一. 什么是Lambda
Y2B",v" 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
MUeS8:q-N 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,
}p <p( `H7V[' 4NN81~v 4 \kQ@G class filler
)HFl 0[vT {
TfFuHzZZ public :
_Q
$D6+ void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
)}KQtkU8: } ;
\B$Q%\- PX -$8M#n, +~H mPQ 这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决:
' >F_y t9 .AzGPcJY 5V($|3PI FV1!IE-}- for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
}_A#O|dxO L+b"d3!G&% ?d?
cD 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
)iiwxpdw ,fQs+*j a33SY6. %mv9+WJN. 二. 战前分析
x,3oa_'E 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。
+"!=E
erKi 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
G]T A7~VT cHG>iW 9C ti)4J2c,8 for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
rf%NfU /* --------------------------------------------- */
v.aSf`K vector < int *> vp( 10 );
m&h5u, transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
@Qa)@'u /* --------------------------------------------- */
unUCn5hJ= sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
7fB:wPlG; /* --------------------------------------------- */
S&rfMRP int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
0aF&5Lk`y /* --------------------------------------------- */
BWz7m9T for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
IIW6;jS /* --------------------------------------------- */
1 ^k#g, for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
*"%MT: -XSu;'4q 09RJc3XE9 z+J4XpX0, 看了之后,我们可以思考一些问题:
7r_Y. 1._1, _2是什么?
ke(LjRS 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。
X[XSf= 2._1 = 1是在做什么?
6}vPwI 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。
vT7ei"~&u 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。
I2b\[d e?&4; l*l(QvN_ 三. 动工
[P*w$Hn 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
h2Pvj37 Ef}rMkv rdL>yT/A `B^HW8 template < typename T >
b;[u=9ez class assignment
A#"AqNVWv {
4I[g{S
nF T value;
aXSTA,% public :
wN])"bmB assignment( const T & v) : value(v) {}
Z~.3)6,z template < typename T2 >
05<MsxB"w T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
u.}z}'- } ;
o,fBOPIN ^c9~~m16+ *d,u)l :S 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
9tnW:Nw~ 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
D;VFMP =a_B' ^`L w:}RS.AK tXocGM{6C class holder
GUe&WW:Sqk {
=;1MpD public :
^[d|^fRH Q template < typename T >
e/?>6'6 5 assignment < T > operator = ( const T & t) const
YdI|xu>0A^ {
xl(];&A3 return assignment < T > (t);
Z'%k`F }
X3KPN } ;
*lN>RWbM% C?Sy90f ]<0|"NL 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:
t._W643~ <tEN1i static holder _1;
Ou
_bM n Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
CbJ ]}Z |WiK* for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
/&>6#3df- 而不用手动写一个函数对象。
Um
k9 BO b#9r Ny;(1N|&3 &b 2Vt 四. 问题分析
(~r"N?` 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。
o3hsPzOQx 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。
B6gSt3w. 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
+G3&{#D
? 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
5]WpH0kzO 下面我们可以对这几个问题进行分析。
* Yr)>;^ g`jO 五. 问题1:一致性
,$,6%"'" 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?|
29?{QJb 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
/x6,"M[97 NU*6MT4 struct holder
6'e}!O {
"%aJ'l2 //
yIwAJl7Xf template < typename T >
3|Q:tt'|# T & operator ()( const T & r) const
"8Ud&o {
Cwxy~.mI return (T & )r;
F z_SID }
fPs'A } ;
'3f"#fF6 ]@W.5!5H 这样的话assignment也必须相应改动:
Uk u~"OGC @<ba+z>"~4 template < typename Left, typename Right >
r/E;tm[\ class assignment
s@sr.'yU {
blcd]7nK Left l;
]7C=.'Y Right r;
D>u1ngu public :
*dn~-W. assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
