一. 什么是Lambda
v?]a tb/h` 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
S"G(_% 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,
T$u'+*
Xx xf;>o$oN0P 7/hn%obC YL|)`m0-^5 class filler
n5"oXpcIx {
J7",fb public :
ELnUpmv\ void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
$k&v
juB. } ;
VV1sadS:S` Ow> u!P! K5LJx-x*j 这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决:
diu"Nt &':C"_|&r cd1-2-4U r{r~!=u for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
Hm>cKPZ) GNM>hQ)h: w]qM
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
.>TG{>sH Ua|iAD1 Ot47.z #lqH/>`> 二. 战前分析
SN{A@dyt 首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。
=C,DR4xh 开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码
0^V<,CAV 7NT}
Zwf s|XWw<Sa for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
9jf9u0 /* --------------------------------------------- */
V]J"v#!{ vector < int *> vp( 10 );
D<FQVdP transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
o>(<:^x9 /* --------------------------------------------- */
.^=I&X/P sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
u(1m#xr8$ /* --------------------------------------------- */
=TEe:%mN int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
:35h0;8+ /* --------------------------------------------- */
RjviHd#DXn for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
oh$"?N7n1 /* --------------------------------------------- */
:^`j:B for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
n6Uh%rO7S| c3l(,5DtH T5}3Y3G,6 E)m \KSwh 看了之后,我们可以思考一些问题:
Dx /w&v 1._1, _2是什么?
\H>T[ 显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
,_(=w.F
2._1 = 1是在做什么?
+Eb-|dM 既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。
*LBF+L^C% Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。
nkPlfH \9p.I?= [I%eRo[ 三. 动工
W^^0Rh_ 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
g,WTXRy T2]8w1l&K .?g=mh79( ku*k+4rz template < typename T >
qk'&:A class assignment
Y1r'\@L w {
vA:ZR=)F T value;
9A4n8,&sm public :
v `/nX-> assignment( const T & v) : value(v) {}
cu?6\@cD template < typename T2 >
vgtAJp+p* T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
jbe:"Stw } ;
JE:LA+ ( B0yGr\KJ . mO8~Z 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
}OcrA/ 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
?+=,t]`!m p@Os @Yb8CB ']2d^'TH class holder
) C~#W {
Rh6CV public :
j8e=],sQ template < typename T >
&/^p:I assignment < T > operator = ( const T & t) const
y=\&z&3$ {
\2El>> return assignment < T > (t);
r%=a :GdAg }
AFsieJ } ;
6@#=z +|S)Mm8- "&D0Sd@[? 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:
|wb_im H&*&n}vh5y static holder _1;
I&15[:b=- Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
}vB{6E+h/w W^[QEmyn for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
!p\
@1? 而不用手动写一个函数对象。
/J-.K*xKt ]5*H/8Ke7 -ys/I,}< #gWok'ZcR 四. 问题分析
rLD1Cpeb,w 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。
@~$=96^ 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。
KMb'm+ 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
;dZZOocV1 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
7mi=Xa:U 下面我们可以对这几个问题进行分析。
.XK3o .ZhW MTE1\, 五. 问题1:一致性
1=+S'_j 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?|
S]fkA6v
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
}3Ke VrT-6r'Y struct holder
(]mBAQ#hw {
JM0+-,dl[ //
Z[z" v template < typename T >
kd&~_=Q T & operator ()( const T & r) const
#]i^L;u1A {
jZ5ac=D&I return (T & )r;
obbg#, }
2|exY>`w } ;
m|?1HCRXRI V0,5c`H c 这样的话assignment也必须相应改动:
{Gfsiz6 8KR17i1 template < typename Left, typename Right >
,{iMF
(Nj class assignment
po]<sB {
g] IPNW^n Left l;
i/8OC Right r;
\N? lG q public :
%ByqkY{5F assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
