一. 什么是Lambda
z U*Mk 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
o$7UWKW8 在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象,
nvc(<Ovw qDfhR`1k Z *v`kl }>3jHWxLc class filler
at2)%V) {
?nE9@G5Gc public :
_(8N*q*w void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
RmOkb~ } ;
uBC#4cX`D* 1Vz3N/AP%? {?A/1q4rr 这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决:
8)83j6VF ^?A>)?Sq gd]_OY7L N
f}ZG for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
[<Mls@? UF}Ji#fqn ygK,t*T20 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
W&3,XFnI_ 1:u~T@;" ` XXD4T9Wy )]\-Uy$x 二. 战前分析
mT; 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。
zU4*FXt 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
,XN4Iy#BZl vo~Qo;m w7\
\m9 for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
N%=,S?b /* --------------------------------------------- */
>{Xyl): vector < int *> vp( 10 );
@B ?'Mu* transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
tdp>vI! /* --------------------------------------------- */
CE|
*&G sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
O>"
|5wj /* --------------------------------------------- */
Q]dKyMSSA int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
)<e,- XujY /* --------------------------------------------- */
ws
U @hqS for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
nS Vr,wU /* --------------------------------------------- */
4ZYywD wn for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
64^3ve3/a= 3b`#)y^y?% i@%a!].I *hpS/g/3\ 看了之后,我们可以思考一些问题:
Sg\+al7 1._1, _2是什么?
SxkY ;^-U 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。
&7{yk$]* 2._1 = 1是在做什么?
zIr-Rx'dL^ 既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。
5)->.* G* Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。
X8~?uroq qmNG|U& ="AaC!E,W 三. 动工
uw@-.N^ 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
OhM_{]* tvUC d} {T0Au{88H nY?&k$n template < typename T >
w(*}, class assignment
T]\'D&P~D {
YjPj#57+ T value;
]L3MIaO2T public :
{Z>Mnw"R assignment( const T & v) : value(v) {}
\#C]|\ template < typename T2 >
i7&ay\+@ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
DJ1!Xuu } ;
/7ykmW z.tN<P 7 ke2M&TV 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
UunZ/A$]m 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
w,0OO
f X"jtPYCpV{ i
nk!>Z dChMjaix class holder
B& 5Md.h {
u!t<2`:h public :
JC/nHM template < typename T >
ih: XC assignment < T > operator = ( const T & t) const
R\x3'([A5 {
#f_. return assignment < T > (t);
02YmV% }
$Xs`'>," } ;
YmHu8H_Q o,/w E Sb }=j;F 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:
Kv ajk~ \Y6r
!D9 static holder _1;
6yC4rX!a Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
RQ 8;_)% Lx|0G $ for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
#W4
" ^#2 而不用手动写一个函数对象。
T5dnj&N ] 0u
+_D8G `:Oje Ian+0
?`e 四. 问题分析
L08lkq, 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。
%Vk77( 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。
WM
]eb, 8q 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
8KsPAK_ 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
NC
sem 下面我们可以对这几个问题进行分析。
#1WCSLvtV E9'
2_e 五. 问题1:一致性
z00,Vr^m 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?|
{=;<1PykLb 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
4v9d&
m!< O0eM*~zI struct holder
@]Ac >& {
3KtJT&RuL //
oFsV0 {x%) template < typename T >
/E:BEm! T & operator ()( const T & r) const
fT
YlIT9 {
bas1(/|S return (T & )r;
vdot . }
g|tclBx } ;
*n6L3"cO ~_wSB[z 这样的话assignment也必须相应改动:
B#3Q4c$ HumL(S'm template < typename Left, typename Right >
7"OJ,Mx% class assignment
xl@~K^c] {
bL5u;iy) Left l;
?.Ip(g Right r;
%l!-rXp public :
ZVrZkd` assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
