一. 什么是Lambda
SqdI($F\: 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
D;jbZ9 在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象,
z.?slYe[ #0\* 86 k#7A@Vb euW class filler
;t,v/(/3 {
3 TTQff public :
zSu,S4m_; void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
wXKt)3dm u } ;
TJ_6:;4,|_ Zb|a\z8 ? {E7STLQ_% 这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决:
qmenj LR\8M(rtvH pd& HC R@/"B?`(f for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
>3&V"^r(| 3 `mtc@* >,I'S2_Zl 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
#6l(2d O6ugN-d> M%W#0 &%8IBT 二. 战前分析
}$r]\v 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。
N93R(x)% 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
xU6dRjYhH9 TeO'E<@ kHhku!CH for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
^U96p0H"T /* --------------------------------------------- */
I0=L_&`) vector < int *> vp( 10 );
t}?-ao transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
N
7Y X /* --------------------------------------------- */
Zy8tI# sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
5zkj;?s /* --------------------------------------------- */
b&
-8/t int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
bd% M., /* --------------------------------------------- */
-5|el3%) for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
%6m' |(- /* --------------------------------------------- */
KrHKM 3< for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
9zrTf%mF [!8bjc]c 81!;W t(? pG"hZB3) 看了之后,我们可以思考一些问题:
IiE^HgM 1._1, _2是什么?
DUH_LnHw) 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。
Q9B!0G.-bs 2._1 = 1是在做什么?
V0&7MY * 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。
01uj-!D$@ Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。
'Ffvd{+:8 7~'%ThUb$- LnN:;h 三. 动工
B., BP 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
m_BpY9c]5 7Kb&BF|Q U>m{B|H ]gm3|-EiY template < typename T >
G"kX#k0S class assignment
Q~k|lTf {
|W@Ko%om T value;
{?EmO+![} public :
|$ZS26aYw} assignment( const T & v) : value(v) {}
m}zXy\ template < typename T2 >
a?PH`5O T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
+7nvy^m } ;
pGy k61 w(t1m]pF[ -yg;,nCg 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
yOvV"x] 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
nn$^iw` EM!S ;i ITi#p% !|]k2=+I class holder
yf`_?gJ6d {
cz>)6#&O public :
TBba3% template < typename T >
a2i:fz=[ assignment < T > operator = ( const T & t) const
jsr) {
!r/~D | return assignment < T > (t);
G\,B*$3
}
Br&&# } ;
9F6dKPN: zb02\xvf "wKJ8 由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上:
@H(7Mt ]Y76~!N static holder _1;
z7)$m0',? Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
X*d!A
>s dnXu(e% for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
x_?K6[G&} 而不用手动写一个函数对象。
~i'!;'-_} WX_g HU4h.Lm _^zs( 四. 问题分析
\yxGE+~P 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。
1p&=tN 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}pYSSTz 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
QR8]d1+GV 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
nGc'xQy0 下面我们可以对这几个问题进行分析。
W$J.B!O _FS #~z'j 五. 问题1:一致性
MBKF8b'k 首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?|
kApD D[ N 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
8oRq3 " ui|6ih$+ struct holder
_4#7 ? p {
9Av{>W? //
u(?U[pe[ template < typename T >
bJR\d0Z T & operator ()( const T & r) const
k]RQ 7e {
7v0VZ(UR return (T & )r;
eoQt87VCU }
^nOh8L; } ;
T?.l_"%%d Nl%5OBm 这样的话assignment也必须相应改动:
Ukf:m&G +>[zn template < typename Left, typename Right >
CtD<%v3` class assignment
-4F}I3I {
T('rM:)/ Left l;
D(dV{^} 9 Right r;
oY,{9H37b public :
>qO l1]uF assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
f><V;D# template < typename T2 >
BC1smSlJ
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
; 4/ n~ } ;
pmi[M)D /~fu,2=7 同时,holder的operator=也需要改动:
~HT:BO$ %(POC=b#[ template < typename T >
CD^@*jH9" assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
'@\[U0?@K {
$M4_"!
