mj 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:
e}S+1G6r) f'H|K+bO template < typename T1, typename T2 >
>]z^.U7= struct result_2
d7
H *F {
/XEW]/4 typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
JXYZ5&[ } ;
> pP&/ GNe^~ 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?
dRnf 这个差事就留给了holder自己。
XWyP'\ \Z&Nd;o -THMTRFz template < int Order >
'A3skznX{ class holder;
H(r D*R[ template <>
XNv2xuOc J class holder < 1 >
^W,5A;*3 {
!hhL", public :
~rJG4U template < typename T >
|E.BGdS struct result_1
[nP s {
/:'>-253 typedef T & result;
[!-gb+L } ;
G0Qw&
mqF template < typename T1, typename T2 >
Vm>E F~ r struct result_2
>MYDwH {
9;?u% typedef T1 & result;
|=m.eU } ;
9S*"={}% template < typename T >
_gI1rXI typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
C5,fX-2Q {
R]iV;j| return (T & )r;
,1$F#Eh }
uMS+,dXy template < typename T1, typename T2 >
u0 tlf typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
gJ'pwSA {
@2)nhW/z6 return (T1 & )r1;
Xa?O)Bq. }
ng"=vmu } ;
?(R3%fU Es%f@$0uy template <>
qul#)HI class holder < 2 >
dkZe.pv$j {
)J}v.8 public :
U5OX.0 template < typename T >
pUb1#= struct result_1
^hmV?a:Y {
U`mX
f#D typedef T & result;
J-5>+E,nZ } ;
8Auek#[ template < typename T1, typename T2 >
!}#> ky!t struct result_2
]A'{DKR {
D3X4@sM typedef T2 & result;
L ,dh$F } ;
d*0RBgn template < typename T >
-HG.GA typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
R[a-" {
.qO4ceW2-~ return (T & )r;
{_-kwg{"( }
uK2HtRY1 template < typename T1, typename T2 >
{E:` typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
iM)K:L7d {
'Oue 1[ return (T2 & )r2;
3I_^F&T }
pg4W?N` } ;
%
/VCjuV &uK(. @ 6*q1%rs:w 新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
J**(7d 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
~v.mbh 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
vSH,fS-n Q'/sP 5Pj return l(i, j) = r(i, j);
d+D~NA[M 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
HcsVq+ j|k/&q[St return ( int & )i;
s)a-ky( return ( int & )j;
oS fr5
i 最后执行i = j;
c\{N:S> 可见,参数被正确的选择了。
`
kT\V' *c$[U{Px EfrQ~`\
,Vhve'=*2 ayy\7b 八. 中期总结
?e$&=FC0; 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:
g
X!>ef 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
x#D%3v"l_* 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
p"ZvA^d\ 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
nF <K84 uL`#@nI SIJ7Y{\. pCs3-&rI3 QxYm3x5 t0m;tb bg 九. 简化
q? '4& 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。
"GO!^ZG] 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
eU1F7LS 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:
ez,.-@O 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
"?NDN4l* +-*/&|^等
/iU<\+ H 2. 返回引用。
WigtTAh4 =,各种复合赋值等
]y_:+SHc 3. 返回固定类型。
Z-PBCU 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
'~D4%WKT 4. 原样返回。
$0_K&_5w~ operator,
JU?;Kq9R 5. 返回解引用的类型。
.9nqJ7] operator*(单目)
yE8D^M|g 6. 返回地址。
!kovrvM6F operator&(单目)
ba|xf@=& 7. 下表访问返回类型。
K81X32Lm' operator[]
d`^3fr'.4A 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
J:@gmo`M;V operator<<和operator>>
)D+BvJ Y" $ZM'dIk? OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。
{N4 'g_ 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
4z0gyCAC A .l1x~( template < typename Left >
NnLK!Q struct value_return
[ohLG_9 {
FS1\`#Bm) template < typename T >
|>;PV4])( struct result_1
,*|Q= {
9 C[~*,qx typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
Nk7y2[ } ;
0=$/ tvI<Why\p template < typename T1, typename T2 >
Ei!Z]jeK struct result_2
k&$ov {
s2O()u- typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
t1w5U+z } ;
zZCl]cql } ;
>+M[!;m} 8^UF0>`' jY=y<R_oK 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
9O;Sn + L7rgkxI7k* 下面我们来剥离functor中的operator()
ZmsYRk~@- 首先operator里面的代码全是下面的形式:
1Wpu @z1QoZ^w return l(t) op r(t)
\zBi-GI7 return l(t1, t2) op r(t1, t2)
ZNBowZI return op l(t)
`UsJaoR#f return op l(t1, t2)
I3Vu/&8f| return l(t) op
%1i:*~g return l(t1, t2) op
ojM'8z0Hn return l(t)[r(t)]
.LDZqWr- return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
//7YtK6
S_P&Fv 很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式:
w;O-ATUzN 单目: return f(l(t), r(t));
HMd?` return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
Nc\DXc-N
双目: return f(l(t));
:nIMZRJ_!E return f(l(t1, t2));
h#YO;m2wd 下面就是f的实现,以operator/为例
RTmp$lV 0s;~9> struct meta_divide
t%qep| {
=yod template < typename T1, typename T2 >
^Q8yb*MN static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
UR'[? {
u@_|4Bp," return t1 / t2;
M/o?D <' }
Ey=2zo^F } ;