8d&%H, template < typename T2 >
}hcY5E-n T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
o4agaA3k } ;
\mWH8Z
}Z aj<r= 同时,holder的operator=也需要改动:
e%IbME]x jsP+,brO template < typename T >
m ^w{:\p assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
w:mm@8N {
ZKM@U?PK return assignment < holder, T > ( * this , t);
*U`R<mV\ }
e\!Aoky :#D~j]pP 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。
Kq(JHB+ 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
.Ad9(s i1*0'x return l(rhs) = r;
{BgJ=0g? 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。
yJ;Qe_up 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
$#(j2sL1 o'8nQ
Tao template < typename Tp >
.hnq>R\ class constant_t
p6ryUJc6 {
45OAJ?N const Tp t;
nYe:$t3F= public :
9Q'[>P=1 constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
p1W6 s0L template < typename T >
)KGz -!1c const Tp & operator ()( const T & r) const
1MmEP {
Qj$w7*U return t;
U2v;GIo$yU }
A2$05a$% } ;
<j3|Mh_(I eHR]qy 0_X 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
A4rkwM 下面就可以修改holder的operator=了
u'T-}95 V gdq6jz template < typename T >
}_('3C,Ba assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
&(e5*Q {
cwzgIm+ return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
C>SOd] }
^'fgQyj A6 `a 同时也要修改assignment的operator()
cIcu=U Ul}<@d9: B template < typename T2 >
6;wKL?snO T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
S#<y_w% 现在代码看起来就很一致了。
&9"Y:), }6=?
zs} 六. 问题2:链式操作
t0Jqr)9}6 现在让我们来看看如何处理链式操作。
?Iq{6O>D. 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。
6YV"H 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。
N(2M
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。
]&dPY[~,/i 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
;>S|?M4GZ Q7i(M >|O template < typename T >
?7J::}R struct result_1
ap2g^lQXq {
s+z 5"3'n typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
_dmG#_1 } ;
eN\+ NEvNj 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:
MSRk|0Mcr i0zrXaKV template < typename T >
tU *`X(; struct ref
b=U3&CV9 {
p#_5w typedef T & reference;
PB!XApTb } ;
WW2hwB( template < typename T >
i0J`{PbI struct ref < T &>
%wI)uJ2 {
;8^(Z typedef T & reference;
u?H.Z } ;
U3`?Z`i( Eggu-i(rD 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
Pn6~66a6 %(W8WLz} template < typename T >
*)Cr1d k typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
yqVoedN {
oZ ^,* return l(t) = r(t);
ect$g# }
`S.I,<& 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。
"a3?m) 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
H8=:LF !l Egta[Ql 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
F^aD# _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
=Y5m% ,Bq _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
-GM"gkz +5 调用divide的对象返回一个add对象。
hQlyqTP|2 最后的布局是:
h+A+>kC5 Add
t\TxK7i / \
El: @l% Divide 5
&Yc'X+'4 / \
es~1@Jb
_1 3
3^xq+{\) 似乎一切都解决了?不。
y)a)VvU": 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。
cc:$$_'L 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。
;r&Z?B$ 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:
rHk,OC wG9aX*(n template < typename Right >
9qgs*]J assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
`@v;QLD"d< Right & rt) const
4>a(!ht {
"tK|/R+ return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
%>6ilGQ+ }
e-[PuJ 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
SynRi/BRmw 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。
?u/UV,";y 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。
{?2|rv) 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。
'W>y v 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。
<RZqs 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?
