一. 什么是Lambda MP^ d}FL
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 (Glr\q]jF\
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, ;{#^MD MB
26 I
r X'*|]
JTU#vq:TY
class filler vAb^]d
{ qJPT%r
public : YO+{,$
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} ~YP Jez
} ; X(A.X:"
#m<tJnEO
>&,[H:Z
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: 59r_#(uo
K+Y^>N 4m
:#5xA?=*
S
oVvc?P
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); h.eM
RdlO
D&G"BZx|
2)X4y"l
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 \Q~8?p+
Ea6
&~"
tZyo`[La
t?c}L7ht
二. 战前分析 Rk6deI]
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。 ({s6eqMhDd
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
asJ!NvVG'
'1?\/,em
|re}6#TgcT
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 2P#=a?~[
/* --------------------------------------------- */ #KxbM-1=
vector < int *> vp( 10 ); g.py+
ZFJ
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); [XVEBA4GI
/* --------------------------------------------- */ QaIjLc~W
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); Q=mI9
/* --------------------------------------------- */ oA] KE"T
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); ` x8J
/* --------------------------------------------- */ xu5ia|gYz7
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); j/`94'Y
/* --------------------------------------------- */ k%s_0
@
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); <BFQ:
Y;4!i?el
ldha|s.*
r;BT,jiX
看了之后,我们可以思考一些问题: +mj*o(
1._1, _2是什么? te|?)j
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。 ^I8Esl8
2._1 = 1是在做什么? ncu`vYI.
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。 !p TJ./
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。 Jn:ZYqc
dZ#&YG)?e
{S/yL[S.
三. 动工 6!x&LoM
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: vo>d!rVCV
C%d_@*82
`Z:R Ce^
3@+b}9s8
template < typename T > hu_ ^OlF
class assignment [x=jH>Y
{ Kl7WQg,XOi
T value; PyVC}dUAX
public : 8Jf.ECQT
assignment( const T & v) : value(v) {} 9.'h^#C
template < typename T2 > > fnh+M
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } *IgE)N>
} ; De7Ts
A?_ =K
ZkL8 e
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 E )Gw0]G
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment j',W 64
k@zy
v+p{|X-
d->|EJP
class holder {3;AwhN0H
{ ;g{qYj_
public : vEf4HZ&w
template < typename T > hfpJ+[
assignment < T > operator = ( const T & t) const XL#[%X9
{ GjoIm?
return assignment < T > (t); #^m0aB7r
} %CWPbk^
} ; D\IjyZ-O
bvfk
^,m< 9
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: XE^)VLH:
_zlqtO
static holder _1; 3bO(?l`3h
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 fYKO J5f
C{TA.\
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); hxce\OuU0h
而不用手动写一个函数对象。 " \I4u{zC
"KcA
RMMd#/A@}
W3`>8v1?o
四. 问题分析 ~l;[@jsw F
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。 f{SB1M
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。 )`^p%k
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 6'\6OsH
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 %%(R@kh9
下面我们可以对这几个问题进行分析。 G\|,5HED
s4&^D<
五. 问题1:一致性 rG,5[/l
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?| Gt9&)/#
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 o7IxJCL=Q
*~w[eH!!
struct holder [+O"<Ua
{ GfM;saTz{
// j
";2o(
template < typename T > THmb6^
T & operator ()( const T & r) const u2
`b'R9
{ 2]% h$f+
return (T & )r; Bl=tYp|a
} 9UvXC)R1
} ; >2#8B
^CwR!I.D}4
这样的话assignment也必须相应改动: wAnb
Di{W
!w&kyW?e
template < typename Left, typename Right > 2^?:&1:
class assignment apE
{ n3J53| %v
Left l; CI3XzH\IX*
Right r; `/Y{ l
public :
yf&7P;A
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} <&)v~-&O
template < typename T2 > ?%H):r
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } Y@PI {;!
} ; /x3/Ubmz~x
l<M'=-Y
同时,holder的operator=也需要改动: bH"hX
{BKl` 1z
template < typename T > \Qm CeB
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const IIy~[4dW
{ `^lYw:xA
return assignment < holder, T > ( * this , t); S_~z-`;h!