\N\Jny template < typename T2 >
DiyviH T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
+$:bzo_u } ;
CT@JNG$<" .kSx>3 同时,holder的operator=也需要改动:
@N`) Z3P+ Y!LcS48X template < typename T >
d v@B-l; assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
g_G'%{T7 {
2*6b{}yJH return assignment < holder, T > ( * this , t);
/jQW4eW0 }
ZqQJFyV* I| qoH N,g 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。
/wB<1b" 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
)+c4n] K@P5]}'# return l(rhs) = r;
)8ejT6r 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。
EKsL0;FV 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
sO~:e?F vu[+UF\G template < typename Tp >
4tTK5`7N class constant_t
/sf:.TpVh {
}qlU const Tp t;
'dYjbQ}~; public :
,v$gWA!l constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
i DV.L template < typename T >
, ;L const Tp & operator ()( const T & r) const
k=2]@K$% {
*hVW>{a return t;
lBS!=/7 }
D!kv+<+ } ;
8BC F.y JPQ[JD^] 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
u+eA>{ 下面就可以修改holder的operator=了
xmxfXW zhbp"yju7 template < typename T >
9WsPBzi"T assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
$d
M:
5y {
[vkz<sL" return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
M7&u_Cn? }
E~5r8gM,0 .L[WvAo 同时也要修改assignment的operator()
F
i?2sa L-\-wXg% template < typename T2 >
0x!XE|7I T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
Yhl {' 现在代码看起来就很一致了。
3Xgf=yG:M ?y82S*sb# 六. 问题2:链式操作
PDaHY 现在让我们来看看如何处理链式操作。
eOa:%{Kj 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。
:B?XNo 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。
oR>o/$z$)g 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。
;/#E!Ja/u 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
nj99!"_ @O#4duM4Qz template < typename T >
CZ*c["x2 struct result_1
:1"{0gm {
h%
BA,C typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
;hi+.ng_ } ;
#/zPAcV: &o$E1;og 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:
euO!+9p Hzs]\%" template < typename T >
|><hdBQXX< struct ref
S~fQ8t70 {
/NCEZ@2BN, typedef T & reference;
A2VN%dB } ;
[@Y<:6 template < typename T >
v]|^.x: struct ref < T &>
9E^IEwq' {
`f`\j
-Lu typedef T & reference;
`An`"$z } ;
8FyJo.vr( %m]9"; 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
VyH'7_aU y6ntGrZ}$ template < typename T >
^OKCvdS typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
Szrr`.'] {
8MgoAX,p return l(t) = r(t);
)tGeQXVhbJ }
u"r~5 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。
pOQ'k>! 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
sJ)XoK syW ''S*B|: 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
MVU5+wX _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
]5W0zNb* _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
WUx}+3eWv +5 调用divide的对象返回一个add对象。
rH7|r\] r 最后的布局是:
~Emeo&X Add
8qL*Nf / \
dABmK; Divide 5
sh(G{Yz@ / \
#?.Yc%5B _1 3
yS0YWqv]6@ 似乎一切都解决了?不。
@O9.~6 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。
laN:H mR8 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。
~;O|$xL OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码:
.VN "j )O~LXK=b template < typename Right >
Iih~W& assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
[<P(S~J Right & rt) const
P3se"pP {
f3Ior.n( return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
P.mz$M }
-o*IJQ_ 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
T8E=}!68w} 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。
uTGd{w@]0| 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。
]kA0C~4 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。
[mphiH/ 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。
IFNs)* 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?