#f HnM+ 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:
^FkB/j DvB{N`COd template < class Action >
'$EyVu! class picker : public Action
XgM&0lVT {
G%AO%II public :
EWgJ"WTF picker( const Action & act) : Action(act) {}
A~lc`m- // all the operator overloaded
E*wG5]at } ;
#z<#oC5 EtaKo}!A} Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。
! K_<hNG& 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
q-ko)] he:z9EG} template < typename Right >
W$()W) picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
`wQs$!a {
}f14# y; return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
xkax }
G6}&k[d5% DwZRx@ Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
URg;e M# 使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。
:#35mBe}k w0lgB%97p template < typename T > struct picker_maker
(Y8LyY {
=QbOvIq typedef picker < constant_t < T > > result;
nE*S3 } ;
p<#aXs jy template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
LExm#T` {
!{+.)%d'g typedef picker < T > result;
_cj=}!I } ;
F:q8.^HTJ JbS[(+o 下面总的结构就有了:
"DfjUk functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。
FI.F6d)E$ 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。
9==4T$nM[ picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
+,AzxP
_y 至此链式操作完美实现。
UB~-$\. $I>]61l% B{D4.!a 七. 问题3
1"75+Q>D 如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。
V,0$mBYa ipg`8*My template < typename T1, typename T2 >
>1;jBx>Qy% ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
C.ji]P# {
ge.>#1f} return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
la w$LL }
bhIShk[ {wj%WSQj/y 很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2:
%.r\P@7/Q oH?:(S( template < typename T1, typename T2 >
W;2J~V!c struct result_2
Sw,*#98 {
"aCB} typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
zow8 Q6f } ;
'j,
([ ;nQ=!
.#Q 显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢?
IF5-@hag, 这个差事就留给了holder自己。
D"$Y, d "0[`U(/ uax0%~O\ template < int Order >
zPqJeYK class holder;
N{Z+ template <>
F0z7".) class holder < 1 >
~mXzQbe
p {
Nc{&AV8Y_v public :
gj
@9(dk% template < typename T >
d;0]xG?%= struct result_1
Fj~suZ` {
r(uo-/7z typedef T & result;
[r8[lkR } ;
av|T|J/( template < typename T1, typename T2 >
OObAn^bt struct result_2
YX-j|m| {
U'(zKqC typedef T1 & result;
J( XDwt } ;
=Q<7[ template < typename T >
j,^&U|! typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
oo &|(+"O_ {
>4Tk#+%Jj return (T & )r;
z{\tn.67 }
;5[OS8 template < typename T1, typename T2 >
a`%`9GD typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
`G\Gk|4;2 {
5G\OINxy return (T1 & )r1;
vu^mLc }
d[,Rgdd@I } ;
n:/!{. YlbX_h2S" template <>
?rQ .nN class holder < 2 >
eg}g}a {
8CUtY9. public :
s)]T"87H'_ template < typename T >
dV
:} struct result_1
(:OMt2{r {
|rk.t g9 typedef T & result;
Vlz\n } ;
P8By~f32_ template < typename T1, typename T2 >
$RY-yKmi struct result_2
9M27;"gK {
YFJaf"?8g typedef T2 & result;
57{T
p:| } ;
8b]4uI< template < typename T >
;k `51=Wi typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
!;*flr`/ {
b_F1?:# return (T & )r;
vkhPE(f }
PaQ lQ# template < typename T1, typename T2 >
grgs r_)[ typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
_d3Z~cH {
6}N`YOJ. return (T2 & )r2;
[>a3` 0M }
K 'l-6JY- } ;
Sxc)~y %\48hSe TCRTC0_}k 新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
uCB9;+ Hjw 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
zNt//,={ 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
lAi5sN)|$ P8X9bW~GQ return l(i, j) = r(i, j);
'pIrwA^6N 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
4PxP*j _`;KmD&5 return ( int & )i;
ux1(> return ( int & )j;
h'&<A_C-7 最后执行i = j;
Oo;]j)z 可见,参数被正确的选择了。
_|12BVq rrRv 7J&Q :
pUu_ _xh)]R tT)s,R% 八. 中期总结
Sdmz(R 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:
,v}) 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
V~ KWy@7 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
RN)XIf$@_ 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
{f`Y\_r$@ MF'Z?M Za!KM 3>7{Q_5 MnFrQC QnS^ G{ 九. 简化
5`fUR/|[ 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。
c]x-mj = 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