return assignment < holder, T > ( * this , t);
M\IdQY-c }
oblw!) ^"vmIC.h 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
00y(E@~ 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
^(7l! rd[mC[
r return l(rhs) = r;
j>v8i
bS( 在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
{CVZ7tU7] 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
C$LRX7Z`o X9^q-3&60 template < typename Tp >
bmKvvq class constant_t
k][{4~z
{
0D `9 const Tp t;
4Sdj#w public :
pjSM7PhQ constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
$ >].;y?$ template < typename T >
QAZs1;lU const Tp & operator ()( const T & r) const
]2iIk=r$ {
3!#FG0Z return t;
9Q\B1Q }
_25PyG } ;
=>A}eR1Y <&)zT#" 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
Pmr'W\aIR 下面就可以修改holder的operator=了
>Apa^Bp dI=&gz template < typename T >
&fkH\o7) assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
7/Bj WU5* {
iF.f*3-NJB return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
o4z|XhLr }
T`<Tj?:^& [E2".F3 同时也要修改assignment的operator()
Zny9TP {%,4P_m template < typename T2 >
PtL8Kd0`C T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
i-dosY`81 现在代码看起来就很一致了。
YX3NZW2i >:FmAey 六. 问题2:链式操作
L"jjD: 现在让我们来看看如何处理链式操作。
\]\GDpu[ 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。
la$%%@0/ 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。
Bw[IW[(~! 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。
8hyXHe 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
XZ(<Mo\v XJq]l6a: template < typename T >
jgkY^l struct result_1
-ntQqHs {
/~+Fzz typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
(gcy3BX; } ;
|&bucG= ?\X9Ei 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:
l%yQ{loTh f&] !;) template < typename T >
"uyr@u0b struct ref
B LZ<"npn {
_Vc4F_ typedef T & reference;
g(Oor6Pp } ;
;MlPP)*k template < typename T >
b!"FM/% struct ref < T &>
!)}z{,Jx {
k@[[vj|W typedef T & reference;
p2+K-/}ApP } ;
i.-2
w6 {5+69&:G. 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
O%&N6U UCTc$3 template < typename T >
1$m{)Io2( typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
ps/|^8aGZ {
>.XXB
5a return l(t) = r(t);
x{rjngp2 }
Q yQ[H 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。
\y7Gi}nI 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
c<q~T >0k N7X(gh2h 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
,hT**(W _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
xz+;1JAL3 _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
{q~N$"# +5 调用divide的对象返回一个add对象。
tejpY 最后的布局是:
F
hyY+{% Add
mFd|JbW / \
5,Co(K Divide 5
jz\>VYi(7 / \
6hXh;-U _1 3
plNw>rFa 似乎一切都解决了?不。
YelF)Na 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。
7|!Zx-} 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。
l#p?lBm1 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:
<v\x<ul6 rQPO+ template < typename Right >
<0jM07\< assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
AthR|I|8 Right & rt) const
^
$N3.O. {
"
#U-*Z7 return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
cBCC/n }
%8P6l D 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
byZj7q5&Q 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。
RE]*fRe7# 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。
GW.Y=S 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。
]RF(0; 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。
izu_KBzy 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?
=">0\# 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:
lr
-+|>M) 2B_+5 template < class Action >
}me`(zp class picker : public Action
]^@m $O {
PevT`\> public :
WO^]bR picker( const Action & act) : Action(act) {}
v sYbR3O // all the operator overloaded
V[7D4r.j } ;
A\.{(,;kp I3}I7oc_ Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。
[Qqss8a 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
ZiaFByLy ,z+n@sUR: template < typename Right >
)E6E} picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
^Q!A4qOQ {
H8Z|gq1r return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
&nY#GHB }
B?
