一. 什么是Lambda 7n\ ThfH{
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 3.Ji5~
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, Oq*n9V
tRLE,(S,-
xU@1!%l@
S-isL4D.Z
class filler gzVtxDh
{ 6D/uo$1Y
public : 1)$%Jr
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} By2s ']bw
} ; 7sXy`+TZ->
j'3j}G%\T
}P#Vsqe V
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: J4YT)-
qOW#Q:T
t:\l&R&
_~tm7o+js
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); inYM+o!Ub
F4GP7]
8jRs=I
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 /r276Q
XAkK:}h
wAw42{M
8h@q
二. 战前分析 ;xfO16fNk
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。 3FFaEl
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 (@+h5@J[`I
Ffnk1/Zy
Y!Drb-U?;
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); y>$1UwQ
/* --------------------------------------------- */ XcOA)'Py
vector < int *> vp( 10 ); +fM&su=wl
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); nt=x]wEC
/* --------------------------------------------- */ Vr 8:nP:
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); a>U6Ag<
/* --------------------------------------------- */ ,"B?_d6
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); (4~X}:
/* --------------------------------------------- */ 4AQ[igTDP
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); auRY|j
/* --------------------------------------------- */ y`4{!CEyLW
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); ;> DHD*3X
b6|Z"{TI
_
&M[MEO`t8
ZP-dW|<[x
看了之后,我们可以思考一些问题: !K[/L<
Kv
1._1, _2是什么? |8bE9qt.P
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 69Nw/$
2._1 = 1是在做什么? 80|onP\L
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。 kQLT$8io
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。 \]I
T'.[F
rIVvO
三. 动工 )Ob]T{GY
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 3E,DipHg
FqwIJ|ct
\ZMP_UU(
C,"=}z1P
template < typename T > bG(x:Py&
class assignment |H
W(
vA
{ 4@6<
T value; W .U+.hR
public : T^]7R4Fg
assignment( const T & v) : value(v) {} /YFa
;2 W
template < typename T2 > 3htq[Ren
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } it)ZP H
} ; }~F~hf>s
`a
>?UUT4
+%XnMl
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ]boE{R!I
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment +"8}R~`!
yAG+] r
d`Oe_<
xIL#h@dz
class holder ;'}'5nO=$
{ !"E-\cc'
public : (9]6bd
template < typename T > -w]/7cH
assignment < T > operator = ( const T & t) const P$ucL~r
{ =WK04\H
return assignment < T > (t); e[{mVhg4E
} 'w.}2(
} ; d; =u
!^iwQ55e2A
2 z7}+lH
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: qfYG.~`5
t`YWwI.
static holder _1; =u=Kw R
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 V&*D~Jq
WK==j1
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); &yU>2=/T
而不用手动写一个函数对象。 IP ,.+:i
<7'&1=%r
6\n?48x}
zTY;8r+
四. 问题分析 mj2Pk,,SA
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 Nqcp1J"
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 z)}!e,7
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 9i=B
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ? %(spV
下面我们可以对这几个问题进行分析。 }G'XkoI&
ubbnFE&PD
五. 问题1:一致性 GoIQ>n
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| ~}Z'0W)Q`z
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Yw)Fbt^
=7
w>wW-
struct holder Fp%Ln(/m
{ gn)R^
// ){P^P!s$
template < typename T > S!hXf|*0[
T & operator ()( const T & r) const 0%<+J;'o
{ ! E0!-UpY
return (T & )r; ag8`O&+
} {eQWO.C{
} ; GeV+/^u
`/4:I
这样的话assignment也必须相应改动: uel{`T[S
J,5+47b1}R
template < typename Left, typename Right > x[X`a
class assignment $a(`ve|
{ 1~\M!SQ)
Left l; |m;L?)F<
Right r; }y6q\#G
public : opp!0:jS*
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} pRi<cO
template < typename T2 > BBnq_w"a
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } "=A>}q@;H
} ; rs]I
HBiBv-=,
同时,holder的operator=也需要改动: g"K>5Cb
0.Vi97`
template < typename T > a]B[`^`z
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const {(tHk_q
{ Ri)uq\E/#
return assignment < holder, T > ( * this , t); 9Ah[rK*}
} P@0Y./Ds
|"]PCb)!
