一. 什么是Lambda
E-_)w 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
mbv\Gn#> 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,
m8$6FN 7CYu"+Ea &0SGAJlec UTKS<.q class filler
3sc5meSu' {
G40,KCa public :
;YNN)P%" void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
\c>9f"jS_ } ;
eS fT+UL C$oY,A, l_iucN 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:
7^'TU=ss_ YQ X+lE 1;3oGuHj8 [&t3xC, for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
@=`Dw/13 ,0NVb7F;k rZ 9bz}K 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
Fwyv>U ^Tc&?\3 6kGIO$xJ) 5+rYk|*D+k 二. 战前分析
5tHv'@ 首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。
OP]=MZP| 开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码
fJLlz$H (~xFd^W9o &>0=v for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
5^cPG" 4@ /* --------------------------------------------- */
'x<gC"0A vector < int *> vp( 10 );
X'.}#R1 transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
!1+L0,I6 /* --------------------------------------------- */
2,puu2F sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
Z!G_" 3 /* --------------------------------------------- */
rJ ?Y~Q int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
mm/U9hbp% /* --------------------------------------------- */
I?dh"*Js& for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
-VD[iH /* --------------------------------------------- */
8Fx~i#F T for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
FMhwk"4L 6:>4}WOP K6~N{:.s ??=CAU%\ 看了之后,我们可以思考一些问题:
/ivt 8Uiw 1._1, _2是什么?
,,mkB6; 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。
O^G/( 2._1 = 1是在做什么?
l*uNi47| 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。
qd~)Ya1 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。
\.myLkm b')CGqbbmT H)tYxW 三. 动工
78#j e=MDg 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
Gv>,Ad
ka Sd'
uXX@ _7~O>. :-.R*W template < typename T >
|!8[Vg^Wh class assignment
jC
,foqL {
wfM$JYfI T value;
@!'Pr$` public :
c_}i(HQ assignment( const T & v) : value(v) {}
rOyK==8/Fg template < typename T2 >
IGEf*! T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
Namw[TgJ } ;
C>$5<bx 8NudY3cU! @YdS_W 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
sI/Hcm 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
\
lP
c,8) oc?,8I[P5 Ge@./SGT d{hbgUSj class holder
D#x D-c {
-Vn9YeH+ public :
AnU,2[( template < typename T >
G5ebb6[+ assignment < T > operator = ( const T & t) const
b=:AFs{ {
If\u^c return assignment < T > (t);
qW6a|s0} }
9@./=5N~3 } ;
HC*=E.J Kpz>si?CL )I 4d_]& 由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上:
N6cf`xye &BqRyUM$F static holder _1;
,IA0n79 Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
~;aSX1
;{ XKZ} for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
{CR~G2Z 而不用手动写一个函数对象。
,G
e7
9( <oI{:KH w3 PE.A"Q v#a`*^ ^ 四. 问题分析
M<r'j $g 虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。
bWt>tEnf 1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。
/'QNlP[L; 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
enj Ti5X 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
t@#sKdv 下面我们可以对这几个问题进行分析。
%O%+TR7Z lu`\6 五. 问题1:一致性
mG7Wu{~=U 首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?|
'$ ~.x| 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
g[@Kd 2JYp.CJv struct holder
4wX{ N {
mwZesSxB_ //
XPd>DH(Yc template < typename T >
`i8osX[ &p T & operator ()( const T & r) const
a~Sf~ka {
8*6vX! Z| return (T & )r;
DOaEz?2) }
Vs]+MAL } ;
$/}*HWVZ lzBy;i 这样的话assignment也必须相应改动:
Ht5 %fcD Qpndi$2H! template < typename Left, typename Right >
j.uN`cU! class assignment
-i V&-oP {
$B7<1{<=W Left l;
e7t).s)b{ Right r;
>1`FRw< public :
V=VL@= assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
k.rP}76 template < typename T2 >
_K)B T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
zawU } ;
RU,f|hB4 e,={!P"f 同时,holder的operator=也需要改动:
J|sX{/WT FviLlly6 template < typename T >
?O8NyCeb7 assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
02Ur'| {
ME[Wg\ return assignment < holder, T > ( * this , t);
-9~kp'_a }
L5(rP\B 'jZ2^ 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
Nm--h$G 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
_J6|ju\ HelC_%#^ return l(rhs) = r;
c ^G\w+_ 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。
(?J6vK}S 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
Cc0`Y lx~( x1Q}B template < typename Tp >
}Y(Q7l class constant_t
N6c']!aM@ {
Nv,[E+a2 const Tp t;
$lOx
6rL public :
f-y4V} constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