XK;*]) oS_YQOoD Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
C7&L9k~jf 使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。
&.Yu%=} Go[anf template < typename T > struct picker_maker
~D/1U)kt {
b~TTz`HZ typedef picker < constant_t < T > > result;
A[:(#iR5-E } ;
~cfvL*~5 template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
\GGyz{i {
SUsdX[byb typedef picker < T > result;
_0Y?(} } ;
}0OQm?xh S*WLb/R2 下面总的结构就有了:
'\"5qB functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。
i> {0h3Y picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。
@U =~c9 picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
w+XwPpM0.n 至此链式操作完美实现。
[o
6 ?rdWhF] %+C6#cj 七. 问题3
m;>:mwU 如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。
RiIafiaD D\pX@Sx,v[ template < typename T1, typename T2 >
V7
hO} ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
DJ!pZUO{ {
Pup%lO`.0 return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
k<rJm
P{ }
6O*lZNN 3u,B< 很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2:
M L7 vP `SS[[FT$> template < typename T1, typename T2 >
>U]KPL[% struct result_2
WkPT6d {
._&SS,I5VZ typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
LO38}w<k } ;
Y&$puiH-j x l=i_ 显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢?
&Cr4<V6-q 这个差事就留给了holder自己。
Z55C4F5v _k(&<1i ]?Q<lMG template < int Order >
>g{b'Xx class holder;
p>W@h*[6w template <>
pLMaXX~4_ class holder < 1 >
9N6 \Ou~ {
LFvZ 7M\\ public :
9)4_@rf% template < typename T >
+IlQZwm~ struct result_1
-<(RYMk*) {
df&.!7_R` typedef T & result;
H,LJ$
py } ;
U~oGg$ template < typename T1, typename T2 >
0*AXd=)"* struct result_2
9{IDw {
R|_._Btu! typedef T1 & result;
r,P`$- } ;
Y6(=cm template < typename T >
NGW:hgf typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
hOuHTo^ {
gE8>o:6)6: return (T & )r;
/.sho\a }
isFxo,R9r template < typename T1, typename T2 >
X-psao0tI` typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
y'O<*~C(X {
1r3}
V7 return (T1 & )r1;
$|AasT5w }
Hv%$6,/ *v } ;
h]j>S Fj"/jdM template <>
pfFHuS~ class holder < 2 >
|ZOdfr4uW {
9xFI%UOb# public :
t~8H~%T>v template < typename T >
C3(h j struct result_1
:Vw{ lB {
;{v2s; typedef T & result;
#J } ;
f|~X}R template < typename T1, typename T2 >
b|\dHi2FT struct result_2
bo@,
B {
z8xBq%97us typedef T2 & result;
W mx3@]< } ;
<*oV-A template < typename T >
//%#?JJV typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
6-+wfrN2 {
D/hq~- g return (T & )r;
]<C]&03)) }
1Afy$It/{ template < typename T1, typename T2 >
j}6h}E&dEr typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
amWKykVS5 {
> iYdr/^a return (T2 & )r2;
{$v^2K'C }
L<6nM
;d } ;
F& aP
B4!3W {xh5s<uOj 新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
)mjGHq2 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
h67{qY[J[ 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
t=fP^bJ :@-.whj return l(i, j) = r(i, j);
%.HLO.A 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
'~1Zr uO z:1t
vG return ( int & )i;
WuTkYiF return ( int & )j;
L$y~\1- 最后执行i = j;
z";(0% 可见,参数被正确的选择了。
W{~ y< `D s^Xs*T@~h 9mjJC m7i(0jd
+ }{Ra5-PY 八. 中期总结
+[4y)y` 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:
U]g9t<jD 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
ab]Q1kD 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
hFxT@I~ 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
<`wOy[e @a,=ApS" %,zHS?)l 0Gu?;]GSv k"%sdYkb! >qmNT/ 九. 简化
DfVJ~,x~ 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。
Bx6,U4o* 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
'`f+QP=` 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:
C
&y
2I 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
c;zk{dP +-*/&|^等
|nGv:= H@ 2. 返回引用。
O,S>6o)? =,各种复合赋值等
-)R
=p"-w 3. 返回固定类型。
Oqq'r "S 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
ze21Uj1x* 4. 原样返回。
{JF"PAS7 operator,
'yV*eG?^& 5. 返回解引用的类型。
34nfL: y operator*(单目)
5fYWuc9}z 6. 返回地址。
r3KNRr@ operator&(单目)
ai;Q,Vy 7. 下表访问返回类型。