[}Rs template < typename T2 >
.{;RJ:O T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
>PdrLwKS } ;
&BKnJ{,H U[yA`7Zs} 同时,holder的operator=也需要改动:
~QE?GL {Ho _U&< template < typename T >
Ygfy;G% assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
OL#i!ia. {
Q-s5-&h( return assignment < holder, T > ( * this , t);
h>xB"E|. }
z:O:g?A b4KNIP7E 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。
0lqh;/ 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
l'!_km0{d ZW;Re5?DJ return l(rhs) = r;
M!VW/vdywL 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。
<dS I"C< 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
ZZxt90YR'5 gHL:XW^ template < typename Tp >
z:Ru` class constant_t
(i<\n`h1K {
ZLP0SCkuR const Tp t;
i-95>ff public :
8*VQw?{Uee constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
c2gZ<[~ template < typename T >
.ArOZ{lKD> const Tp & operator ()( const T & r) const
0"sZP\<p {
b\NY!)B return t;
tC+11M }
>"zN` } ;
7|ACJv6%9 lYm00v6y 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
0|\A5
eG 下面就可以修改holder的operator=了
nGJ+.z U;
#v-'Z template < typename T >
33"!K>wC assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
=ZV+*cCC=q {
dt=M#+g return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
ZS&+<kGD }
bI;u};v XaU^^K 同时也要修改assignment的operator()
oC!z+< wUS w9xg template < typename T2 >
}&l%>P T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
dZd]p8 现在代码看起来就很一致了。
/5>A 2y \3rgwbF 六. 问题2:链式操作
T%TO?[cN 现在让我们来看看如何处理链式操作。
oSR;Im<2 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。
R C!~eJG! 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。
]>+ teG:4 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。
o8A(Cg} 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
[;C*9Nl 0)vX
template < typename T >
9~r8$,e struct result_1
`Z@qWB< {
w/ID yQ typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
pe\]}& } ;
Wjd_|Kui {|q(4(f"Iu 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:
ln09_Lr S;!7/z template < typename T >
6I5LZ^/ G9 struct ref
NdI~1kemr {
~MK%^5y? typedef T & reference;
kKVNE hTp } ;
^
-lWv template < typename T >
E@@XWU21;N struct ref < T &>
U]E~7C {
~#rmw6y typedef T & reference;
ukee.:{ } ;
-zm-|6[Wi #.@D}7y5 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
N/B-u)?\: <q4<3A template < typename T >
}K 2fwE typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
|s !7U {
W_]onq6 return l(t) = r(t);
[Al}GM }
Ch&2{ng 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。
?ieC>cr 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
bqZ5GKUo [_tBv" z 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
mw${3j~& _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
R6irL!akAd _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
HAcC& s8 +5 调用divide的对象返回一个add对象。
KD..X~Me 最后的布局是:
=|3*Y0 Add
T$Rf / \
to] ~$~Q|> Divide 5
Ij7[2V]c / \
KA9v?_@{ F _1 3
{ =IAS} 似乎一切都解决了?不。
E*UE?4FSw| 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。
]6?6 k4@ 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。
5k<0>6;XH 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:
pJ@D}2u( f2M}N template < typename Right >
6"c(5#H assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
WP?AQD Right & rt) const
1n>(CwLG" {
^r
9 return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
EUuk%<q7C( }
WQltUaF 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
ggzcANCD< 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。
AKUmh 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。
\
UiITP< 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。
rIAbr5CG 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。
ks(BS k4 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?