+8Q @R)3 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:
*cWHl@4 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
"$(D7yFO +-*/&|^等
!5De?OXe 2. 返回引用。
+|dLR*s =,各种复合赋值等
Axb=1_-- 3. 返回固定类型。
-j<E_!t 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
vd#)+ 4. 原样返回。
#A4WFZ operator,
wX2U
5. 返回解引用的类型。
$S<B\\
% operator*(单目)
~fD\=- S1 6. 返回地址。
zdPJ>PNU operator&(单目)
L bJf5xdi 7. 下表访问返回类型。
e)?}2 operator[]
m,kYE9{ 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
Dom]w.W5 operator<<和operator>>
rQT%~oM: #J/RI[a 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。
|X1axRO 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
'L3MHTM>[ \36 G``e template < typename Left >
*ilVkV"U struct value_return
q)?!]|pZ {
~:{ mKc template < typename T >
H0OO+MCe struct result_1
-?#iPvk6 {
o9|
OL typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
|(W04Wp"@ } ;
egA*x*8 iTdamu`L template < typename T1, typename T2 >
kw z6SObQ struct result_2
`,~'T [ {
+`"Tn`O typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
|) ~-Wy } ;
>G!=lLyR } ;
HP*{1Q@5 *A48shfO O95gdxc 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
5!'1;GLs
"[]oWPOj 下面我们来剥离functor中的operator()
Ms5qQ<0v_ 首先operator里面的代码全是下面的形式:
$s1/Rmw Q}\\0ajS) return l(t) op r(t)
w6>P[oW return l(t1, t2) op r(t1, t2)
1!)'dL0mI return op l(t)
4KxuSI^q return op l(t1, t2)
pFMjfWD,C return l(t) op
PhuHfw4$y, return l(t1, t2) op
LFi{Q{E) return l(t)[r(t)]
<f:(nGj return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
-J6` |PYyhY 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:
v9@_DlV\ 单目: return f(l(t), r(t));
Lbrn8,G\ return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
(FGy"o%TP' 双目: return f(l(t));
H1?C:R return f(l(t1, t2));
#'f5owk>, 下面就是f的实现,以operator/为例
ddl]!
^IK CIo`;jt K struct meta_divide
sd+_NtH {
=pmG.>Si template < typename T1, typename T2 >
4s%zvRu static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
vCt][WX( {
: i.5
<f return t1 / t2;
C[Q4OAFG }
U:7w8$_ } ;
F> Ika=z, 8VU(+%X 这个工作可以让宏来做:
WQCnkP &m36h`tM #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
T; [T` template < typename T1, typename T2 > \
d,i4WKp static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
fO5L[U^` 以后可以直接用
( -q0!]E DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
CTg79
ITYk 来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数
l{3zlXk3z (ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。)
n?6^j8i _?felxG[ Q:
-& 下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体
46
0/eW\ gGCr~.5 template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
P5G0fq7 class unary_op : public Rettype
9-{.W Z {
Bkn]80W Left l;
6*$A/D public :
?r)>SB3(e unary_op( const Left & l) : l(l) {}
ZB$yEW]]~ 6IK>v*< template < typename T >
Z?[R;V1j typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
)L
"Dt_t {
^j.3'}p return FuncType::execute(l(t));
YsCY~e & }
daA&!vnbH* ,'YKL", template < typename T1, typename T2 >
nzAySMD_ typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
hB>FJZQ_ {
e 5(|9*t return FuncType::execute(l(t1, t2));
)~$ejS }
@HI@PZ> } ;
&uaSp,L l(3PxbT VFq\{@-
% 同样还可以申明一个binary_op
".AW V1nqEdhk template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
beYGP class binary_op : public Rettype
wS$ 'gKA6 {
{EoZ}I Left l;
)9/iH( Right r;
%(%EEt public :
]{|l4e4P binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
w0=/V[fs ebL0cK? template < typename T >
75P!`9bE typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
-;
d{}F {
96!2@c{ return FuncType::execute(l(t), r(t));
XF3lS#pt }
tycVcr\( 1 Cz}|#U template < typename T1, typename T2 >
sy(bL_% typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
`\ nKPj {
&432/=QSm0 return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
J7EWaXGbz }
cZ`%Gt6g } ;
ZX+0{E8a 0#Q]>V@rO4 $LU|wW 很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
eA(FWO 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
)`|`PB DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
/a}N6KUi 那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
y{P~!Yn| 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
8<6@O 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