-OB72!sKU template < typename T >
tV9W4`Z2q const Tp & operator ()( const T & r) const
7ks09Cy {
#^gn,^QQ return t;
jC*(ZF1B }
SIKy8?Fn } ;
nSz Fs(]f >Gk<[0U 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
+Q_X,gZ 下面就可以修改holder的operator=了
qBpv[m GD}3r:wDs template < typename T >
i)1E[jc{p! assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
{p|OKf {
aa_&WHXkt return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
uTpKT7t }
79~,KFct I}puN! 同时也要修改assignment的operator()
yv9~ d0>V^cB '? template < typename T2 >
!w[<?+%%n T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
`=^29LC# 现在代码看起来就很一致了。
$hPAp} qDM/
6xO 六. 问题2:链式操作
oB-&ma[ZS 现在让我们来看看如何处理链式操作。
pco~Z{n 其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。
Xl#vVyO 事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。
Y)N(uv6 比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。
y rdJX 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
+o?.<[>!GR 82~UI'f \ template < typename T >
vPR1
TMi> struct result_1
MfJk`-%~ {
Xf:CGR8_ typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
mbsdiab#N } ;
,yWTkql ?6p6OB 那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为:
eE>3=1d]w X@b$C~+ template < typename T >
:t(gD8 ; struct ref
b)en/mz {
C:hfI;*7 typedef T & reference;
YUF!Y9! } ;
R9o:{U] template < typename T >
F]
+t/ struct ref < T &>
+#6WORH0S {
Umm_FEU#] typedef T & reference;
%bt2^ } ;
MKJ9PcVi pCb@4nb 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
C N"Vw DHbLS3- template < typename T >
s+[_5n~ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
k)[} 3oq {
en=Z[ZIPO return l(t) = r(t);
( iP,F] }
fm;1Iu# 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。
OZbwquF@ 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
elWN-~ 6[69|& 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
6](vnS; _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
3! dD!' _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
j5R= K*y +5 调用divide的对象返回一个add对象。
x~$P.X7(~ 最后的布局是:
GLwL'C'591 Add
BXa1[7Z
/ \
UIL5K
Divide 5
8.o[K / \
Al3Hu-Hf;` _1 3
st{:]yTRk 似乎一切都解决了?不。
DA]!ndJD 你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。
K^J;iu 4 如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。
+=$\7z> s 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:
Y5-X)f ( {m["d template < typename Right >
YJuaQxs assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
K>RL Right & rt) const
S"|D!}@- {
'h O+ b return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
z Rz#0 }
8!3+Obj 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
@IB8(TZ5I 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。
To]WCFp6@ 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。
/Or76kE 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。
L0UAS'hf 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。
-njxc{b 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?
vO]gj/SaT 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:
R{#-IH=" UldK lQ8 template < class Action >
vW"x)~B class picker : public Action
E-*udQ {
8ji!FZf public :
L^RyJ;^c picker( const Action & act) : Action(act) {}
01H3@0Q6 // all the operator overloaded
FDbx"%A } ;
$
ohwBv3S ,PJl32
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。
5irewh'R 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:
) OZDq]mV p J+>qy5 template < typename Right >
A7VF
>{L./ picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
T >g1!
-^ {
%T}{rU~X return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
O5_[T43 }
np=m~k cn<9!2a Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
`WWf?g 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。
/J/r 62 HZ[&ZNTa template < typename T > struct picker_maker
twf;{lZ( {
@*is]d+Ya typedef picker < constant_t < T > > result;
8Ral%I:gr } ;
aFyNm@a template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
*:BNLM {
49/1#^T"Q> typedef picker < T > result;
dXe763~< } ;
~i))Zc3,g\ m1\>v?=K 下面总的结构就有了:
T1n GBl\( 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。
* fSa8CV 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。
}9Y='+.%^ picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
~`*:E'/5k] 至此链式操作完美实现。
F:hJ^:BP DMfC(w.d r\_rnM)_xN 七. 问题3
p"q-sMYl 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。
LFen!FnM 8'^eH1d' template < typename T1, typename T2 >
~+l%}4RZ ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
_[0Ugfz( {
9nM {x? return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
D@DK9?# }
5mER&SX G`6U t 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:
3AWB Y.