Qqk(,1u operator[]
iSg0X8J) 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
Q{an[9To~P operator<<和operator>>
T8x8TN" 1kR. .p<" 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。
tmoaa!yRnT 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
};<?W){!H gQJLqs"F template < typename Left >
bbDm6, struct value_return
iyXd"O {
<K,X5ctM} template < typename T >
eZ-fy,E struct result_1
@u:` {
w~Nat7nD typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
7S=,# } ;
TQ0ZBhd 7AWq3i{ template < typename T1, typename T2 >
]lqZ9rO struct result_2
4=;j.=>0X {
{TdxsE> typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
1LAd5X } ;
"fUNrhCx } ;
xq=!1> #kA?*i[T KWAd~8,mk 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
oe0YxSauL Q]3]Z/i 下面我们来剥离functor中的operator()
o=K9\ l 首先operator里面的代码全是下面的形式:
,np|KoG|M 5FF28C)>/ return l(t) op r(t)
c\&;Xr return l(t1, t2) op r(t1, t2)
\sfc!5G return op l(t)
'> n&3`r5 return op l(t1, t2)
hw*u. 46 return l(t) op
*c&OAL] return l(t1, t2) op
LZ.Xcy return l(t)[r(t)]
A1`6+8}o;b return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
lNtxM"G& *::.Uo4O 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:
\okv}x^L=Z 单目: return f(l(t), r(t));
a|.IAxJ return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
Q"GM3? 双目: return f(l(t));
@^ *62 return f(l(t1, t2));
X%kJ3{ 下面就是f的实现,以operator/为例
sUK|*y 8#- Nx]VM struct meta_divide
uXLZ!LJo {
%e3E}m> template < typename T1, typename T2 >
cMnN} ' static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
" a,4E{7 {
!$>b}w' return t1 / t2;
9!Jt}n?!g }
@!O(%0
= } ;
DT)][V^w 8{ =ha 这个工作可以让宏来做:
~(huUW AXSip #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
YRr,{[e template < typename T1, typename T2 > \
'mTY56Yq static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
\ym^~ Q| 以后可以直接用
2N]8@a DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
.Dl ?a>I 来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数
3EY
m@oZj (ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。)
WVKAA. 23`salLclG r<Cr)%z! 下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体
j(]O$" " %*wEzvt* template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
HW,v" class unary_op : public Rettype
_nEVmz!zg {
;134$7!Y Left l;
:FtV~^Z public :
F]r'j
ZL unary_op( const Left & l) : l(l) {}
U{LS_VI~ aNNRw(0/ template < typename T >
u%E8&T8, typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
U1pE2o- {
A'b$X1h return FuncType::execute(l(t));
8"g+
k`PRy }
MSeg7/ MF =T&<z_L template < typename T1, typename T2 >
5U4V_*V typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
9y;}B
y {
NA'45}fQ return FuncType::execute(l(t1, t2));
A#19&} }
jw{B8<@s } ;
->.9[|lIg ",Vx.LV RWo7_X O 同样还可以申明一个binary_op
6NhGTLI !G0Mg; , template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
d|7LCW+HW class binary_op : public Rettype
"kBVHy {
ID!S}D Left l;
<)T~_s Right r;
S.1>bs2 public :
Ol+D"k~<C binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
]?wz. hfyU}`]
template < typename T >
!K}W.yv, typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
`BG>%# {
%O" Whe return FuncType::execute(l(t), r(t));
,+6u6 }
ruB D
^- HiU)q template < typename T1, typename T2 >
`XK\',
}F typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
l'wu- {
nqUnDnP2c return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
-.8K"j{N }
|pWu|M _' } ;
z},\1^[ Ddg!1SF Q~svtN 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
1E&S{. 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
0'$67pY DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
lN,a+S/' 那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
\y(3b# 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
7(h@5 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
YW/V}C'> 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
3Wv^{|^ 这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan)
n5.sx|bI? 下面是修改过的unary_op
xsJXf @ 6vE#$(n#a& template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