J4m2|HK 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:
vqJq=\ .m `z6I][Uf template < class Action >
&^K,"a{ class picker : public Action
p']oy;t {
qbD[<T public :
\2y[Hy? picker( const Action & act) : Action(act) {}
LVBE+{P\5? // all the operator overloaded
)SWLX\b } ;
![aa@nOSa 8/ PS#dM\ 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。
JR4fJG 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:
:z%q09.) %1kIaYZ template < typename Right >
<2fgao&-n picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
7NQEn Al {
a/lTQj]A return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
%bgUU|CdA }
Kr@6m80E5 =$F<Ac;& Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
Amj'$G|+hj 使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。
/yTPb KWiP`h8 template < typename T > struct picker_maker
G Y+li{ {
{1J4Q[N9m typedef picker < constant_t < T > > result;
#b$qtp!, } ;
5/m}v'S% template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
%"BJW {
QJtO~~- typedef picker < T > result;
%@Nu{?I } ;
<4%vl+qW _+}#
下面总的结构就有了:
wF$z ?L 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%[swoM@ 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。
Zd8`95 picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
u\o~'Jz 至此链式操作完美实现。
{Z^q?~zC[ e#z#bz2< $'93:9tg 七. 问题3
F0/!+ho 如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。
T3h 1eU *w[0uQL5Z template < typename T1, typename T2 >
NbUbLzE ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
Eanwk` Rx {
6=g! Hs{ return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
V ^hR%*i' }
wg]VG, O#x=iZI 很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2:
OzUo}QN D7v_< template < typename T1, typename T2 >
^D A<=C-[! struct result_2
5b;~&N4~ {
|a>,FZv8e typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
;]^% 6B n } ;
dnCurWjdk .g!K| c 显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢?
ZFRKzPc
{V 这个差事就留给了holder自己。
80 ckh OzAxnd\.N 8Cw3b\ne template < int Order >
Tx|y!uHh class holder;
}mOo= )C! template <>
gvoYyO#cm class holder < 1 >
`zsooA
Gt {
eR:C?v public :
W7"UhM template < typename T >
)w,<XJhg` struct result_1
p;.M. {
0n*D](/NK typedef T & result;
!TLJk]7uC } ;
)F,z pGG template < typename T1, typename T2 >
%`}nP3 struct result_2
*g[MGyF" {
J7+[+Y typedef T1 & result;
59BB-R,V } ;
9E}JtLgT template < typename T >
MM(\>J[Uq typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
2&XNT-Qm {
Tb}op XYK return (T & )r;
*1,4#8tB }
IO<Ds#( template < typename T1, typename T2 >
2 :wgt typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
4OFv#$[ {
1h?QEZ,6a return (T1 & )r1;
}Dx.;0*: }
.Ky)Co } ;
Lwn "D'"uMS`H template <>
61](a;Di class holder < 2 >
zJo?,c {
sq?js#C5 public :
DcN!u6sJ template < typename T >
~]SCf@pRk struct result_1
/h9v'Y}c {
__}ut+H^5p typedef T & result;
l"/E,X } ;
m}6Jdt'| template < typename T1, typename T2 >
3!vnSX(iv struct result_2
U'@ ![Fp {
z! :0%qu typedef T2 & result;
WV}HN } ;
Sg*+! template < typename T >
C=qL0 typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
ch33+~Nn {
$i%#fN return (T & )r;
{@hJPK8 }
RoNE7|gF: template < typename T1, typename T2 >
6B+?X5-6DH typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
iP6?[pl8 {
NuW6~PV return (T2 & )r2;
hR~&}sxN }
d'iSvd. } ;
D7=Irz!O\7 !6,rN_a@Y O_L>We@3E 新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
a[p$e?gka 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
2S-f5&o 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
#_WkV bjAI7B8As return l(i, j) = r(i, j);
3!{Tw6A8( 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
}{)Rnb@
> nDyA][ return ( int & )i;
6j95>} @ return ( int & )j;
'I$kDM mwh 最后执行i = j;
\>x1#Vr>#V 可见,参数被正确的选择了。
aJ}hlM> oU se~ )!~,xl^j{} NxnaH!wS WyRSy-{U(} 八. 中期总结
H!'4A& 目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事:
F}=_"IkZ 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
#}l$<7ZU 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
'KDt%?24 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
3aU5rbi|B t~<HFY*w ) ]DqK<- 0s79rJ &2S-scP bM.$D-?dF* 九. 简化
Rh#`AM`)j 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。
S|af?IW 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