d[;&2Jz* 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
%[L/JJbP&Z 这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan)
&R<K>i 下面是修改过的unary_op
) P+<=8@a #MMp0 template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
1!+0]_8K class unary_op
3$_- 0> {
#w^Ot*{!N Left l;
*r~6R "Rf|o6!d public :
>)>~S_u ,&O&h2= unary_op( const Left & l) : l(l) {}
51AA,"2[_ KeyHxU=? template < typename T >
La7}zXx struct result_1
$`C$|9S {
cI7a TLC"s typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
}LWrtmc } ;
:.-KM7tDI1 L&5zr_ template < typename T1, typename T2 >
:de4Fje/4y struct result_2
n34d"l3 {
h^{aG ]) typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
r24
s_ } ;
2of+KI: Dn>C
:YS` template < typename T1, typename T2 >
.lz=MUR typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
+).=}.k {
(r<F@)J return OpClass::execute(lt(t1, t2));
& )-fC }
C}o^p"M*B3 b!EqYT template < typename T >
0*uJS`se6Z typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
d(Yuz#Qcrh {
M|.ykA<D return OpClass::execute(lt(t));
%~Ymb&ugg }
Cq\{\!6[ VdL }$CX$ } ;
Kt"4<' p+2%LYR u z`dnS]q9 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
r6:nYyF$)v 好啦,现在才真正完美了。
BMU#pK;P] 现在在picker里面就可以这么添加了:
KWw?W1H z5f3T D6, template < typename Right >
; ?,'jI*1 picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
yzGBGC {
.+ic6 return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
+sd':vE }
U!lWP#m 有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。
_ UF'Cf+Y RHt~:D3*
<j_
gX5.u9%C\ [s-!tE3- 十. bind
{]y!2r 既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。
#vcQ =%;O 先来分析一下一段例子
U}-hV@y
s*>B"#En /cD]m int foo( int x, int y) { return x - y;}
w*4sT+
P bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
sR$/z9w bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
aU] nh. a 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。
c
8|&Q 我们来写个简单的。
H"V)dEm 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
Aacj? 对于函数对象类的版本:
lI[O!VuKc ,z$U=uo template < typename Func >
z&|sks7 struct functor_trait
ixF {
0 n)UvJ typedef typename Func::result_type result_type;
6"bdbV=t } ;
Hg[AulNna 对于无参数函数的版本:
~</H>Jd <QK2Wc_}-" template < typename Ret >
4e|(= W` struct functor_trait < Ret ( * )() >
}M(XHw {
qd
[Z\B typedef Ret result_type;
UO>S2u } ;
/.1h_[K] 对于单参数函数的版本:
&<5oDdC =I)Ex) template < typename Ret, typename V1 >
_M[T8 "e( struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
Biy$p6 {
@IBU{{ typedef Ret result_type;
1,sD'iNb } ;
@0%^\Qf2 对于双参数函数的版本:
TUR2|J@n 2{-'`lfM% template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
F[oTc^dr struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
0 ^ $6U {
F:2V; typedef Ret result_type;
}?%5Ae7l, } ;
r1xhplHH@ 等等。。。
d?OsVT;U 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
{(`xA,El '.tg\]| template < typename Func >
H?'t>JX struct func_return
U\tujK1 {
)u5+<OG}= template < typename T >
(fnp\j3w struct result_1
0$q)uip {
Yg3emn|a typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
;rh@q4# } ;
iED
gcg7 gA DF template < typename T1, typename T2 >
" [K>faV struct result_2
Hz3KoO & {
*8xMe typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
B3&`/{u } ;
Ha20g/UN. } ;
^eWD4Vp|4 K<ok1g'0 \@:mq]Y 最后一个单参数binder就很容易写出来了
\MFjb IL 1mz72K template < typename Func, typename aPicker >
By}>h6`[ class binder_1
BjCg!6`XF {
<bgFc[Z Func fn;
/%T d( aPicker pk;
.t|B6n! public :
VpmD1YSn G>c:+`KS template < typename T >
,hXhcfFl struct result_1
I>z0)pB {
i6D66 E typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
Q"sszz } ;
4BAG GD2 RL3G7 ;X template < typename T1, typename T2 >
la[>C:8IG struct result_2
dn@_\5 {
"~/O>.p typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
Mi&jl_& } ;
TbA=bkj[4 \ POQeZ binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
X=i",5; ]Br6!U4~ template < typename T >
g\lEdxm6Sj typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
xnD"LK {
$fl+l5?9 return fn(pk(t));
a EmLf }
,fW%Qv template < typename T1, typename T2 >
$^j#z^7 typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
uiIS4S_ {
L9":= return fn(pk(t1, t2));
_iZ_.3Ip }
JP*VR=0k? } ;
dw]jF=u ._IBO; *@ hTVA^j(w 一目了然不是么?