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 x({C(Q'O
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 tR)H~l7q
80;n|nNB
return l(rhs) = r; FTf<c0
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 P^)q=A8Z#
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 4kl Ao$
X`JVR"=4
template < typename Tp > [4Q"#[V&9
class constant_t :O-1rD
{ $yu?.b
9H#
const Tp t; ub K7B |p
public : rv7{Ow_Y
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} pqR\>d0
template < typename T > 3BQ!qO17^d
const Tp & operator ()( const T & r) const nxo+?:**
{ ?LP9iY${
return t; Vf $Dnu@}z
} {whvTN1#dh
} ; 1^G{tlA-
,[!LCXp
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 rs;r
$
下面就可以修改holder的operator=了 P_Hv%g
#hw>tA6
template < typename T > d~9!,6XM
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const Z(GfK0vU
{ w$ fJ4+
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); zpjqEEY;
} o{WyQ&2N
n<7q`tM#
同时也要修改assignment的operator() v)X\GmW7w
j/!H$0PN
template < typename T2 > q(IQa@$SR
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } @n+=vC.xO
现在代码看起来就很一致了。 ?cy4&]s
@It>*B yB.
六. 问题2:链式操作 &
E}mX]t
现在让我们来看看如何处理链式操作。 z=Cr7-
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。 `[fxyg:u
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。 jZ*WN|FK?
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。 s!B/WsK
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ~AB*]Us
1;F`c`0<
template < typename T > vVxD!EL
struct result_1 I]`-|Q E
{ gVR@&bi7
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; v|';!p|
} ; qxOi>v0\H
0<p{BL8
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: v6=-g$FG
j2 %^qL
template < typename T > \cJa;WM>
struct ref PkuTg";
{ (5Nv8H8|
typedef T & reference; +0l`5."d
} ; 9 ;i\g=
template < typename T > vX|UgK?2^
struct ref < T &> w3T ]H_V
{ 9&]M**X
typedef T & reference; ca<"
} ; /e@H^Cgo
4Y \wnwI
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: A!i q->+
\;X+X,M
template < typename T > GX{XdJD
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const Fr2N[\>s
{ K4ZolWbU
return l(t) = r(t); |I;$M;'r&
} J @IS\9O
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。 qQ]]~F
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 f .
}c7
C#0Qd%
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 5VW|fI
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: q8P.,%
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 7V7zGx+Z7
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 5s{j=.O
最后的布局是: ;]2s,za)qs
Add _HOIT
/ \ oXsL9,
Divide 5 E0n6$5Uc?
/ \ b\7iY&.C|
_1 3 l `9t}
似乎一切都解决了?不。 0#o/ ^Ah
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。 k(VB+k"3
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。 ,5
j"ruZ
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: q!~ -(&S
a?h*eAAc.
template < typename Right > x Gk6n4Gg
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const o+B:#@9?
Right & rt) const #]WqM1u
{ 1 T<+d5[C
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); I{'f|+1
} _f0C Y"
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 HeGYu?&
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。 6?tlU>A2s
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。 hB;VCg8
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。 |KI UgI
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。 4bVO9aUG{
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? <6TT)t<h
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: 2-*V=El
J5Z%ImiT^O
template < class Action > ^ <`(lyph
class picker : public Action @D^^_1~
{ u^Ku;RQo
public : oTjyN\?H
picker( const Action & act) : Action(act) {} 2NGeC0=
// all the operator overloaded z+}QZ>
} ; ~+X9g
B<?[Mrdxw
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。 DB526O*
[
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: wBj-m
2|iV,uJ&
template < typename Right > \2-@' ^i
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const Yj|eji7y
{ Vgb *% I
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); AI vXb\wL
} 9I7\D8r
}GMbBZ:nKK
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > e1myH6$W
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。 d$ACDX2
g1E~+@
template < typename T > struct picker_maker A5:qKaAq
{ 1F8 W9b^D
typedef picker < constant_t < T > > result; f"u*D,/sS
} ; WO5O?jo'
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > b3-eR5U/
{ 3f Xv4R;!:
typedef picker < T > result; \`V$
'B{.
} ;
'7Nr8D4L
Y/<lWbj*A
下面总的结构就有了: '+>fFM,*B
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。 /
O/`<
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。 7M_U2cd|TD
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 gbeghLP[?