DwGM+)! class unary_op
;R#RdUFH {
Rk#'^} Left l;
y2s(]#8 j=M%*`@ public :
BSgT
6K ?2Z`xL9QT unary_op( const Left & l) : l(l) {}
6Q]c} Z@&%"nO template < typename T >
tUc<ExvP, struct result_1
Xy=ETV% {
3x+=7Mg9 typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
2sk7E'2( } ;
``:[Jr& NQ 6oyg@& template < typename T1, typename T2 >
1v`|mU}i, struct result_2
E7? n'!= {
j<0;JAL typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
{2P18&=
} ;
qmFbq<& .nrbd#i- template < typename T1, typename T2 >
UWV%y P typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
*!&?Xy%\"j {
,pGA|ob return OpClass::execute(lt(t1, t2));
4}/gV) }
f)z(9JJL E wFq1~ template < typename T >
`P !idg* typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
pInEB6L.P {
3I~.'>Pd return OpClass::execute(lt(t));
9S}rTZkEq }
`H$XO{w s_fe4K } ;
rnhLv$ 0LL0\ly] dEKu5GI 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
?yq=c 好啦,现在才真正完美了。
Um4zI> 现在在picker里面就可以这么添加了:
uZrp ^ .qZz'Eq[ template < typename Right >
{fHor picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
!s1<)%Jt {
klFS3G return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
sV{\IgH/x }
"D_:`@V( 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。
59l9_yFJ v:/!OvLe X coPkW 2!B|w8ar Q}lCQK/g 十. bind
P<vU!`x%q 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。
{Oy|c 先来分析一下一段例子
"%^_.Db>| [[AO6.Z B47 I?~{ int foo( int x, int y) { return x - y;}
o(Z~J}l({ bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
AkS16A bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
b:Zh|- 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]#}#RJ`\ 我们来写个简单的。
*.>@ 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
<zn)f@W 对于函数对象类的版本:
!PEKMDh FauASu,A template < typename Func >
+39uKOrZ struct functor_trait
zM&ro,W {
T{+a48,; typedef typename Func::result_type result_type;
`+\$ } ;
9Q s5e 对于无参数函数的版本:
Bx|W#:3e ,Owk;MV@ template < typename Ret >
Bt@?l]Y struct functor_trait < Ret ( * )() >
p+]S)K GZw {
WcKDerc typedef Ret result_type;
qX-5/;n } ;
Ah7"qv'L\ 对于单参数函数的版本:
)?#K0o[< @hg[v`~ template < typename Ret, typename V1 >
{u1|`=; struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
Lr*PbjQDIY {
:K2
X~Ty typedef Ret result_type;
$#D#ezvxe } ;
~"`e9Im 对于双参数函数的版本:
hjg1By( .p e3L7g template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
Fh)xm* u( struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
jH<Sf: Y( {
#
2^H{7 typedef Ret result_type;
dR\yRC]I } ;
T]&?^QGAZ 等等。。。
eUNaq&M 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
cK]n"6N[ >KrI}>!9r template < typename Func >
IW<rmP=R& struct func_return
1K@ieVc {
\os"w " template < typename T >
3<$Ek3X struct result_1
o}KVT%} {
w@,p` typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
?B ,<gen } ;
#!O)-dyF Jaw1bUP!oK template < typename T1, typename T2 >
K(upzn*a struct result_2
us|Hb {
1DcBF@3sWG typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
Q}B]b-c+E } ;
\a;xJzc9 } ;
-avxH?;?7 >e6 OlIW hIqU idJod 最后一个单参数binder就很容易写出来了
N80ogio_Tk AA,/AKikd template < typename Func, typename aPicker >
nD
eVY K class binder_1
Het"x {
(N&?Z]|yr Func fn;
,iao56`E aPicker pk;
|-S!)iG1V public :
*> nOL sv%E5@ template < typename T >
5<PNl~0 struct result_1
Sq,>^|v4&e {
#b428- typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
1ds4C:M+< } ;
4pT^* MFa/%O_* template < typename T1, typename T2 >
c;q=$MO` struct result_2
(,o@/ -o {
|T"vF`Kr(> typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
/"La@M37 } ;
W3UxFs]$ <]G'& iv> binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
"A
Bt T_Tu>wQX template < typename T >
|X>'W"Mn typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
$<)]~**K {
T$u'+*
Xx return fn(pk(t));
xf;>o$oN0P }
UJqh~s template < typename T1, typename T2 >
YL|)`m0-^5 typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
084Us
s {
T<Xw[PEnP return fn(pk(t1, t2));
u4
es8" }
1\@PrO35J } ;
].J;8} Am@Ta "2 !`Kg&t [&V 一目了然不是么?