<Y~V!9(~{Q template < typename T1, typename T2 >
YV!!bI struct result_2
y"t5%Iv {
#n2GW^x typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
G|3OB: } ;
rQKBT]?y Bw{@YDO{ 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?
.?AtW:<*I 这个差事就留给了holder自己。
?xN8HG4 6TfXz2D'J >f`}CLsY template < int Order >
am:LLk-Lx class holder;
(c(?s`; template <>
Kh$L~4l class holder < 1 >
Q=uwmg86 {
-{7:^K[)
public :
&hV;3"; template < typename T >
`f6Qd2\ struct result_1
dE^(KBF {
S1$\D!|1 typedef T & result;
<9@VY } ;
1/HPcCsHb template < typename T1, typename T2 >
uA}asm struct result_2
(&njZdcb* {
;GH(A=}/Y typedef T1 & result;
fF-V=Zf5 } ;
:^l*_v{ template < typename T >
2$T~(tem typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
WY*}|R2R {
=1\'xz}p? return (T & )r;
;=C^l }
fC~WuG3 template < typename T1, typename T2 >
uVp R^
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
K
=7(=Y{ {
1$xt=*.u| return (T1 & )r1;
*qz]vUb/0 }
N3x}YHFF } ;
W_iP/xL >"`:w
template <>
]^ RgzK class holder < 2 >
veK {
I"DV}jg6| public :
K"g[%O< template < typename T >
#jDO?Y Sa struct result_1
YI\^hP# {
3%cNePlr typedef T & result;
vo0[Z,aH5 } ;
YVs{\1|' template < typename T1, typename T2 >
1XHGW=n struct result_2
9oGsrClH {
sM?DNE^BvW typedef T2 & result;
Y61E|:fV! } ;
F." L{g template < typename T >
$&a`zffG typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
D_, 2z {
f(##P|3>R return (T & )r;
&VQwuO }
6fkL@It template < typename T1, typename T2 >
i uN8gHx typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
&JF^a {
aZBaIl6I return (T2 & )r2;
'i`;Frmg }
y<;#*wB } ;
{ifYr(|p` l@Ml8+ <m )@~s?D 新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
bgEUG 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
y-Z*qR? 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
M4DRG%21 L[O+9Yh return l(i, j) = r(i, j);
aEL6-['( 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
Ex<-<tY A Ys<IMQ return ( int & )i;
h|jsi*4NnL return ( int & )j;
7J')o^MG 最后执行i = j;
IHB{US1G 可见,参数被正确的选择了。
?;i6eg17< RS$:]hxd>_ */Y@:Sjf ]INbRytvc )IhI~,0Nmj 八. 中期总结
Y@L`XNl 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:
HPt" 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
T>1E 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
Yoaz|7LS 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
/yH:u r 4!E6|N%f .|o7YTcR: zIm$S/Qe* ea B-u ?(R6}ab>K7 九. 简化
\hm=AGI0 很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。
?MN?.O9- 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
/Wzic+v<> 首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种:
SM@1<OCc 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
fx=aT +-*/&|^等
rZzto;NDS 2. 返回引用。
w"aD"}3 =,各种复合赋值等
ph3[}><6 3. 返回固定类型。
D5U\~'{L 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
.@xwl}o$OL 4. 原样返回。
'rz*mR8 operator,
#X|'RL($ 5. 返回解引用的类型。
H!s &]b operator*(单目)
1Z*-@%RX 6. 返回地址。
#n0P'@d,r operator&(单目)
`U?;9!|;6 7. 下表访问返回类型。
`cf&4Hn operator[]
|\,e9U> 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
}rOO[,?Y operator<<和operator>>
k^ID 3+(Fq5I 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。
.|_+>){$w 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
rK"$@tc F
lbL`@4M template < typename Left >
JQ0KXS Nr struct value_return
YK_a37E{F {
Bz]64/ template < typename T >
F"9qBl~ struct result_1
:%;K`w
{
*6=[Hmygi typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
Hk.+1^?% } ;
$~U_VQIA^ yyBfLPXZ template < typename T1, typename T2 >
18|H struct result_2
oIf-s[uH {
_H%ylAt1j typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
y" P$:l } ;
*4WOmsj } ;
L,\ Yj f}#pKsX. +EkZyM~z2 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
$s?q>Z) ~|fd=E% 下面我们来剥离functor中的operator()
%tmK6cY4Y 首先operator里面的代码全是下面的形式:
jh}[7M 8[xb+_ return l(t) op r(t)
8m-ryr) return l(t1, t2) op r(t1, t2)