至此链式操作完美实现。 YpAg
|'ln?D:&
8b.u'r174
七. 问题3 WW2Ob*
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。 ?<&O0'Q
kqYa*| l
template < typename T1, typename T2 > fA%z*\
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const yq-=],h
{ 5RH2"*8T
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); N /$`:8"
} X=JmF97
ZoB*0H-
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: `(+o=HsD
`!:q;i]}
template < typename T1, typename T2 > 1% F?B-k
struct result_2 <$w?/y/'
{ 7'-Lp@an
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 9j]sD/L5q
} ; HmfG$Z
Xv <G-N4
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? a {}|Bf<
这个差事就留给了holder自己。 G&xo1K]
hv 6@Jr3
_Y=2/*y^
template < int Order > l\AMl
\
class holder; _I`,Br:N
template <> heaR X4
class holder < 1 > do-ahl,
{ aSuM2
public : H.<a`mm8
template < typename T > e~ aqaY~}
struct result_1 [3l*F
{ n%R;-?*v
typedef T & result; FlfI9mm
} ; zl-2$}<a
template < typename T1, typename T2 > V@7KsB
struct result_2 9odJr]
{ RCTQhTy=
typedef T1 & result; 5(W"-A}
} ; YCe7<3> J4
template < typename T > @~<j&FTT
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const &
gJV{V5Ay
{ ""Zp:8o
return (T & )r; =1I#f
} +x9cT G
template < typename T1, typename T2 > {e|*01hE
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const .6O"|
Mqb
{ ANIz,LS
return (T1 & )r1; +_v$!@L8
} W"{v2x i
} ; QB:i/9
#po5_dE\*
template <> lf>*Y.!@me
class holder < 2 > =.]l*6WV
{ [S.ZJUns
public : RT93Mt%P
template < typename T > L-pVltX
struct result_1 xvzr:pP
{ -yGDh+-
typedef T & result; ,*4p?|A
} ; ZT02"3F
template < typename T1, typename T2 > V._6=ZJ
struct result_2 "G-1>:
{ aK,z}l(N
typedef T2 & result; gH2,\z`[4
} ; B63pgPX
template < typename T > YY?a>j."a
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const uj%skOD6Z
{ Wv__ wZ
return (T & )r; Lb{e,JH
} *Ype>x{
template < typename T1, typename T2 > @)kO=E d
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const DjU9
uZT
{ SVjl~U-^
return (T2 & )r2; Xi?b]Z
} 22kp l)vbU
} ; 2,lqsd:xM
"#v=IJy&r
vHAg-Avc
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 \BWykA>
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: j1SMeDDM
~
首先 assignment::operator(int, int)被调用: k5kdCC0FCk
-(`OcGM'L
return l(i, j) = r(i, j); L=2y57&Y
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) QDpEb=|S
v7%X@j]ji
return ( int & )i; ^:9$@+a
return ( int & )j; `cx]e
最后执行i = j; |IunpZV
可见,参数被正确的选择了。 Ngb(F84H?
v+jsC`m
h25G/`
IHgeQ F
~
*lef=:&,,
八. 中期总结 LlBN-9p
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: e*+FpW@
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 =%zLh<3v
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 pV6d
Id
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor yq+!czlZ
Z/^ u
&a/__c/l
USN8N (
"NRDNqj(
tbnH,*
九. 简化 ~gz^Cdh
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。 fN"(mW>!
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ;q0uE:^S
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: {lth+{&L#
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 2_Wg!bq
+-*/&|^等 64-#}3zL
2. 返回引用。 xEuN
=,各种复合赋值等 T#pk]c6Q
3. 返回固定类型。 `%3/
各种逻辑/比较操作符(返回bool) DK0.R]&4(
4. 原样返回。 7bxA]s{m
operator, T[=S$n-'
5. 返回解引用的类型。 gyS+9)gY
operator*(单目) IVlf=k
6. 返回地址。 )
'j:
operator&(单目) +UJuB
7. 下表访问返回类型。 _C\[DR0n
operator[] =)O,`.M.Y
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ogFKUD*h&>
operator<<和operator>> x{NX8lN
z} '! eCl
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。 " P)*FT
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 2oJb)CB
h7s;m
template < typename Left > [ofqGwpDG
struct value_return &C>/L;
{ 6<0n *&
template < typename T > ;n\= R 5.
struct result_1 Y!6/[<r$~k
{ s4_/&h
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ?PTk1sB
} ; .qk]$LJF7
eMRar<)+#*
template < typename T1, typename T2 > ??hJEE
struct result_2 %+ZJhHT
{ $,xnU.n
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; IlX$YOf4
} ; |^28\sm2e
} ; r%DFve:%
50dGBF
P;PQeXKw
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 8G>>i)Sbg
vpPl$ga5bY
下面我们来剥离functor中的operator() 7u\*_mrv
首先operator里面的代码全是下面的形式: x\2?ym@
Y^%T}yTtq
return l(t) op r(t) bVmAtm[
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ~.%K/=wK @
return op l(t) `V[!@b:
return op l(t1, t2) iut`7
return l(t) op ;Ut+yuy
return l(t1, t2) op $3D'4\X~?