} qCv20#!"|
>E*$
E
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。 ,o]4?-
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 `a9L%z
ZE%YXG
return l(rhs) = r; ~on(3|$
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。 b(9FZ]7S
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: >I=2!C1w
J,b&XD@m
template < typename Tp > xW92ch+t
class constant_t znJ'iVf
{ {d?$m*YR3`
const Tp t; 1bGopi/
public : GguFo+YeZ
constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
zxp`
template < typename T > ^iQn'++Q
const Tp & operator ()( const T & r) const t(="h6i
{ $+7`Dy!
return t; 86z]<p (
} $8a(veXd
} ; *b];|n{
2B,] -Mu)
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 dx;k`r$w
下面就可以修改holder的operator=了 +iI&c
s
D-,L&R!`
template < typename T > @)K%2Y`
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const u[{tb
{ C:G8c[
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); %Q!`NCe+[
} x\QY@9
2.d| G`
同时也要修改assignment的operator() |{,KRO0P
^FnfJ:
template < typename T2 > A'nq}t 3
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } w |l1'
现在代码看起来就很一致了。 cW+t#>'r
,K^4fL$C;3
六. 问题2:链式操作 _D|^.)=U|
现在让我们来看看如何处理链式操作。 f
nI|
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 bO<CR
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 hTwA%
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。
TT-h;'nJ
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ApjOj/
]D,MiDph
template < typename T > 5aa<qtUjH
struct result_1 j^`hzh3S
{ (!:cen~|[
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; )Z %T27r,^
} ; J/3_C6UZ
'TAUE{{
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: S/ibb&
M?;y\vS?.
template < typename T > +&["HoKg}&
struct ref pAk/Qxl3eo
{ D\e8,,H
typedef T & reference; x|{IwA9
} ; G}9=)
template < typename T > n#iwb0-
struct ref < T &> xzx$TUL
{ z,|{fKtY}
typedef T & reference; qgDRu ]ba
} ; }mZwd_cK
LzCw+@-umw
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: xz:J
'ky b\q
template < typename T > n6k9~ "?
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const wM|"I^[
{ `~cuQ<3Tn
return l(t) = r(t); 1nu^F,M
} }@r{?8Ru
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。 Ve
4u +0
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 a/< Csad
f0T,ul,
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 (<
=}]v
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 07hF2[i
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ~ Uo)0
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ]TaN{"
最后的布局是: K!KMQr`
Add n!qV> k9Y
/ \ H}:LQ~_2
Divide 5 4WB-Ec
/ \ IVW1]y
_1 3 i.:. Y
似乎一切都解决了?不。 5K?}}Frrt`
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。 $t/x;<.H
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 #h@J=Ki
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: kEd@oC
=H|6 GJ
template < typename Right > nF5qw>t#
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const CNww`PX,zZ
Right & rt) const Ig5L$bAM~
{ |{@FMxn|q
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); B*gdgM*`
} O=9-Qv|
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 r4,VTy2Qe
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。 CpQN,-4
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。 TYA~#3G)
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。 lKgKtQpi
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。 Dn>%%K@0
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? LF0sH)e]
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: tBct
t
R6
+G
template < class Action > 'u` .P:u?
class picker : public Action {%#)5l)
{ 7G)H.L)$m"
public : PoIl>c1MS
picker( const Action & act) : Action(act) {} 1$*%" 5a
// all the operator overloaded $\k0Nup}
} ; =rR~ `
WF\)fc#;_o
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。 ZR\VCVH\^
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: 21(p|`X
#);[mW{F
template < typename Right > &[hLzlrg
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const d`1I".y
{ =LTmr1?
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); [NFNzwUB
} &)oOeRwi].
,<:!NF9
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 3 R&lqxhg
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。 _`#3f1F@[
&5L<i3BX
template < typename T > struct picker_maker i%6;
{ SIKOFs
typedef picker < constant_t < T > > result; xTGxvGv8
} ; z%/N!RLW
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > smm]6
{ *:O.97q@h
typedef picker < T > result; o!~Jzd.=h
} ; 1@gg uRF:
4H+Ked&Oq
下面总的结构就有了: s{w[b\rA
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。 {hJXj,
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。 M?/jkc.8H
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 M4WiT<|]R
至此链式操作完美实现。 0cT*z(
,hVvve,j}
3<F </
七. 问题3 )(7&X45,k
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。 !pJeA)W;
9h0X &1u
template < typename T1, typename T2 > wKH ::!
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const M3~K,$@
{ /cZ-tSC)o
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); cT\I[9!)