Hm'fK$y( 最后实现bind
"TaLvworb4 *8,W$pe3 iupkb template < typename Func, typename aPicker >
MQw}R7 picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
%+Nng<_U\T {
|k}L=oWE return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
Vv(buG }
n;:.UGl9. .+XK>jl+ 2个以上参数的bind可以同理实现。
G.L}VpopM 另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。
deYv&=SPl cOdRb=?9 十一. phoenix
:t`W&z41 Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
oZ/"^5 GO2q"a for_each(v.begin(), v.end(),
Pi5MFw'v (
!\{2s!l~ do_
*j&\5|^V [
EmO[-W|2 cout << _1 << " , "
X(x,6cC ]
Jy}~ZY .while_( -- _1),
h9m|f|cH cout << var( " \n " )
c"kB @P
)
%E@o8 );
m_Ed[h/I tik*[1it 是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:
&D[M<7T 首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor
3YLfh`6 operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
hY{4_ie=8 那么我们就照着这个思路来实现吧:
YC 4c-M FEu}zt@
4rL`|| template < typename Cond, typename Actor >
d m"R0> class do_while
NvIg,@} {
,8Q0AkG Cond cd;
S) zw[m Actor act;
9*FA=E public :
(@*|[wN template < typename T >
p<dw C"z struct result_1
vjGJRk|XED {
=/a`X[9vI typedef int result_type;
b*S,8vE] } ;
] +%`WCr9 z6M5'$\y do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
^, =}'H] ~28{BY template < typename T >
[>GblL typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
v `/nX-> {
cu?6\@cD do
Xp<O {
Z;~%! act(t);
viU} }
B=>Xr!pM! while (cd(t));
lt4IoE`tk? return 0 ;
1yF9zKs&_ }
Y9f7~w^s } ;
`UzH *w@e ,^mEi y~]D402Cx 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
zFFYl7] 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。
rN#9p+t$ 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。
\ CcVk"/ 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。
LEnv/t6U 下面就是产生这个functor的类:
y'2w*? sV5k@1Y [V?HK_~ template < typename Actor >
lrHN6:x(Y4 class do_while_actor
a>4q"IT6 {
UK^w;w2F Actor act;
1S(oi public :
T;Kv<G; do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
J_&cI%. 7ZAxhFC template < typename Cond >
YG*<jKcX picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
>#r0k|3J^J } ;
*wqR .n? _G-6G=q VWdTnu 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
Iw?^ 最后,是那个do_
d=+zOF YSB> WBS-< dMjQV& class do_while_invoker
t4;gY298 {
={o4lFe3v( public :
{c?{M.R template < typename Actor >
;dZZOocV1 do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
7mi=Xa:U {
.XK3o .ZhW return do_while_actor < Actor > (act);
MTE1\, }
dmkGIg} } do_;
I31Nu{ D?Ol)aj? 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
h8.(Q`tli 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
0nI*9 最后来说说怎么处理break和continue
`3[W~Cq 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。
py~[M'p(H 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 ]