return l(t)[r(t)] qH"Gm
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ]]}tdn _
Lp5U"6y
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: g<*BLF
单目: return f(l(t), r(t)); +!f=jg06
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ( 6(x'ByT
双目: return f(l(t)); B=
keBO](@
return f(l(t1, t2)); %LXM+<N8
下面就是f的实现,以operator/为例
"o& E2#
(wc03,K^
struct meta_divide
s95vK7I
{ {b]aC
template < typename T1, typename T2 > */ G<!W
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) |}){}or
{ 6io , uh!
return t1 / t2; UZ8?[
} -st7_3
} ; _ >`X]I;
Hn,:`mj4-6
这个工作可以让宏来做: K.gEj*@
@?C#r.vgp
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ * y^OV_n-8
template < typename T1, typename T2 > \ Cw5%\K$=
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; R~bC,`Bh
以后可以直接用 ,n!vsIN
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) = sAn,ri
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 1e xl0]-
(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。。。) SPj><5Ro
{;2i.m1
$-+/$!
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 5=(c%
RkFD*E$
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > &iN--~}!$
class unary_op : public Rettype 79zJ\B_
{ .@iFa3
Left l; \qi|Js*{
public : ]E3U
J!!
unary_op( const Left & l) : l(l) {} qDWsvx]
c= UU"
template < typename T > bg|!'1bD`5
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const sqx`">R
{ F#xa`*AP
return FuncType::execute(l(t)); Ou'?]{
} Y}6n]n;uR
}awzO#
template < typename T1, typename T2 > ?_\$
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const (3\Xy
{ r!}al5~&
return FuncType::execute(l(t1, t2)); Dc~,D1xWj
} H* !EP
} ; %/kyT%1
G;gJNK"e
4
;Qlu
同样还可以申明一个binary_op T~sTBGcv
P`U<7xF~
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ]L2Oz
class binary_op : public Rettype PIcrA2ll
{ 2EQ6J
Left l; 0;sRJ
Right r; 8GJdRL(
public : .AV)'j#6P
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 3*DXE9gA9
^GN8V-X4y
template < typename T > QbYc[8-[
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const /Tz85 [%6
{ `n!viW|tB
return FuncType::execute(l(t), r(t)); '%v#v 3'
} Z.Rb~n&
c*\<,n_
template < typename T1, typename T2 > b7C
e%Br
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const U7&x rif
{ "rXOsX\;
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ]O:M$ $
} ps1YQ3Ep&
} ; ;D ~L|
lfk9+)
rl:KJ\*D
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 b syq*
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 G,&%VQ3P>
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) iNcZ)m/
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。 5IVksg
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! :lcea6iO
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。。。 9T2xU3UyY
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ? y},,
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) _17|U K|N
下面是修改过的unary_op uK*Nu^
Bp AB5=M0
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > B7NtkMK
class unary_op `ia %)@
{ Bt^K]F\
Left l; "u}9@}*
jRkC/Lw
public : bv?0.{Z
OVoO6F]
unary_op( const Left & l) : l(l) {} A3P9.mur
k/Mp6<?C:
template < typename T > w=r&?{
struct result_1 g=]&A
{ g;F"7
^sg
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; }4jC_ZAupt
} ; _|c&@M
#S
QXTR
template < typename T1, typename T2 > 5#:pT
struct result_2 lHBI
{ O]u",J5
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 7r{qJ7$%
} ; RcY[rnI6
T)u4S[
&
template < typename T1, typename T2 > s(@h 2:j
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const f%^'P"R
{ )jW(6
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); _ P ,@
} $&-5;4R'0
[p;*r)f2}
template < typename T > %j]STD.E
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const , j980/
{ RpQ*!a~O
return OpClass::execute(lt(t)); 3VCqp13
} m$UvFP1>u1
I/u9RmbU
} ; 2JO-0j.
F+=urc>w
P9#)~Zm}]
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 mPt)pn!rA
好啦,现在才真正完美了。 SPy3~Db-o
现在在picker里面就可以这么添加了: Zy$L rr!
