一. 什么是Lambda cr3^6HB
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Upe%rC(
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_enqC3
b;n[mk
nUO0Ce
T[gv0|+
class filler ]DcFySyv
{ HtFDlvdy]
public : RP"kC4~1
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} aOp\91
} ; wT@og|M
d-qUtgqV86
K-4PI+qQ\
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: _b 0&!l<
6Oq7#3]
Vksuu@cch
5+vaE
2v
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); L,\Iasv
aUp
g u"
KoT\pY^7\
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 g#bRT*,L
^W^OfY
@dKTx#gZ
7I}uZ/N
二. 战前分析 'DR!9De
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。 eFgA 8kY)
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 ^[[P*NX3
ax`o>_)
wMn
i
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Tk}]Gev
/* --------------------------------------------- */ j%kncGS
vector < int *> vp( 10 ); HN"Z]/5j
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); TOt dUO
/* --------------------------------------------- */ &
21%zPm
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); By|4m
/* --------------------------------------------- */ KO [Yi
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); ]gOy(\B
/* --------------------------------------------- */ COlqcq'qAu
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); *@5 @,=d
/* --------------------------------------------- */ ll^#JpT[S
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); <I?Zk80
-RwE%cr
fC`&g~yK'
c{|p.hd
看了之后,我们可以思考一些问题: dV_G1'
1._1, _2是什么? ]^E?;1$f?
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 e6*8K@LHB
2._1 = 1是在做什么? _>+Ld6.T6
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 lxx2H1([
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 RZLq]8pM
3fj4%P"
vXs"Dst
三. 动工 tmq OJ
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ?s01@f#
[,Gg^*umS
`yyG/l
o!Zb0/AP)
template < typename T > K+eM
class assignment js(pC@<q5
{ .('SW\u-
T value; Z@HEj_n
public : ftb\0,-
assignment( const T & v) : value(v) {} j#|ZP-=1_
template < typename T2 > 04ui`-c(
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } }2jn[${ pr
} ; @d'j zs
H_a[)DT
zhQJy?>'m
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 7!1S)dup
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment B,@i
(PLUFT
d]9z@Pd
2/?|&[
class holder ch]IzdD
{ Q &8-\
public : Oketwa
template < typename T > J.a]K[ci
assignment < T > operator = ( const T & t) const x2xRBkRg=
{ V3Bz
Mw\9r
return assignment < T > (t); Gc?a +T
} _BufO7`.
} ; YK_7ip.a[
5BIY<B+i
U^PgG|0N
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: dtDFoETz
/ZX}Nc g
static holder _1; &>O+}>lr9
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 \bXa&Lq
&oNAv-m^GD
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Z,gk|M3.
而不用手动写一个函数对象。 F9^S"qv$
wYea\^co
mh%VrAq
b%+Xy8a
四. 问题分析
a?1Wq
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。 $4\j]RE!
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 *. t^MP
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 &]Tmxh(
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 l1I#QB@5n
下面我们可以对这几个问题进行分析。 WJi]t9 3
"+c-pO`Wg
五. 问题1:一致性 %d@z39-;
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| K/$KI7P
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 q.vIc
?a
Cp N>p.kM
struct holder Wwo0%<2y
{ +`4A$#$+y
// (Ld i|jL
template < typename T > k6^Z~5
Sy
T & operator ()( const T & r) const qq?!LEZ
{ rv;3~'V
return (T & )r; P?<y%c<
} , gHDx
} ; u*R_\*j@
c-w)|-ac.