;hF}"shJN 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:
z[6avW"q 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
,4Q8r:_ u +-*/&|^等
2|ej~}Y 2. 返回引用。
q" EW*k+
) =,各种复合赋值等
e N v\ZR1 3. 返回固定类型。
n.t5:SW 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
;M~9Yr=1 4. 原样返回。
Y>atJ operator,
P^!g0K 5. 返回解引用的类型。
,:2Z6~z{ operator*(单目)
|?nYs>K 6. 返回地址。
$@O? operator&(单目)
eK5~YM:o 7. 下表访问返回类型。
[ r operator[]
g/}d> 6 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
^VW]Qr! operator<<和operator>>
Bh'!aip k ^4NRmlb OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。
.)=*Yr M 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
9yaTDxB> ]_|'N7J template < typename Left >
EIfqRRTA struct value_return
y4l-o {
H4sW%nZ0 template < typename T >
m(o`; struct result_1
{ ^^5FE)% {
OQ4Pk/-' typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
q%QvBN } ;
`\|tXl. [oXSjLQm[ template < typename T1, typename T2 >
'IFA>}e7W struct result_2
_`gkYu3R+ {
Ijap%l1I typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
fj/L)i } ;
@3$ I } ;
JZ+6)R T+aNX/c|> $gN\%X/n"1 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
Z6rZAwy v\CBw" 下面我们来剥离functor中的operator()
%hN(79:g 首先operator里面的代码全是下面的形式:
a6cU<(WDeh pJs`/ return l(t) op r(t)
g],]l'7H return l(t1, t2) op r(t1, t2)
$STGH return op l(t)
cJbv,RV< return op l(t1, t2)
tQRbNY#}Z return l(t) op
GyMN;| return l(t1, t2) op
ij#v_~g3 return l(t)[r(t)]
i /I
return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
CM$&XJzva rk4KAX_[ 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:
;Z`a[\i': 单目: return f(l(t), r(t));
jMCd`Q]K return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
q,<l3r In 双目: return f(l(t));
6rj iZ% return f(l(t1, t2));
}st~$JsV1 下面就是f的实现,以operator/为例
I\1"E y mtkZF{3Jx struct meta_divide
M$Ui=GGq {
"U"fsAc# template < typename T1, typename T2 >
0^\H$An*k static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
e$P^},0/ {
TB?'<hD: return t1 / t2;
SXYwhID= }
&WLN } ;
R9^vAS4t[O H\n6t-l 这个工作可以让宏来做:
DTuco9yr[ EC0B6!C&7 #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
;dMr2y`6 template < typename T1, typename T2 > \
jA;b2A]G static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
ezbk@no 以后可以直接用
-,YI>! DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
DBHHJD/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
`GBJa k (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。。。)
AzF*4x & wtE"w !vRN'/(Vyu 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
gY[G>D= TTl9xs,nO template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
DJ7ak>"R
class unary_op : public Rettype
jtpHDS {
1%vE 7a>{ Left l;
_Dqi#0#40p public :
Gey-8 unary_op( const Left & l) : l(l) {}
_<jU! R ,mvFeo;@f template < typename T >
H)E,([ typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
g.Qn,l]X/p {
6Iv};f"Y return FuncType::execute(l(t));
a@&qdp }
c^'bf_~-W "~EAt$ template < typename T1, typename T2 >
9S17Lr*c typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
x9\{a {
Z:,\FB_U return FuncType::execute(l(t1, t2));
FN/l/OSb }
k$m'ebrS.~ } ;
M E]7e^ ;`c:Law4 qi7*Jjk>90 同样还可以申明一个binary_op
D4(73 frm[<-~ w0 template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
bv(+$YR class binary_op : public Rettype
E&z^E2 {
FZ<6 kk4 Left l;
ib
'l:GM Right r;
2-qWR<E public :
42hG}Gt binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
f%t
N2k c)N_"#& template < typename T >
ZVJ6 {DS/ typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
"QS(4yw?jg {
g8&& W_BI return FuncType::execute(l(t), r(t));
\24'iYtqW }
Gw-{`<CxE )BI%cD template < typename T1, typename T2 >
.Jg<H %%f typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
n#WOIweInf {
{wt9/IlG1 return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
N4-Y0BO }
.Wp(@l'Hd } ;
|B$JX'_ *gGw/jA/ Lw^%<.DM+t 很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
QD^= ;! 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
rfQs
7S;G DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
WuF\{bUh 那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
E=S_1 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
#')]~Xa 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
U