} ^V|Oxp'7_
;=? ~
-_
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: a" H WGY
Skz|*n|eY
template < typename T1, typename T2 > 76vy5R(.
struct result_2 ~y$ !48o
{ Jxqh)l
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; F]mgmYD%
} ; #oJ5k8Wy
%AN/>\#p
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? oDcKtB+2
这个差事就留给了holder自己。 r_YIpnJ
S!{t6'8K
8?Z4-6!{V,
template < int Order > n8hRaNHl2
class holder; y ?G_y
template <> E\u#t$
class holder < 1 > ?b!Fa
{ <|?K%FP7Z
public : dCu'>G\bP
template < typename T > 5
|/9}^T
struct result_1 ip~$X2
{ ql<rU@
typedef T & result; b~BIz95
} ; Z@gnsPN^r
template < typename T1, typename T2 > wZh:F
!
struct result_2 }oJAB1'k
{ VB<Jf'NU
typedef T1 & result; t!K*pM
} ; I-agZag%
template < typename T > OTZ_c1"K
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const rfw-^`&{
{ wC-Rr^q
return (T & )r; !K?qgM
} G4
G5PXi
template < typename T1, typename T2 > -{
u*qtp
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const N S#TW
{ TPE:e)GO
return (T1 & )r1; s
s
3t
} Rte+(- iL
} ; {J5JYdK
_p?s9&
template <> d`d0N5\
class holder < 2 > V3mAvmx
{ PIXL6
public : {RB-lfrWs
template < typename T > B cj/y4"
struct result_1 pG"5!42M!
{ ] xd^% q*
typedef T & result; u
=gt<1U
} ; 1b9hE9a{j
template < typename T1, typename T2 > t4K~cK
struct result_2 'lZ.j&
{ V\K<$?oUb
typedef T2 & result; T#Z%y!6
} ; U.T|
template < typename T > XR0O;JN
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const S-+M;@'Rl
{ gK|R =J
return (T & )r; O--7<Q\
} B}d.#G+_$x
template < typename T1, typename T2 > &L^CCi
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const h8jD}9^
{ o/o:2p.
return (T2 & )r2; S=3^Q;V/1
} zX{ .^|
} ; EC<b3
D=RU`?L
3?&h^UX
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
fE,9zUo
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: *5,c Rz
首先 assignment::operator(int, int)被调用: j<"nO(
_y .]3JNm
return l(i, j) = r(i, j); M2@^bB\J
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) _~aG|mAj
Tp<k<uKD
return ( int & )i; bzi|s5!'<
return ( int & )j; pUl8{YGS
最后执行i = j; BpLEPuu30
可见,参数被正确的选择了。 TFDm5XJ
}%n5nLU`
f=J<*h
2>em0{e
W4YE~
八. 中期总结 GD-&_6a
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: /NF# +bx
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 P%X-@0)
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 o ojiJ~
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor si(;y](
uHNpfKnZ
A\te*G0:S
8cHE[I
<@bA?FY
0=v{RQ;W4
九. 简化 *Dr5O 9Y
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 +pqM ^3t|y
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 `"k9wC1
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: 6@4n'w{"
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 `#IcxweA
+-*/&|^等 oQ+61!5>
2. 返回引用。 L4f7s7rJ
=,各种复合赋值等 o07IcIo
3. 返回固定类型。 e,A)U5X
各种逻辑/比较操作符(返回bool) U l Mi.;/^
4. 原样返回。 |s gXh9%x<
operator, 5nCu~<uJ
5. 返回解引用的类型。 ``?6=mO
operator*(单目) A~lIa$U$b
6. 返回地址。 >{Rb 3Z]
operator&(单目) &d`^E6#
7. 下表访问返回类型。 m(sXk}e;1
operator[] N~,_`=yRx
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 >Cd9fJ&0gP
operator<<和operator>> +C7T]&5s
cQpnEO&SL
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 6!EYrX}rI[
例如针对第一条,我们实现一个policy类: nq`q[KV:
(&&87(
template < typename Left > : cp
struct value_return [~Hg}-c
{ i~qfGl p6)
template < typename T > .6T6 S
v
struct result_1 2Eh@e([PMs
{ qg,Nb
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; zXc}W*ymj
} ; xQt 3[(Z
a}.Y!O&
template < typename T1, typename T2 > : \V,k~asl
struct result_2 ]@xL=%
{ |Svk^m q
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; S-E++f9D~
} ; 6 o[/F3`
} ; ,&a`d}g&G
"2HY5AE
nbvkP
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait {`.O|_b
<d$A)S};W
下面我们来剥离functor中的operator() iH)Nk^
首先operator里面的代码全是下面的形式: ^>r^3C)_-
/3^P_\,>f
return l(t) op r(t) m =&j@
return l(t1, t2) op r(t1, t2) (N U0Tw
return op l(t) M$CVQ>op:
return op l(t1, t2) Q2~5"
return l(t) op ! gp}U#Yv
return l(t1, t2) op ~-Oa8ww
return l(t)[r(t)] )}X5u%woV
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] S6 }QFx
= hX[
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: StQ@g
单目: return f(l(t), r(t)); QdDtvJLf
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ,# "(Z
双目: return f(l(t)); ^Qh-(u`
return f(l(t1, t2)); IbdM9qo7
下面就是f的实现,以operator/为例 A'eAu
t;Wotfc[#0
struct meta_divide No W!xLI
{ B/YcSEY;
template < typename T1, typename T2 > 3;BvnD7
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) VbxAd 2')
{ jL4>A$
return t1 / t2; PvOC5b
} P%GkcV
} ; Xm[Czd]%
$U'3MEEw
这个工作可以让宏来做: R+.