这样的话assignment也必须相应改动: z:O8Ls^\T
pg.%Pdr<$
template < typename Left, typename Right > ]e3Ax(i)
class assignment DG/Pb)%Y
{ iZ%yd-
Left l; 6!o1XQr=Z
Right r; hTkyz
la
public : jPeYmv]
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} <@}9Bid!o
template < typename T2 > al0L&z\
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } jIyQ]:* p
} ; ICCc./l|
}Jw,>}
同时,holder的operator=也需要改动: ]n~V!hl?A
}JfjX'
template < typename T > ?2a $*(
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const /reX{Y
{ u2I Cl
return assignment < holder, T > ( * this , t); @HW*09TG
} Efe 7gE'
& kIFcd@
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。 iLT}oKF2N;
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 9mgIUjz
^Cmyx3O^
return l(rhs) = r; 9Flb|G%
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。 H]s.=.Ki
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
)jj0^f1!j
J,G
lIv.A
template < typename Tp > QJNFA}*>
class constant_t \v{=gK
{ V~bD)?M
const Tp t; X]=t>
public : $e\M_hp*J
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} `/g
UV
template < typename T > [lAp62i5
const Tp & operator ()( const T & r) const wr4:Go`
{ 0YzpZW"+
return t; V)^+?B)T
} +p^u^a
} ; neh(<>
$M#>9QHhc
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 b-y
下面就可以修改holder的operator=了 !wNO8;(
l2d{ 73h
template < typename T > l0]
EX>"E
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const wzaV;ac4K
{ ,Q,^3*HX9}
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); Q?T]MUY(L
} VpUAeWb
U.TA^S]`g
同时也要修改assignment的operator() Al'3?
ZuIefMiG~+
template < typename T2 > ^{{ qV
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } \9d$@V
现在代码看起来就很一致了。 yVc(`,tZ(
|o@%dH
六. 问题2:链式操作 *VeRVaBl
现在让我们来看看如何处理链式操作。 5;S.H#YOpO
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。 bcR_E5x$
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。 zQA`/&=Y
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。 H"KCK6
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct OB7hlW
-8Xf0_
template < typename T > +#By*;BJ
struct result_1 23?rEhKe
{ eQ"E
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; h~26WLf.
} ; -&;TA0~;
{!`4iiF
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: M;NX:mX9
cAy3^{3:
template < typename T > _6Ha
struct ref 9kojLqCT
{ 7KPwQ?SjT
typedef T & reference; GL JMP^p
} ; &{RDM~
template < typename T > G
j1_!.T
struct ref < T &> 7|D +Ihy;
{ oE~RySX
typedef T & reference; OTp]Xe/
} ; &R siVBA
q =Il|Nb>
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: w*!aZ,P
RyN s6
template < typename T > I|J/F}@p
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const f-d1KNY
{ mt`.6Xz~
return l(t) = r(t); h$=2 p5'-
} 8[>zG2
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。 W`&hp6Jq
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 \f)#>+X-
6,uX,X5
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 ?8 {"x8W;
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: <X5fUU"+U
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 4sM.C9W
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Mq8L0%j
最后的布局是: aP`P)3O6)1
Add ]HdCt 3X
/ \ <| &Npd'
Divide 5 ,
dp0;nkr
/ \ 5coZ|O&f8
_1 3 ^J d
r>@
似乎一切都解决了?不。 v@Ox:wl>
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。 zT[!o
j7
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。 smLQS+UE
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: *j-aXN/ $
b[7]F
template < typename Right > `-&K~^-cH
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const Df#l8YK#
Right & rt) const I0a<%;JJW
{ iI>A *,{,`
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Jo}eeJ;k
} vFsLY
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ??T#QQ
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。 ETLD$=iS
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 oRzi>rr
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 Fx+*S3==%e
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 Ev P{p
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? i?~3*#IpD
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: pNIf=lA
D-4f.Tq4#
template < class Action > JLi|Td"1%
class picker : public Action ;$tSb ~K+
{ d| {r5[&
public : g*"P:n71
picker( const Action & act) : Action(act) {} ]~nKK@Rw
// all the operator overloaded Dxxm="FQZ
} ; :yjFQ9^?&
T^v}mWCZ
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。 >*n0n!vF
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: xvy.=(
BUR*n;V`
template < typename Right > QIgNsz
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const }T$p)"
{ kwA$Z!Rn
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); {GO#.P"
} +{UcspqM
x;')9/3
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 63A.@mL
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。 X$pJ
:M{F$
7=DdrG<
template < typename T > struct picker_maker >U3cTEs cj
{ `p7=t)5k
typedef picker < constant_t < T > > result; V!dtF,tH
} ; ][]
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > 2|bn(QYz
{ u4_9)P`]0
typedef picker < T > result; g4@ lM"|S
} ; ``Un&-Ms
L^Fy#p
下面总的结构就有了: ; Hd7*`$
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。 1r7y]FyH$
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。 [sb[Z:
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 !YJs]_Wr
至此链式操作完美实现。 T n}s*<=V
e!r-+.i(
AvHCO8h|
七. 问题3 @gtQQxf"
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。 pBPl6%C.X-
2>H24F
template < typename T1, typename T2 > 5 BJmA2L
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const e,5C8Q`Z
{ {>%&(
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ~WN:DXn
} Ydy9
Qdp)cT
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: B~du-Z22IZ
s!e3|pGS
template < typename T1, typename T2 > M:6"H%h,W
struct result_2 I0RvnMw
{ BRYHX.}h\A
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ^KE%C;u
} ; +t:0SRSt
*cnNuT
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? {91nL'-'
这个差事就留给了holder自己。 kE(mVyLQ
Pco'l#:
v 6Vcjm
template < int Order > lu6(C
class holder; $lut[o74
template <> n\.V qe
class holder < 1 > ^<-+@v*
{ zNuJj L
public : TvQo?