r;cILS|Xr 最后实现bind
}IGoPCV| j$Z:S~* `5CuH template < typename Func, typename aPicker >
Tg~SGAc picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
:J6lJ8w
? {
$c<NEt_\ return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
U[t/40W}P }
xb~8uD5 @j|=M7B 2个以上参数的bind可以同理实现。
c
1o8 另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。
6@;
P #[.aj2 十一. phoenix
| )M>;q Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
o6T'U#7P @J UCXm for_each(v.begin(), v.end(),
#cy;((z uB (
NANgV~Y& do_
=/SBZLR(9 [
\olYv!f cout << _1 << " , "
I$w:qS&: ]
Iu|4QE .while_( -- _1),
pDV8B/{ cout << var( " \n " )
/Mmts=^Ja )
Y~[k_! );
5Gw B1}q pa8R;A70Dl 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:
hX9vtV5L 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
J_rb3 operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
I$HO[Z! 那么我们就照着这个思路来实现吧:
g?i0WS "9bd;Tt: vkE a[7 template < typename Cond, typename Actor >
]<Kkq! class do_while
3P2x%G p {
C
5
xsh Cond cd;
d !=AS Actor act;
?3=y]Vb+ public :
tqXr6+!Q template < typename T >
fobnK~2 struct result_1
@Tz}y"VG {
*BFG{P typedef int result_type;
YgL{*XYAt } ;
eNc>^:&y* ^2)<H7p do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
xh|<`>5 [Lal_}m? template < typename T >
33z^Q`MTC typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
IB\O[R$x {
>7,?X_:A-1 do
5-?*Boi>i {
My<.^~ act(t);
2D)B%nM[ }
'B yB1NL while (cd(t));
It:,8 return 0 ;
6%L#FSI }
X([p0W
9V( } ;
:`>bh {j[a'Gb JBk >|q" 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
^aR^M\38 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。
[]b=
xRJM 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。
SQs+4YJ 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。
b>]k=zd 下面就是产生这个functor的类:
^ DCBL&I x|`BF%e/v t0.71( template < typename Actor >
_Nacqa class do_while_actor
Lq2ZgKd! {
>0E3Em<(}l Actor act;
_|VF^\i public :
h,|. qfUk do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
^?5HagA pc2;2^U_ template < typename Cond >
-BcnJK0 picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
{R8)DK
} ;
sZPyEIXie 9 iV_ t$z 5m<8 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
pS+hE4D 最后,是那个do_
YHzP/&0 U%)-_
*`z =*{Ii]D class do_while_invoker
k&lfxb9pd {
^C'{# p" public :
P:%r3F template < typename Actor >
d.yATP do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
]w_JbFmT {
rT(b t~Z return do_while_actor < Actor > (act);
=$SvKzN }
sA2esA@C<o } do_;
"7J38Ej\ )F+wk"`+6 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
p|g7Z 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
G@P+M1c 最后来说说怎么处理break和continue
0+T:};] 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。
mJZB@m u? 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 ]