N n
}V^e7d
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ WV_`1hZX
template < typename T1, typename T2 > \ F RH&B5w
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; lYQtv=q
以后可以直接用 R#6H'TVE
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) Y-&|VE2
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 2lz
{_9
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) NV!4(_~
Hhf72IX
Wu{&;$
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 iK x+6v
DPPS?~Pq
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ^]rxhpS
class unary_op : public Rettype u_'nOle
K
{ G\mKCaI8
Left l;
<qn,
public : EX 9Z{xX
unary_op( const Left & l) : l(l) {} W'G{K\(/
ta! V=U
template < typename T > z_(eQP])
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const V
[4n'LcE
{ FU]4oKx
return FuncType::execute(l(t)); IgA.%}II}
} W8.j/K:
6e:P.HqjA
template < typename T1, typename T2 > .v7`$(T
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 6~:+:;
{ k.>6nho`TV
return FuncType::execute(l(t1, t2)); ,|x\MHd?t_
} >r:X~XnRUj
} ; D%
@KRcp^b
tJ1-DoU
4.k`[q8
同样还可以申明一个binary_op y$h"ty{g
A5+5J_)*
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > T/7vM 6u
class binary_op : public Rettype AgI >
{ HwW6tQ
Left l; U 1F-~{r
Right r; 7%op zdS#
public : z"av|(?d
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} d
qpgf@
=jG?v'X
template < typename T > G:hU{S7
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const r:#Q9EA
{ uri*lC
return FuncType::execute(l(t), r(t)); _jDS"
} tWRf'n[+]
V@Kn24''
template < typename T1, typename T2 > 4zX=3iBt
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Q%M_
{ Dpj-{q7C
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ]F_r6 *<
} #ZF>WoC@e?
} ; n\*JaY
0k.v0a7%
o]p#%B?mZ
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 w#<^RKk
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Rd vn)K
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) Y'&8L'2Z[
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。 rkq)&l=ny
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! _2; ^v`[
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。。。 $Br>KJ%'g
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 -+ko}He
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) }Qb';-+;d
下面是修改过的unary_op A8mlw#`E8b
p}f-c
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > /o\U/I
class unary_op &!OGIYC(
{ qlEFJ5;
Left l; E{I)]h
y,^";7U
public : gs-@hR.,s0
!4pr{S
unary_op( const Left & l) : l(l) {} Gb?g,>C
To">DOt
template < typename T > P!9;} &
struct result_1 $wgc vySx
{ E0T&GR@.
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ?;+ ^
} ; p}&Md-$1
y]<#%Fh
template < typename T1, typename T2 > Wge ho
struct result_2 hRRkFz/0&
{ u8^Y,LN
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; W?=$V>)
} ; 7Zo&+
PE|PwqX
template < typename T1, typename T2 > zw,-.fmM#
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const \a?K?v|8
{ [u7 vY@
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); KS?mw`Nr
} B%2L1T=
<_>.!9q
template < typename T > (Hl8U
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const &0JK38(
{ xM%`KP.8X
return OpClass::execute(lt(t)); _HLC>pH~#
} /%5_~Jkr,
;m''9z)2
} ; </|)"OD9
YsZ{1W
z'_&|-m
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 .#sz|0
好啦,现在才真正完美了。 hEWx.
现在在picker里面就可以这么添加了: fEB195#@9
%V31B\]Nz7
template < typename Right > r?>V x-
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const gm(De9u
{ 'YBi5_
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); |PI)A`
} :fRmUAK%
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。 Z^{+,$H@
ix^gAot
E2kW=6VO>|
;*W=c
OI*ZVD)J
十. bind DCt\E/
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 |xp$OL"a
先来分析一下一段例子 Hw\([j*
*}>Bkq9h
lxo.,n)
int foo( int x, int y) { return x - y;} .\Ul!&y
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 F%9cS
:
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 sfyBw
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。 Mm "Wk
我们来写个简单的。 |3 ;u"&(P
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ]/LWrQD
对于函数对象类的版本: \{[D|_
bo&\3
template < typename Func > {,i=>%X*
struct functor_trait `b#/[3
{ `'*F1F
typedef typename Func::result_type result_type; a#^_"GX
} ; *e%Dg{_
对于无参数函数的版本: kNRyOUy
'G<}U343=8
template < typename Ret > >~h>#{&
struct functor_trait < Ret ( * )() > L^3~gM"!