template < typename T > qcGK2Qx
struct result_1 C{XmVc.
{ ',4iFuY
typedef T & result; K!]/(V(}
} ; *r% c
template < typename T1, typename T2 > O<;3M'y\
struct result_2 0,8okAH
{ |id
<=Xf
typedef T1 & result; j9OG\m
} ; d&s9t;@=
template < typename T > O5t[
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Y7[jqb1D
{ -\n@%$M]G
return (T & )r; 'oC)
NpnH
} l?^4!&Nm
template < typename T1, typename T2 > @k/NY*+
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const g
SAt@2*U2
{ U~l$\c
return (T1 & )r1; BIWWMg
} P_p<`sC9
} ; 5-xX8-ElYz
.%C|+#&d
template <> mS~kJy_-
class holder < 2 > /_#q@r4ZQ
{ 6qd\)q6T&x
public : QZ%`/\(!8_
template < typename T > H1(Uw:V8
struct result_1 q\527^ZM
{ LAe6`foW/
typedef T & result; 4 vV:EF-
} ; v2;`f+
template < typename T1, typename T2 > ,T8 ~L#M~
struct result_2 nmi|\mof
{ N<KS(@v
y
typedef T2 & result; O|N{v"o
} ; xLZG:^(I
template < typename T > a"g!e^
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const *%t^;&x?
{ M>8A\;"
return (T & )r; %\Mo-Ow!\
} 6;qy#\}2
template < typename T1, typename T2 > B[?CbU
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Y,e B|
{ 0|\$Vp
return (T2 & )r2; Uwx
E<=z
} Y0K[Sm>
} ; 1,!(0
5H
:+|Z@KB
[o5Hl^
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> >。 A4<Uu~
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: m&?r%x
首先 assignment::operator(int, int)被调用: A1?2*W
;H.^i|_/
return l(i, j) = r(i, j); ZH)="qx[
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) &&RimoIeo
0f>5(ek
return ( int & )i; u4%Pca9(=
return ( int & )j; Y6L~K?
最后执行i = j; W$2C47i
可见,参数被正确的选择了。 3+fp2
I[##2
\1 &,|\E#
r[Hc>wBv
t; {F%9j{
八. 中期总结 'V=P*#|SR
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: =j*$
|X3W
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
Eq\M;aDq
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 QM#4uI55B
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor K$_0`>[
V0XvJ
6}Y#= }
O,h ;hQZ
:|8M`18lZ
/&+tf*
九. 简化 ^ tg<K
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 =k0_eX0
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ~-J]W-n
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: >R!jB]5
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 hL;(C)(
+-*/&|^等 r_6ZO&
2. 返回引用。 Mz~D#6=
=,各种复合赋值等 6U,O*WJ%e
3. 返回固定类型。 dl@%`E48w
各种逻辑/比较操作符(返回bool) ouFYvtF g
4. 原样返回。 ]cMqahaY
operator, f-n1I^|
5. 返回解引用的类型。 *8_wYYH
operator*(单目) bNNr]h8y-
6. 返回地址。 4X
|(5q?
operator&(单目) os={PQRD
7. 下表访问返回类型。 g($DdKc|g
operator[] }$Tl ?BRpU
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 W_8wed:b
operator<<和operator>> {|:;]T"y
jesGV<`?l
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 Rt!FPoN,y
例如针对第一条,我们实现一个policy类: m6CI{Sa](l
@A89eZbW
template < typename Left > <\ :Yk
struct value_return gPsi
{ 8Sh54H
template < typename T > YccH+[X;
struct result_1 H'HA+q
{ q$tUH)0
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 9"A`sGZ
} ; ?Yk.$90
=4PV;>X
template < typename T1, typename T2 > ?D*/*Gk{
struct result_2 /+;h)3PN6
{ g8xQ|px
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; =U|.^5sa#
} ; VAf1 " )pC
} ; ;he"ph=>
,N[7/kT|
8a'.ZdqC?