T6MlKcw,t 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:
@s RRcP~ 7?<.L template < class Action >
?_q
e
2R. class picker : public Action
`oP :F[B {
p
x1y#Q public :
VAf"B5R picker( const Action & act) : Action(act) {}
.w3.zZ0[ // all the operator overloaded
vcs=!Ace } ;
R{GOlxKs C ^6s< 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。
|Fz/9+I 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:
fH?e9E4l 5BnO-[3 template < typename Right >
]b!o(5m picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
B}_*0D {
0A\OZ^P8 return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
yi*)g0M }
cjfYE] n{JBC%^g Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
M72. 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。
.g71?^?( lPyGL-Q template < typename T > struct picker_maker
.&dW?HS {
c?B@XIl typedef picker < constant_t < T > > result;
f tW- } ;
)8]O|Z-CU template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
]vRte!QJ; {
d 2sY.L typedef picker < T > result;
JVbR5"+. } ;
s<VNW @NlE2s6a 下面总的结构就有了:
`Yn:fL7S 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。
m`
^o<V& 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。
(UWWULV picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
8&?Kg>M 至此链式操作完美实现。
|Qo`K%8 :N$^x /{ vgY )
L 七. 问题3
<uZ
r.X 如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。
vw VeHjR @\0U`*]^) template < typename T1, typename T2 >
0`%eP5 ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
\M0-$&[+Z {
P34UD: return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
7(cRm$)L }
1!_$HA [. Vy 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:
Z5iP1/&D |O3wAxc3W template < typename T1, typename T2 >
9jq}`$S{ struct result_2
tKOTQ8i4 {
R:c$f(aKv% typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
&R+/Ie#0dz } ;
;8\w$SPP _b8&$\> 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?
^R- -&{I 这个差事就留给了holder自己。
6'CZfs\ 2F9Gx;}t5= ~+w'b7T,= template < int Order >
kt?G\H!} class holder;
y%%D=" template <>
{FRUB(68b class holder < 1 >
,aOi:aaZRT {
j"6r]nc& public :
o %GVg template < typename T >
8,iBG! RF struct result_1
Iz Vb {
lz2B,# typedef T & result;
3z7SK Gy } ;
nvY3$ Ty template < typename T1, typename T2 >
Tbf't^Ot$ struct result_2
3!E*h0$} {
ZL/iX~}a' typedef T1 & result;
{8+FxmH } ;
ROcI.tL template < typename T >
fA"N5qQI( typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
O@.C.5Ep {
;e,_F/@` return (T & )r;
q.sErr[zc }
tt5t(+5j template < typename T1, typename T2 >
9e|-sn typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
Ze+p;v {
'}#=I 9=ss return (T1 & )r1;
UrtA]pc3L }
8@;|x2=y } ;
k1Z"Qmz f_A'.oq+ template <>
}AfX0[!O class holder < 2 >
qw^kA? {
cGF_|1` public :
wEd+Ds]$ template < typename T >
.*FBr7rE\ struct result_1
6ub-NtVu {
NGQBOV typedef T & result;
A|jmp~@K)+ } ;
dy/\>hu template < typename T1, typename T2 >
5cahbx1"
struct result_2
r'bctFsD {
sBUK v(U) typedef T2 & result;
\"=4)Huv } ;
Y9V%eFY5E template < typename T >
U\OfB'Dn typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
&Xh8j^p' {
WX.6| return (T & )r;
Pw c)u& }
o[=h=&@5p template < typename T1, typename T2 >
wJ.?u]f@ typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
K]c|v
i_D {
scr`] tD return (T2 & )r2;
pO]{Y?X: }
%3p~5jhm1 } ;
}
@r|o:I nV`n=x DX3xWdnr 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> >。
Xn:5pd;?B6 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
Q\H1=8 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
[=3f:>ssm >~%!#,C(|U return l(i, j) = r(i, j);
$MW-c*5a 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
=Sjr*)<@j GFA D return ( int & )i;
W^U6O&-K return ( int & )j;
kdmmfw 最后执行i = j;
kT7x
!7C 可见,参数被正确的选择了。
<HYK9{Q
LYTx8 SNLZU%jan sd(Yr6~.. jV W .=FK 八. 中期总结