=8]`-( x=DxD&I!J 这个工作可以让宏来做:
Bp^LLH _lv{ 8vf1B #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
K#OL/2^
5 template < typename T1, typename T2 > \
FyEKqYl static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
1/-3m Po 以后可以直接用
%0Ur3 DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
&~_F2]oM 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
-}6ew@GE (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。。。)
IW\^-LI. _[6sr7H! 3 yx[*'e$ 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
ljbAfd 1V2]@VQF template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
|=q~X}DA class unary_op : public Rettype
M(C">L]8 {
HyzSHI Left l;
-Lq+FTezE public :
7i" b\{5 unary_op( const Left & l) : l(l) {}
V(`]hH0;T _#{ *I(l template < typename T >
~R|9|k typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
Tt: (l/1 {
2;Z
0pPR& return FuncType::execute(l(t));
6{)pF }
_^_3>}y5op og";mC template < typename T1, typename T2 >
xT>9ZZcE typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
V|YQhd0kv {
89M'klZ return FuncType::execute(l(t1, t2));
Q/|.=:~FO }
m1W) PUy } ;
%,[,mW4l i]Mem M- 9^/Y7Wp/@ 同样还可以申明一个binary_op
fw&*;az lAnq2j| template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
V*n$$-5
1- class binary_op : public Rettype
wNmpUO ? {
]gBnzh. Left l;
Ek<Qz5) Right r;
v]SxZLa public :
)WoH>D binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
Z#.d7B" *EuX7LEu_ template < typename T >
l,o'J%<% typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
1m5l((d {
iZNS? ^U return FuncType::execute(l(t), r(t));
Mxl;Im]!`. }
:)lS9<Y} ]T)N{"&N/ template < typename T1, typename T2 >
HO<|EH~lu typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
1'f_C<.0 {
|:C0_`M9 return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
s)WA9PiC }
~\am%r> } ;
CU|E-XPW ?>;b,^4 gGP6"|tc4 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
ChK-L6 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
(xo`*Q,+ DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
Cf(WO-F^ 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。
# `^nmC/F 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
1@Jp3wW 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。。。
M-t9M~ 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
,P9F*;Dj 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)
n$2oM5< 下面是修改过的unary_op
WK$\#>T 3VLwY!2: template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
?kR1T0lKkE class unary_op
NFTv4$5d {
rXW.F'=K6 Left l;
o9}\vN0F {}s/p9F4 public :
AE:(:U\ iZG-ca unary_op( const Left & l) : l(l) {}
Dn)yBA% _.9 5>` template < typename T >
dU3A:uS^ struct result_1
T^4 dHG-( {
?7fqWlB typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
4~Qnhv7 } ;
y#a,d||N1 n#6{K6}k~ template < typename T1, typename T2 >
PE5*]+lW. struct result_2
Z5xQ
-T` {
DinZZ typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
&.E/%pQ` } ;
AO8 #l
YP? <}lah%4F template < typename T1, typename T2 >
[2,D] e typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
I/w;4!+) {
}K?b2 6` return OpClass::execute(lt(t1, t2));
;t*SG*Vi }
Gy\]j +rv##Z template < typename T >
}<~(9_+ typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
<%YW/k"o {
`<g]p-=": return OpClass::execute(lt(t));
PPl o0R }
T'}kCnp >c_fUX={ } ;
oJD]h/fQs /W .s1N 9}QIqH\p 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
"m {i`<, 好啦,现在才真正完美了。
OH06{I>; 现在在picker里面就可以这么添加了:
Lk|`\I
T f+9WGNpw template < typename Right >
E"'u2jEG^ picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
-Kg.w*\H7/ {
aB6/-T+u return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
f_)# }
s=:)!M.i 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。
6hj[/O)E Y-bTKSn ?;oJ=.T `xx.,;S pnuo;r s 十. bind
(W#CDw<ja 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。
4 xqzdR_ 先来分析一下一段例子
:4AIYk=q CmXLD} L_x pfZ[YC- int foo( int x, int y) { return x - y;}
FdE?uw bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
hrnE5=iY bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
&Y^4>y% 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。
PESvx>: 我们来写个简单的。
Je|:\Qk 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
|Ogh-<|< 对于函数对象类的版本:
1qR$ Yr\ v)np.j0V7 template < typename Func >
E
G+/2o+W struct functor_trait
R +@|#! {
MhA4C 8 typedef typename Func::result_type result_type;
vLxaZWr } ;
5/Qu5/ 对于无参数函数的版本:
"Bwz
Fh 4!Radl3` template < typename Ret >
c3GBY@m struct functor_trait < Ret ( * )() >
`Njvk {
<pV8
+V) typedef Ret result_type;
zgz!"knVx } ;
j_d}?jh 对于单参数函数的版本:
J-/w{T8: 9{4oz<U template < typename Ret, typename V1 >