v>^ Z2 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
!@Vj&>mH$ 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)
w^HI
lA 下面是修改过的unary_op
bOrE86v: yGWl8\,j0 template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
R6>*n!*D@ class unary_op
&1=,?s]& {
Fd80T6[ Left l;
`LIlR8&@aX WTt
/y\'6 public :
K^GvU 0\ iH]0
YT.E unary_op( const Left & l) : l(l) {}
wod{C ! ~
W8
M3(^ template < typename T >
RiZ}cd struct result_1
#3?"#),q {
cw~GH typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
l,A\]QDvl } ;
e*(
_Cvxp =yqg,w&Q template < typename T1, typename T2 >
jamai8 struct result_2
rc%*g3ryLG {
u|EJ)dT? typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
E6G;fPd= E } ;
$1)NYsSH/H Sqmjf@o$> template < typename T1, typename T2 >
Y%]g,mG typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
6~s{HI! {
c(?O E'
"Z return OpClass::execute(lt(t1, t2));
MfLus40;n }
l{ fL~O SFsT^f< template < typename T >
sZqi)lo-s typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
G~*R6x2g {
YWi Y[ return OpClass::execute(lt(t));
[czWUD }
:t+LuH g 5HvYy
*B/ } ;
O,J,Q|`H& ov!L8
9`[u lu1T+@t 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
d]=>U^K 好啦,现在才真正完美了。
#&{)`+!" 现在在picker里面就可以这么添加了:
l>HB 0o =5%}CbUU)4 template < typename Right >
s\3ZE11L picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
P8CIKoKCV {
hE2{m{^A return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
t`\l+L }
!a5e{QG0 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@Z++J.^y ?PB}2*R ;Oqbfl#% 1EV0Y]T1 =E~SaT 十. bind
<sGioMr 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。
_1$+S0G; 先来分析一下一段例子
F20%r 0 f%YD+Dt_V <lPHeO<^] int foo( int x, int y) { return x - y;}
)=,;-&AR bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
6XVJ/qZ bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
u`*$EP-% 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/3]M>+M 我们来写个简单的。
@(tuE 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
<("P5@cExU 对于函数对象类的版本:
e7U9"pk ?nR$>a` template < typename Func >
}T=\hM struct functor_trait
hJ Jo+NNN {
(jE[W: typedef typename Func::result_type result_type;
\ $9n
` } ;
Y:'c<k 对于无参数函数的版本:
jLul:*
L k1FG$1. template < typename Ret >
~BI! l struct functor_trait < Ret ( * )() >
3e^'mT {
rf&nTDaWI typedef Ret result_type;
gBd~:ZUa } ;
_Nbh Wv 对于单参数函数的版本:
dFpP_U L w/ZKXDU2 template < typename Ret, typename V1 >
MS%h`Ypo struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
NsSl|m {
sWLH"'Z typedef Ret result_type;
WOGMtT% } ;
3Q+THg3~? 对于双参数函数的版本:
+(hr5 P$;_YLr template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
vnz}Pr! c struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
jCt[I5"+z {
@/?$ ZX/e[ typedef Ret result_type;
pM@0>DVi } ;
:3*0o3C/ 等等。。。
Bk1gE(( 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
Wuji'sxTs MXpj_+@ template < typename Func >
zhde1JE struct func_return
x "PMi[4 {
&nF7CCF template < typename T >
C
F< struct result_1
d4-cZw}+ {
.aR$ou,7 typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
<H!;/p/S } ;
B3Esfk P1QGfp0-J template < typename T1, typename T2 >
UBy:W^\g struct result_2
hLLg {
JSiLG0 typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
QGd"Z lQ } ;
'^M3g-C[Jg } ;
)8Sm}aC 5fa_L'L# {R.@EFkZ 最后一个单参数binder就很容易写出来了
*,__\/U98 ~ +z'pK~c template < typename Func, typename aPicker >
eTa[~esu. class binder_1
[ 5kaF" {
<?iwi[S Func fn;
)u'(" aPicker pk;
+2]{%= public :
w-MnJ(r %!1:BQ,p,i template < typename T >
+EgQj*F* struct result_1
!~k-Sexh {
niN$!k+Jr typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
)Ikx0vDFQ } ;
+Gvf5+ 5VR M3dNG]3E template < typename T1, typename T2 >
enJE#4Z5&s struct result_2
qu/59D {
47XQZ-}4 typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
#r)c@?T@j } ;
"ealYveu P/FO, S-V binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
#fYz367> bKH8/*Yk template < typename T >
eq\{*r"DCK typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
sL tsvH# {
SNd]c return fn(pk(t));
/z+}xRS }
t=ry\h{Pc template < typename T1, typename T2 >
< F Cr
L typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
O<h`[1eUjS {
;dYpdy return fn(pk(t1, t2));
p68)
0 }
n2H2G_-L[ } ;
%8+'L4 +x0-hRD ]E)gMf 一目了然不是么?