1=U(ZX+u 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:
5a8[0&hA 2 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
IZ9L
;"} 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
Cd Bsd 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
vI84=n W~" 'a9H/ gteG*p i 8]G U2hPsF4f ~Qg:_ @@\ 九. 简化
|ZJ<J)y 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`*P=:u 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
,=Q;@Z4 vJ 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:
[nSlkl
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
%R|_o<(#MJ +-*/&|^等
dWR-}> 2. 返回引用。
MKdS_&F;~ =,各种复合赋值等
!UzMuGj 3. 返回固定类型。
8%+F.r 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
3bWYRW 4. 原样返回。
B|fh 4FNy operator,
v d{`*|x 5. 返回解引用的类型。
c@|!0
U%j operator*(单目)
O {hM 6. 返回地址。
!sTOo operator&(单目)
W't?aj I| 7. 下表访问返回类型。
K^zu{`S operator[]
i>*|k] 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
wSV}{9}wr% operator<<和operator>>
rofGD9f
$Gy& 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。
kzkrvC+u 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
lwVo%- K3Sa6"U template < typename Left >
S]"U(JmW\ struct value_return
P0mY/bBU {
uT
Z#85L` template < typename T >
_VjfjA<c8 struct result_1
*A^`[_y {
T'W@fif typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
W5)R{w0`GD } ;
r
9~Wh
$ o[A y2"e? template < typename T1, typename T2 >
~10 >mg struct result_2
},]G +L;R {
$ [t7&e typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
{s{bnU } ;
_ArN[]Z } ;
x$SxGc~4gb <<SUIY@X vC
[uEx: 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
S6d&w6 qOqU
CRUe: 下面我们来剥离functor中的operator()
Xn%ty@8 首先operator里面的代码全是下面的形式:
H{d;,KfX V7gv@<1<y return l(t) op r(t)
)%zOq:{\5 return l(t1, t2) op r(t1, t2)
[^D~T
return op l(t)
#F^0uUjq return op l(t1, t2)
~K2.T7= return l(t) op
m)1+D"z return l(t1, t2) op
X]1Q# $b return l(t)[r(t)]
}Sx+: N* return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
uHQf <R$: u3k{s 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"meH~[Cp 单目: return f(l(t), r(t));
Gi+ZI{) return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
}x~1w:zHd 双目: return f(l(t));
Lw1aG;5 return f(l(t1, t2));
wCitQ0? 下面就是f的实现,以operator/为例
NZQl#ZJH: 2zPO3xL, struct meta_divide
=i1+t"= {
yQ03&{# template < typename T1, typename T2 >
2uEvu static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
l ~C=yP(~ {
w=Yc(Y:h return t1 / t2;
CG0jZB#u }
r7zS4;b } ;
\UEO$~Km \i.Yhl:O 这个工作可以让宏来做:
HZl//Uq [-p?gyl #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
Z(|'zAb^ template < typename T1, typename T2 > \
3 q^^Os static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
X+%5q =N 以后可以直接用
s[n*fV']A DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
1w$X;q" 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
05ZF>`g* (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。。。)
8WP|cF] pIhy3@bY ?l/+*/AR; 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
g;eoH 1"fbQ^4` template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
T!YfCw.HZ class unary_op : public Rettype
ls ,;ozU {
y?-zQs0 Left l;
7i##g, public :
Tya[6b!8 unary_op( const Left & l) : l(l) {}
(WuJ9 [rO TWN template < typename T >
x!`~+f.6 typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
mM;5UPbZ {
T$pBgS> return FuncType::execute(l(t));
x@Ze%$' }
'\wZKYVN hhr!FQ.+/ template < typename T1, typename T2 >
2JR$ typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
nl/~7({ {
n:P++^ j return FuncType::execute(l(t1, t2));
\1f&D!F]b }
mGC! 7^_D` } ;
d+L!s7 QT)5-Jy 1=Y pNXX 同样还可以申明一个binary_op
Z[%vO?, yk0#byW` template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
/DxeG'O class binary_op : public Rettype
;a9`z+ K {
;NPbEPL[5 Left l;