GHH1jJ_[7 return op l(t)
|} .Y&1@U return op l(t1, t2)
C>t1~^Q},9 return l(t) op
\{abyi; return l(t1, t2) op
aS62S9nwX return l(t)[r(t)]
nq A>
}A
return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
Xgop1 +vJ[k 2d 很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式:
-l$]>J~ 单目: return f(l(t), r(t));
-pcYhLIn return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
!3d+"tL
S 双目: return f(l(t));
a o\+%s return f(l(t1, t2));
Qm ;ip E 下面就是f的实现,以operator/为例
iB[%5i- |>VDMezy struct meta_divide
H|Q)Tp Lk {
|A}E/=HPU template < typename T1, typename T2 >
p Sc<3OI static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
!`Bb[BTf {
>fQ-(io return t1 / t2;
(?)".Q0 }
piY=(y&3 } ;
V,{ydxfB 2&06Db ( 这个工作可以让宏来做:
yO$]9 TzerAX^ #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
uFG]8pj2V1 template < typename T1, typename T2 > \
3'*SSZmnOB static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
m9xO& @#vx 以后可以直接用
(<2PhJ| DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
+KXg&A/^ 来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数
Q4q3M=0 (ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。)
" c}pY ^( %6dFACv ;l+3l
ez 下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体
%w_h8 [%z~0\lu8 template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
P\N$TYeH class unary_op : public Rettype
+'Tr>2V {
JdFMSmZ@ Left l;
9LzQp`In public :
lhJT& unary_op( const Left & l) : l(l) {}
=Tb~CT= ?$
o9/9w template < typename T >
uiM*!ge typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
rhwY5FD? {
d%5QEVV return FuncType::execute(l(t));
rp.JYz, }
4AzS~5S SJj0*ry: template < typename T1, typename T2 >
IP/
zFbc typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
Rr(,i%fu {
~vBmW_j return FuncType::execute(l(t1, t2));
3[aCy4O }
fg+Q7'*Vq } ;
Y7]N.G3,] |jF)~k6 2o?!m2W 同样还可以申明一个binary_op
:v8j3= ki=-0G*] template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
Tld%NE class binary_op : public Rettype
}4 5| {
lLyMm8E%pZ Left l;
r4A%`sk@ Right r;
8%>
Ls public :
B TgL: binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
@T>)fKCg \oLRNr[F template < typename T >
b78'yM& typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
L:%;
Fx2 {
$kvF]|<bu return FuncType::execute(l(t), r(t));
Vb|DNl@ }
ld$LG6[PA a~DR$^m template < typename T1, typename T2 >
N-4LdC typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
P ;PS+S9 {
R0,
Q` return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
8yA: C }
Tg)Fr) } ;
fA2H8"r wT3QSJ P%g[!9
' 很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
<0k(d:H- 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
M
E4MZt:> DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
+#A>[,U 那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
?)'j;1_=E3 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
#ZeZs 31 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
DNq=|?qn] 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
6rF[eb 这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan)
WojZ[j> 下面是修改过的unary_op
O>lF{yO0` P`cEu6: template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
(zCas}YAKI class unary_op
.~4%TsBaY {
w J/k\ Left l;
e(O"V3wq*6 !!%vs
6 public :
JyvXNV, l;b5 v]~ unary_op( const Left & l) : l(l) {}
,3!l'|0jJ #]q<fhJhr$ template < typename T >
b6'%nR*f struct result_1
+8]}'6m {
-A[iTI" typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
#x"4tI } ;
r>eOq[z JGHQ_AI template < typename T1, typename T2 >
M#IGq struct result_2
#K yb9Qg {
/g< T)$2 typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
JLp.bxx } ;
e(@ YBQ/Z [Z`q7ddd^ template < typename T1, typename T2 >
+D&W!m typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
1X.5cl?V {
X48Q{E+ return OpClass::execute(lt(t1, t2));
q UY;CEf }