8ESBui3; 最后实现bind
pOip$Z [0}^w[ ,saf"Ed= template < typename Func, typename aPicker >
D|n`9yv a picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
=`rESb[ {
d&0^AvM@ return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
^@`dsll }
HtIM8z#/ ~>ACMO 2个以上参数的bind可以同理实现。
4>Q6!" 另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。
NPEs0| S-:l
60. 十一. phoenix
T;}pMRd% Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
|S:St HZm h^bbU. for_each(v.begin(), v.end(),
Ydu=Jg5u7 (
Qp${/ do_
sEL[d2oO [
*/RtN`dh cout << _1 << " , "
]pr;ME<M{ ]
P$D1kcCw .while_( -- _1),
W!z=AL{ cout << var( " \n " )
z@biX )
t1.5hsp );
uV *&a~ #2&_WM!
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:
jQ_j#_Vle 首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor
dd>stp operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
0=&Hm). 那么我们就照着这个思路来实现吧:
ek#{!9- [>4Ou^=1 1<
;<? template < typename Cond, typename Actor >
:NO'[iE class do_while
U)+Yh {
}}l04kN_ Cond cd;
-pc*$oe Actor act;
BxO8oKe public :
i%0Ml:Y template < typename T >
~ FM5]<X) struct result_1
4S@^ym {
X% S?o typedef int result_type;
pNI=HHx } ;
pVPCxP a!P?RbW do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
N/mTG2'< Cjsy1gA
template < typename T >
O%y. typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
$ T.c>13 {
X5527`?e do
*^Wx=#w$V {
2RidI&?c< act(t);
+^!&-g@( }
=x9zy] while (cd(t));
e&E""ye return 0 ;
n_hV; }
&aaXw?/zr } ;
-D0kp~AO4N *<zfe. Sim\+SL{# 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
}^^X-_XT 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。
AY{caM 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。
sV'(y>PP% 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。
X4lz?Y:* 下面就是产生这个functor的类:
TP[<u-@G !iA0u Q\Fgc ;.U template < typename Actor >
+glT5sOk class do_while_actor
[&y{z-D> {
o4,W!^n2 Actor act;
kf>oZ*/ public :
^N _kiSr do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
6+e@)[l.zc dmW0SK
template < typename Cond >
)VID
;l;4 picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
B_anO{3$4 } ;
I8)x0)Lx 9^<t0oY S
v$%-x^t 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
* f=H# 最后,是那个do_
znzh$9tH OW\r } gh|TlvnA class do_while_invoker
m@R!o {
)Y+n4UL3NK public :
%,E\8{I+
template < typename Actor >
PW x9CT do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
c=K
.|g, {
>&7K|$y.J return do_while_actor < Actor > (act);
(4LXoNT }
F?? })YX } do_;
%Iw6oG <<W{nSm# 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
D$d8u=S 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
+6-c<m| 最后来说说怎么处理break和continue
nxkbI:+t 显然break的语义超出了我们的能力范围,然而却是有一个东西很适合模拟其行为,那就是异常。
H[UV]qO, 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 ]