2PC5^Ni/9@
template < typename Right > \d68-JS@~
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const E1q%gi4 Q%
{ MZm'npRf
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); k0K A ~
} -Q[g/%
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 9{J?HFw*;
w$Ux?y-L
to3?$-L
aPIr_7e
Ygj6(2
十. bind 3A0_C?E
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 fp !:u
先来分析一下一段例子 /5a;_
tjzA)/T,4
}OKL
z.5
int foo( int x, int y) { return x - y;} XCPb9<L
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 '"O&J}s;
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 T&}Ye\%
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 V:^H4WvL\W
我们来写个简单的。 MQ w9X
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: u^Sv#K X
对于函数对象类的版本: ]6~k4
W7e4pR?w
template < typename Func > Y}1P~
struct functor_trait X\A]"su
{ 9]~PCZ2j
typedef typename Func::result_type result_type; >q|Q-I~gs
} ; PZ]5Hf1"
对于无参数函数的版本: Kdt|i93
o<\6Rm
template < typename Ret > LD.Ck6@
struct functor_trait < Ret ( * )() > Z;*`fd?8
{ v5Y@O|i#
typedef Ret result_type; &+;uZ-x
} ; cIZc:
对于单参数函数的版本: FLbZ9pX}
Baq ~}B<
template < typename Ret, typename V1 > u~Lu<3v
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > &l^n4
{ x70N8TQ_gK
typedef Ret result_type; -uR{X G. D
} ; mTd<2Hy
对于双参数函数的版本: #eEvF
g~R/3cm4
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > [t}):}~F|
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 2]Fu
1
{ 6Kht:WE
typedef Ret result_type; O]_={%
} ; =YoTyq\
等等。。。 sMJ#<w}Q
然后我们就可以仿照value_return写一个policy g\J)= ,ju,
lZ a?Y@
template < typename Func > vahf]2jEB
struct func_return NKh,z&
_5-
{ u[[/w&UV.,
template < typename T > ( -2R{!A
struct result_1 ;G Qm[W([
{ Oy'0I,
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; _W+Q3Jx-(
} ; _h~p:=
c%yh(g
template < typename T1, typename T2 > fv|%Ocm
struct result_2 o[{&!t
{ }~GV'7d1
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; It\BbG=
} ; -d_ 7*>m$
} ; &Q+]t"OA!
w%~qB5wF6
Zjt9vS)
最后一个单参数binder就很容易写出来了 R`3x=q
V<W02\Hs
template < typename Func, typename aPicker > [J:zE&aj
class binder_1 ahoh9iJ
{ cUVTRWV
Func fn; e@+v9Bs]q
aPicker pk; hLn&5jYHvt
public : y3AL)
:+1bg&wQ
template < typename T > JOgmF_(>Z
struct result_1 f-s~Q4
{ kI]=&Rw
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; {"}+V`O{
} ; 7(5]Ry:
yHtGp%j
template < typename T1, typename T2 > 8tC + lc
struct result_2 wK ][qZ ]
{ e18T(g_i
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; W&LBh%"g
} ; ZnQ27FcW
B~4mk
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ~q5-9{ma
2}|vWKej{
template < typename T > {;;eOxOP|
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 8|Q4-VK<!
{ 5bF5~D(E
return fn(pk(t)); L:Ed-=|Uw
} TA<hj[-8
template < typename T1, typename T2 > y8}"DfU.
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const MsSoX9A{D
{ +:b(%|
return fn(pk(t1, t2)); LP8o7%sv!
} ;7)OSGR
} ; AV9:O{
P)4x
89ZDOji?O
一目了然不是么? i"KL;t[1
最后实现bind e ^-3etx
ul}4p{ m[
vN'VDvVM
template < typename Func, typename aPicker > O} (E(v
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) |#!eMJ&0
{ ./2Z?,
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); \(wn@/yP'
} 1.uUMW
KgL<}=S
2个以上参数的bind可以同理实现。 +i2YX7Of
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。 rR3m'[
EF0Pt
十一. phoenix `g2&{)3k
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 6{lG1\o
<b3x(/
for_each(v.begin(), v.end(), ,d3Q+9/
( ipgN<|`?@
do_ B?!9W@
[ .$n$%|"H-
cout << _1 << " , " w
5!ndu
] KC#kss
.while_( -- _1), 4|I7:~
cout << var( " \n " ) |qQ{ 8T%)
) ;,()wH
); 5XhK#X%:A
i#Ne'q;T
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: G%y>:$rw[O
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 {/th`#o4b
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 (X0`1s
那么我们就照着这个思路来实现吧: $(Z]TS$M&
G* 8+h
cA2^5'$$
template < typename Cond, typename Actor > s0_-1VU
class do_while ab8oMi`z
{ O-y6!u$6&
Cond cd; ?r^
hmu"a
Actor act; hg$qbeUl
public : ecM4]U
template < typename T > "``W6W-(
struct result_1 3(cU)
{ A%.J%[MVz
typedef int result_type; Q:'qw#P/C
} ; ]Y?{$M
G
bS_y_9K
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} uEc0/a :.
^aGZJiyJ
template < typename T > 3P%w-qT!N
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const |G|*
{ =$&7IQ?
do \7OJN
~&<
{ )< &B