8x-19# struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
/ fUdb=!Z {
cWo>DuW& typedef Ret result_type;
Rd HCb k } ;
IuP~Vt{m 对于双参数函数的版本:
?{aC-3VAT z2{y<a9;? template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
mKu,7nMvF struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
-BP10-V {
Ms +ekY) typedef Ret result_type;
$1 B?@~& } ;
0R? @JC 等等。。。
h! uyTgq 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
Y=|p}>.} :l"BNT[/ template < typename Func >
U"/T`f'H z struct func_return
L754odc {
I!?Xq template < typename T >
wbJBGT{sm struct result_1
F?tWx+N<{ {
q6rkp f,Tl typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
,+IFV } ;
S'^ q ;o'r@4^&$R template < typename T1, typename T2 >
|hj!NhBe struct result_2
(/nnN4\= {
DzMg^Kp typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
59{X; } ;
'm`}XGUBS } ;
.s>@@m- K"VcPDK 5?HwM[` 最后一个单参数binder就很容易写出来了
9,~7,Py } }wRm ~ template < typename Func, typename aPicker >
@gbW: class binder_1
IV!`~\@ {
a9;KS>~bq Func fn;
OQfFS+6 aPicker pk;
T8Mqu`$r public :
c*7|>7C$i G=[<KtWa template < typename T >
-a@e28Y struct result_1
qD*y60~]zz {
.-iW
T4Dn typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
[/q
Bvuun } ;
sQA_ 6]` AB\Ya4O"9 template < typename T1, typename T2 >
L,.~VNy- struct result_2
jZ-s6r2= {
q/zU'7%@ typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
*]HnFP } ;
ms5?^kS2O s&pnB binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
<A=1]'1\r &*"*b\ template < typename T >
LA_{[VWYp> typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
VO eVS&} {
VQqBo~ return fn(pk(t));
G\F>* }
b4dviYI template < typename T1, typename T2 >
2#:p:R8I> typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
M 5w/TN {
=K0%bI return fn(pk(t1, t2));
gIz!~I_U }
v[|W\y@H/3 } ;
3e'6A ^# hsY?og_H OWwqCPz. 一目了然不是么?
jr0j0$BF 最后实现bind
d2Q*1Q@u 8cOft ;|qB oDu6W9 + template < typename Func, typename aPicker >
JqMF9|{H picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
6Jq[]l"v {
,k~' S~w. return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
1UJ rPM% }
5\z<xpJ 8>[g/%W 2个以上参数的bind可以同理实现。
YX-~?Pl 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 -g7U -!_8>r;Q4 十一. phoenix
Kw`CN Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
BZ:tVfg. 131(0nl)=I for_each(v.begin(), v.end(),
xrvM}Il (
B2j1GJEO do_
-c]AS[( [
9x@|%4Zm" cout << _1 << " , "
k o[w#j ]
0)Ephsw .while_( -- _1),
HuTtp|zM> cout << var( " \n " )
LE<J<~2Z )
?< b{ );
L>~Tc .+ u
b\ 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:
7?R600OA 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
z4SJxL operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
V_gKl;Kfe8 那么我们就照着这个思路来实现吧:
=J]WVA,GqA Su,:f_If, .c-a$39 template < typename Cond, typename Actor >
&$/
#"lW,V class do_while
d)vP9vXy {
nte?a e Cond cd;
K#Ck,Y" Actor act;
lcZ.}
public :
DO80HS3ZD template < typename T >
=|agW.l struct result_1
#_35bg4h{ {
>E<ib[vK[ typedef int result_type;
RN(I}]] a } ;
CfU|]< 0mSP do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
.fl r O,B\|pd2 template < typename T >
95mf typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
j-ej7 {
ac l<dY6 do
C*( {
GV Xdyi act(t);
G@H!D[wd }
"9s_[e while (cd(t));
A0)^I:& return 0 ;
f zo'9 }
h )
Wp } ;
(*$bTI/~ jCJcVO>OZ DRQx5fgL 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
J |q(HpB 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
mtv8Bm=< 其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。
@[3c1B6K 因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。
S\TXx79PhC 下面就是产生这个functor的类:
*vaYI3{qN Kn~Rck|
] Zl5'%b$& template < typename Actor >
bGWfMu=n class do_while_actor
hN'])[+V {
Tsg9,/vXM Actor act;
)SmnLvL public :
^OY]Y+S`Ox do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
LQR2T5S/Q, 4qie&:4j template < typename Cond >
F]3Y,{/V picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
s7Agr!>f } ;
BNK]Os nzflUR{`- h+g\tYWGP 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
v(2N@s<% 最后,是那个do_
J3 _aHI nQc#AFg
@yuiNj.T class do_while_invoker
bT.q@oU {
gN=.}$Kfu public :
R_PF*q2 ' template < typename Actor >
5Kg'&B ( do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
@oA z {
SB\%"nnV return do_while_actor < Actor > (act);
vamZKm~p }
D`LBv,n } do_;
B3#G ! K>iSF< 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
KMRPleF 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
IO+]^nY` 最后来说说怎么处理break和continue
qNEp3WY: 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。
"bo0O7InOV 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 ]