) k6O Right r;
P^-daRb
public :
#,jw! HO] binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
iZ;y( m[$pj~<\ template < typename T >
%<yH6h*u typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
"8*5!anu- {
j= vlsW return FuncType::execute(l(t), r(t));
(!:+q$#BK }
~fz9AhU8 ^b&U0k$R template < typename T1, typename T2 >
( SiwO.TZ typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
4<<T#oW.:G {
i"GCm` return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
9*CJWS; }
9
lH00n+' } ;
\agT#tTJ Jj'dg6QY' cqZuG}VR 很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
q6AL}9]9 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
t +h}hL DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
<d]
t{M62W 那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
<F&53N&Zc 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
9^2l<4^Z 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
]MaD7q>+R 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
.3:s4=(f 这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan)
KlSg0s 下面是修改过的unary_op
)2g-{cYv R$M>[Kjn template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
th]pqhl> class unary_op
=2R0 g2n {
" ,>,t_J Left l;
CU_8
`} d45mKla(V public :
7&Qf))L +I[Hxf ~ unary_op( const Left & l) : l(l) {}
5K[MKfT !J k|ha~r template < typename T >
Wo,"$Z6B struct result_1
K;P<c,9X/ {
N*6lyFcg typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
Y:KIaYkk } ;
tXW7G@ !v?WyGbUg template < typename T1, typename T2 >
|0s)aV|K struct result_2
XFJz\'{ {
+xojnv typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
9 6j*F,{ } ;
!UF(R^ mb#&yK(h template < typename T1, typename T2 >
Q/y"W,H# typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
]v|n'D-? {
V4tObZP3Ff return OpClass::execute(lt(t1, t2));
AB[# }
^7-l<R[T {/Qg4pc! template < typename T >
Rpou.RrXR7 typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
8%#pv} {
]>H'CM4JR return OpClass::execute(lt(t));
[*W l= }
)Nkf'& /4%ycr6 } ;
i=aK ?^+ xk@fBa } |>!tqgq 该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug
&eY&6I 好啦,现在才真正完美了。
65>}Q.p 现在在picker里面就可以这么添加了:
I6.}r2?;A -0:Equ?pz template < typename Right >
a@s@E picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
^7,`6g {
{qbxiL- return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
SioP`*,} }
"e@?^J) 有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。
YAJr@v+Ls uraT$Q} xQ~N1Y2W 4>}qdR1L4 q&d5V~q 十. bind
R~! md 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。
|]+PDc% 先来分析一下一段例子
^J?y
mo$>0 [a!*m< z!>ml3 int foo( int x, int y) { return x - y;}
&p_V<\(% bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
Ew>lk9La( bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
$4u8"n e) 可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。
![3l
K 我们来写个简单的。
%mr6p}E| 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
84jA) 对于函数对象类的版本:
.u\xA7X Q@5v> ` template < typename Func >
i27KuPjC struct functor_trait
P^J #;{R {
D+('1E? typedef typename Func::result_type result_type;
K</="3
HK } ;
b|E1>TkY 对于无参数函数的版本:
*7UDTgY -I*NS6 template < typename Ret >
% h"%G=: struct functor_trait < Ret ( * )() >
Y2>0Y3yM {
e%EE| typedef Ret result_type;
IZ3e: } ;
zelM}/d 对于单参数函数的版本:
_(0GAz%9 vuO~^N]G template < typename Ret, typename V1 >
=5u;\b>* struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
(8jQdbZU {
q~G@S2=}0} typedef Ret result_type;
1rGi"kdf } ;
Yu_`
>so 对于双参数函数的版本:
Kl]LnN%A{ /\u1q< template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
8G?OZ47k# struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
xn,I<dL39 {
Dx>~^ ^< typedef Ret result_type;
*28:|blbL } ;
[E6ZmMB& 等等。。。
A`ScAzx5{ 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
uG{/yJeU HrH!