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ( _)jkI
\
J| bd)0
下面我们来剥离functor中的operator() 1@R
Db)<V
首先operator里面的代码全是下面的形式: d>fkA0G/9!
P} SCF
return l(t) op r(t) 72y0/FJ
return l(t1, t2) op r(t1, t2) oxkoA
return op l(t) 1Y@Aixx
return op l(t1, t2) Qqvihd
return l(t) op W!&'pg
return l(t1, t2) op f@DYN!Z_m
return l(t)[r(t)] h=kh@},
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] `A^"%@j
C:C}5<fkx
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: DB:+E|vSD
单目: return f(l(t), r(t)); E}p&2P+MR
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ;1.,Sn+zO
双目: return f(l(t)); _Khc3Jo
return f(l(t1, t2)); Z99>5\k
下面就是f的实现,以operator/为例 D.Q=]jOs
M#VE ]J
struct meta_divide /ZPyN<@
{ `~Zs0
template < typename T1, typename T2 > QQ ~-
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) @&:ar
{ X{'q24\F
return t1 / t2; 0#&5.Gr)
} [uq$5u
} ; ?$^2Umt0
xScLVt<\e
这个工作可以让宏来做: yXF?H"h(
zN@}
#Hk
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 7Kal"Ew
template < typename T1, typename T2 > \ 0F|AA"mMT
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; !~&R"2/
以后可以直接用 .5,(_p^
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) hKjt'N:~ZY
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 s6zNV4
(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。。。) `_{`l4i5
J}+6UlD
"a1n_>#Fb
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 6&l+0dq
rIhl.5Y
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > i2(1ki/|O
class unary_op : public Rettype s,n0jix@
{ ^!z[t\$
Left l; <$~mE9a6
public : {v2|g
unary_op( const Left & l) : l(l) {} vIwCJN1C
;u(<h?%e
template < typename T > ?)X,0P'
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const : b~6i%b
{ U1RpLkibQ
return FuncType::execute(l(t)); QxOjOKAG
} rKf-+6Na
&c%g
template < typename T1, typename T2 > g(J&m<I
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const /)(#{i*
{ ;Tc`}2
return FuncType::execute(l(t1, t2)); ^__Dd)(
} ;R?I4}O#R8
} ; %V{7DA&C
uYil ?H{kH
nwaxz>;
同样还可以申明一个binary_op ]=";IN:SU
q**G(}K
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > D]~MC
class binary_op : public Rettype _DNHc*
{ j;3[KLmuK%
Left l; o1Q7Th
Right r; fasgmi}
public : FE!lok
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} sHl>$Qevz
3?Pn6J{O
template < typename T > '07P&g-
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const WT`4s
{ ixQJ[fH10
return FuncType::execute(l(t), r(t)); XWs"jt
} :2-pjkhiwY
R&';Oro
template < typename T1, typename T2 > qfz 8jY]
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const xD[Gq%
{ /iV}HV0
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); <xC#@OZ
} z;wELz1L{
} ; e=;AfK
%v7[[U{T
yK2^Y]Ku?
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 '@CR\5 @
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 OP|8S k6
r
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) e-*.Ca
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。 ^=SD9V
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 5-0{+R5v
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。。。 jSuL5|Gui
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 cEd+MCN
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) 9n5<]Q(
下面是修改过的unary_op 2hQ>:
(S`2[.j
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > mzc
4/<th
class unary_op `o?Ph&p}
{ r~n sN*t
Left l; VZ](uF BY
1`9xIm*9w
public : !i%"7tQ3$
UaV iI/ks
unary_op( const Left & l) : l(l) {} e^Ky<*Y
z)=+ F]
template < typename T > XNb ZNaAd
struct result_1 F.=Bnw/-
{ RxN,^!OV
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; SdwS= (e6
} ; %8M)2?E
^ Dt#$Z
template < typename T1, typename T2 > lmSo8/%T
struct result_2 =)`
p_W
{ t2iv(swTe
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ~~,rp) )
} ; yxq}QSb \3
ZzBQe
template < typename T1, typename T2 > STw#lU) %(
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const (q7
Ry4-
{ \7
NpT}dj
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); U(;&(W"M
} ^F"iP7
@*DyZB
template < typename T > \y{Tn@7
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const T=:]]nf?M
{ )Cw `"n
return OpClass::execute(lt(t)); ;kJA'|GX
} i^!ez5z
b(I2m
} ; PeE/iZ.