{ 5.O-(eSa0&
typedef Ret result_type; l8er$8S}
} ; ,>&?ty9o
对于单参数函数的版本: $[j-C9W
O|?Z~
template < typename Ret, typename V1 > |^Y*~d<H
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 3aEt>x
{ sk~ za
typedef Ret result_type; ?hxK/%)
} ; TG4\%S$w
对于双参数函数的版本: RlU;v2Kch
B{;11u
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > mgo'MW\
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 2IKxh
{ *Hxj_
typedef Ret result_type; \nC5 ,Rz
} ; uFGv%W
等等。。。 W"W@WG9X0
然后我们就可以仿照value_return写一个policy BO8%:/37[4
cC b>zI
template < typename Func > ;>inT7?3|
struct func_return 9@(O\ xr
{ uG2Xkj
template < typename T > ARmu{cL
struct result_1 BXT80a\
{ n"XdHW0
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Tq9,c#}&
} ; 8o!
)WaX2uDA?
template < typename T1, typename T2 > _u#/u2<
struct result_2 Qe7"Z
{ <dq,y>
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; R"m.&%n
} ; 'wCS6_K
} ; -$AjD?;
YnKFcEJrT
uOyLC<I/
最后一个单参数binder就很容易写出来了 )o05Vda
(xucZ
template < typename Func, typename aPicker > p#ZMABlE,P
class binder_1 K.:6YXVs<
{ ;[?J5X,
Func fn; |hu"5*
aPicker pk; F(T=WR].o
public : 29R_n)ne
+#|'|}j
template < typename T > ;6DR.2}?>
struct result_1 p6<E=5RRd1
{ d [\>'>
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 1joc<EI
} ; |M[v493\
WpZy](,
template < typename T1, typename T2 > p+u{W"I`
struct result_2 vN{vJlpY
{ PFImqojHd
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; h-z%C6
} ; +}Qv6s#
E`oSi
ez)
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ZkJY.H-F
$-C6pZN(X
template < typename T > $ka1X&f
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const PiIp<fJd$
{ ^U0apI
return fn(pk(t)); yC9:sQ'k
} / e~
template < typename T1, typename T2 > n`FQgC
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const B|$\/xO
{ H @3$1h&YS
return fn(pk(t1, t2)); !1ie:z>s
} d+gk q\
} ; yrxx+z|wR
UMHuIA:%U
m
_t(rn~f6
一目了然不是么? |_Naun=+~
最后实现bind 9b{g+lMZo
n r'YWW
|YG)NO
template < typename Func, typename aPicker > rXHHD#\oF
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) X+(aQ
>y
{ TzD:bKE&
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); o=a:L^nt,
} 7?kXgR[#d
~NNaLl
2个以上参数的bind可以同理实现。 ZaEBdBv
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 9m<X-B&P
kMwIuy
十一. phoenix y1@"H/nYJ
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: ~Mg8C9B?%3
EvGU j$
for_each(v.begin(), v.end(), 'W<a54T?z
( B}TInI%H
do_ =y,yQO
[ A-AN6.
cout << _1 << " , " `4"y#Z
] i9#`F.7F
.while_( -- _1), dpc=yXg>"c
cout << var( " \n " ) Gaw,1Ow!`2
) uK"$=v6|
); ie$fMBIq
;X9MA=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: xX/Qoq (}i
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 1*c0\:BQ;z
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 9M-NItFos
那么我们就照着这个思路来实现吧: Y(Z(dV!Po
rRA_'t;uK
nU">> 1!U
template < typename Cond, typename Actor > d-A%ZAkE]
class do_while AW{/k'%xw
{ 1*x5/b
Cond cd; tyGnG0GK
Actor act; ^{6UAT~!R
public : l*m]2"n]
template < typename T > ~gzpX,{n
struct result_1 hj#+8=
{ H)?" 8 s
typedef int result_type; ]0/~6f
} ; V,"AG
\fQgiX
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 1W6n[Xg
&Hp\("
template < typename T > sDh6 Uk
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const v J,xz*rc`
{ J&]
XLr.j
do $[^ KCNB
{
=t>`<T|(
act(t); ZRVF{D??"%
} -*]9Ma<wa
while (cd(t)); &bO