'bd template < typename Func >
#xfPobQ>il struct func_return
idSc#n22 {
;`:A(yN]T template < typename T >
/`VrV{\/! struct result_1
KvkU]s_ {
|$&v) typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
dZ%rmTE(H } ;
OoOr@5g X}G3>HcP template < typename T1, typename T2 >
,<O| Iis struct result_2
K~Z$NS^W& {
;b;Bl:%? typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
Zil<*(kv{ } ;
J[jzkzSu` } ;
#Pe|}!)u I.hy"y2& B
f"L;L 最后一个单参数binder就很容易写出来了
S7f"\[Aw ve@E.` template < typename Func, typename aPicker >
Pe)SugCs class binder_1
t)^18 z {
z-G*:DfgH Func fn;
1CA%nqlng aPicker pk;
}x(Ewr public :
1}"Prx- 3R6=C~ template < typename T >
9
gWqs' struct result_1
/j;HM[ {
[kL`'yi typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
TpAso[r } ;
vG#,J&aW R&FO-{S template < typename T1, typename T2 >
Twq, 6X- struct result_2
W~d^ *LZt {
]y~"M typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
`*w!S8} m; } ;
UB3hC`N\ y?ypRCgO.u binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
ak$D1#hY B(,j*,f template < typename T >
!T
RU typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
ZfnJ&H' {
gaU1A"S} return fn(pk(t));
z(Q 5?+P }
t 4>\; template < typename T1, typename T2 >
-v{LT=,O typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
JV@b(x` {
3B?7h/f return fn(pk(t1, t2));
]7J* (,sp }
7[It } ;
((T6z$:hA bEli!N$ 21 N!?DR 一目了然不是么?
aqKrf(Rv 最后实现bind
O[W/=j[ [BuAJ930#5 m\@ q2l- template < typename Func, typename aPicker >
.RN2os{ picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
L&G5 kY` {
&{ZTtK&JF return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
sjG@4Or }
Z=zD~ka Oz-@e%8L 2个以上参数的bind可以同理实现。
j71RlS73 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。
gIY]hC. 8DcIM(;Z 十一. phoenix
_`+2e- Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
A75z/O{ _NN5e|t for_each(v.begin(), v.end(),
]^I[SG, (
H'%#71 do_
Lv7$@|"H9 [
{)Pg N cout << _1 << " , "
"HtaJVp// ]
DT3koci( .while_( -- _1),
BoP,MpF cout << var( " \n " )
y)mtSA8 )
9F2MCqvcm );
1-}M5]Y T~)R,OA7m 是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:
`@^s}rt + 首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor
k FCdGl operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
yQE9S+%M 那么我们就照着这个思路来实现吧:
YSux#*#H !XQ)>T^G5 *&tv(+P template < typename Cond, typename Actor >
T4h&ly5
f class do_while
oD=+ {
F5%IsAH Cond cd;
AYv7-!Yk Actor act;
Ypwn@?xeP public :
5E0dX3- template < typename T >
`qhZZ{s)1U struct result_1
pReSvF}}C {
M"5S typedef int result_type;
!NTt'4/F{ } ;
b] ~ ?<U">8cP do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
/-&2>4I ="P&!lu template < typename T >
5#Et.P' typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
{~EPP
. {
8SoTABHV do
Zb$P`~(% {
`!y/$7p
act(t);
f[-$##S.~ }
2q ~y\fe while (cd(t));
V11XI<V return 0 ;
Eg4_kp0Lq }
}ZJ*N Y } ;
A>%mJ3M \?"p]&2UcB qKk|2ecTB5 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
+ I4s0 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。
"=!sZO?3 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。
h
I7ur 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。
?xw0kXK4 下面就是产生这个functor的类:
v)<|@TD) tf6 Zz[ =6gi4!hE template < typename Actor >
|Q$9I#rv class do_while_actor
Wd?=RO`a {
s^HI%mdf Actor act;
]K|td)1X public :
-`,Fe3 do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
ahg]OWn# kHd`k.nW template < typename Cond >
2X6L'!= picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
4DsHUc6 } ;
JzmX~|=Xi n a+P|'6 gbziEjRe 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
Zx)gLDd 最后,是那个do_
}X~"RQf9 fT.MglJcb ="de+S8W class do_while_invoker
>*WT[UU {
Z+2 j( public :
1!Afq}| template < typename Actor >
qe |U*K
2_ do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
c+501's {
i!yE#zew return do_while_actor < Actor > (act);
G$VE
o8Blb }
8dwKJ3*. } do_;
IGF25-7B f0+vk'Z 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
a V#phP 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
Q:8t1ZDo 最后来说说怎么处理break和continue
W{fNZb' 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。
.1jeD.l 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 ]