2kUxD8BcN
iTg; 7~1pY
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug @b3#X@e}
好啦,现在才真正完美了。 }Lw>I94e
现在在picker里面就可以这么添加了: okFvn;
|s)?cpb
template < typename Right > K[7EOXLy
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const e<#DdpX!H~
{ I;?X f
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); y{a$y}7#X
} .+([
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。 ^+9sG$T_EV
`H3.,]
`3'0I /d"z
d@3}U6,
]}6w#)]"
十. bind 08m;{+|vY
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 C}*cx$.
先来分析一下一段例子 :aIN9;
%D`,k*X
\rV
B5|D?
int foo( int x, int y) { return x - y;} D*Q.G8(
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 5I@w~z
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 6k/U3&R
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。 DK&h
eVIoZ
我们来写个简单的。 %&\ jOq~
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 0G2g4DSKD
对于函数对象类的版本: Zf>^4_x3P
(?b@b[D~4
template < typename Func > A;u" <KG?
struct functor_trait 5]1h8PW!Y
{ $.489x+'Z
typedef typename Func::result_type result_type; xT)psM'CL
} ; .\qj;20W
对于无参数函数的版本: 90Hjx>[
2w$twW-
template < typename Ret > oiX"Lz{
struct functor_trait < Ret ( * )() > HOp-P8z
{ STA4 p6
typedef Ret result_type; ='E$-_
} ; oQj=;[
对于单参数函数的版本: Ij'NC C
47T}0q,
template < typename Ret, typename V1 > ^-M^gYBR
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > :` $@}GI
{ m2Uc>S
typedef Ret result_type; 3?s ?XAh
} ; Bfv.$u00p
对于双参数函数的版本: U^Tp6vN d
Pu>N_^ C
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ^ 2u/n
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > d'9:$!oz
{ 9><mp]E4
typedef Ret result_type; r
CRgzC
} ; >uI$^y1D
等等。。。 2n`Lg4=
然后我们就可以仿照value_return写一个policy v}v 5
m!OMrZ%)}
template < typename Func > \BI/G
struct func_return |k{-l!HI
{ ?Jtg3AY
template < typename T > =qvZpB7ZZ
struct result_1 ,`8Y8
{ '7im
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; dy>|cj
} ; n!He&
sxED7,A
template < typename T1, typename T2 > pD@zmCU
struct result_2 i$-#dc2qY
{ sst,dA V$
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; HpexH{.u)
} ; Ok%}|/P4
} ; '?GQ~Bf<>
ELh3^
kYxS~Kd<
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ER{3,0U
$'[q4 wo<
template < typename Func, typename aPicker > \`xkp[C
class binder_1 *,\` o~
{ XvSIWs
Func fn; }+Vv0jX|V
aPicker pk; IdM*5Y>f
public : YJ2ro-X
[]&(D_e"
template < typename T > 9F+ P@Kp
struct result_1 aN^IP
{ hGP1(pH.
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; Vul+]h[!h
} ; q3'o|pp
0d\~"4 R
template < typename T1, typename T2 > f3
]
struct result_2 rvwy~hO"
{ M>_ = "atI
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; I/UQ' xx
} ; 04y!\
G"S5ki`o
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} Kv+Bfh
e4qj .b
template < typename T > ibF#$&!
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const %3a|<6
{ :LV.G0)#
return fn(pk(t)); <Ns &b.\h6
} >v0 :qN7|
template < typename T1, typename T2 > Uk-HP\C"7
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const BGjb`U#%3
{ ZxS&4>.
return fn(pk(t1, t2)); 3DoRE2}
} ~/`X*n&
} ; ?B4#f!X
(Imp
$
IG / $!*E
一目了然不是么? M<