4xjk^N9 =iB0ak template < typename T >
Q>cLGdzO typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
wwF]+w%lOw {
A84I*d return OpClass::execute(lt(t));
]HgAI$aA, }
u0^GB9q D[x0sly } ;
l
Ztq_* Fl HWi0m/J SuMK=^>% 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
I@08F 好啦,现在才真正完美了。
]6v6&YV 现在在picker里面就可以这么添加了:
r77?s? qhRs5QXL template < typename Right >
=P!SN]nFeP picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
wv|:-8V {
l'fUa return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
4(B{-cK }
Z,.*!S=?h 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。
Vf`n> m,K0BL #*:y2W%H ~vy_~|6s cxFfAk\,en 十. bind
cfyN)#9 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。
M;ac U~J 先来分析一下一段例子
*`>(K& U<|kA(5 r5xu#%hgp; int foo( int x, int y) { return x - y;}
r]iec{ ^ bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
_'JKPD[ bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
Xhe2 5 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。
MR=>DcR 我们来写个简单的。
]7}2"?J4v 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
]xBQ7Xqf| 对于函数对象类的版本:
^EdY:6NJ=A pP;GDW4 template < typename Func >
D:sQHJ.y struct functor_trait
&]iX>m. {
o
/AEp)8 typedef typename Func::result_type result_type;
qiV#T+\ } ;
7Q7z6p/\v 对于无参数函数的版本:
ZY-W~p1:G ,~w)~fMb8 template < typename Ret >
n qg=I struct functor_trait < Ret ( * )() >
*q{/`Z{wy {
9]r6V
typedef Ret result_type;
ZMQSy7 } ;
DJr{;t$7~ 对于单参数函数的版本:
LGGC=;{} WUkx v* template < typename Ret, typename V1 >
V)V\M6 struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
c~[L;_ {
ZP61T*n typedef Ret result_type;
' :lADUt } ;
Gt{~u^< 对于双参数函数的版本:
!>W _3Ea w+(bkqz] template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
i{?uIb B struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
g|tnYN {
nKC$
KC typedef Ret result_type;
>_XRh } ;
B v/]>Z 等等。。。
);$_|]# 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
h1} x2 >y#<WB$i template < typename Func >
%?1k}(qUeY struct func_return
02q]^3 {
fFudoIC template < typename T >
,d'x]&a struct result_1
7Rqjf6kX`O {
s|.V:%9e typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
N1`/~Gi } ;
H]K(`)y}4 Q"n|<!DN template < typename T1, typename T2 >
(E )@@p7,: struct result_2
`j{5$X {
ZNNgi@6> typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
N
'2Nv } ;
pwU
l&hwte } ;
fx2r\ usX[ :
&>PN,q> &$ZJfHD@ 最后一个单参数binder就很容易写出来了
,E2Tw-% ORHs1/L`j template < typename Func, typename aPicker >
yPL1(i; class binder_1
i7v> 9p7 {
BR*,E~% Func fn;
Z;`ts/?SY] aPicker pk;
eD5.*O public :
{0
d/; &[ejxK" template < typename T >
2'UWPZgE struct result_1
Rqu_[M {
('QfB<4H1 typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
`2Rd=M]? } ;
U<QO@5 U0G( template < typename T1, typename T2 >
(+lwt struct result_2
E-\Wo3 {
E9JxntX typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
_0p8FhNt } ;
RGvfy/T [Zc8tE2oN binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
U[1Rw6 IIcG+zwx template < typename T >
Gv?3T Am8 typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
1\K%^<QY {
g.$a]pZz return fn(pk(t));
706-QE^ }
^ur?da9z' template < typename T1, typename T2 >
<WhdQKFf- typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
.BP@1K {
.&fG_(6| return fn(pk(t1, t2));
ErmlM#u }
5'=\$Ob } ;
[vCZoG8+> k'Is]=3 vJTdZ p 一目了然不是么?
6jz6
最后实现bind
xe9E</M_ SbS*z: VrDSN template < typename Func, typename aPicker >
~.\CG'g picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
u*LMpTnn {
;>YLL}]j return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
@$o.Z;83`r }
&/o4R:i otTv,T182 2个以上参数的bind可以同理实现。
W>$2BsO 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。
jFS])",\i W6STjtT3P 十一. phoenix
KWwEK] Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
}t5-%&gBY0 {yFCGCs for_each(v.begin(), v.end(),
=
cQK^$6( (
REqQJ7a/ do_
C{Y0}ZrmlF [
39Nz>Nu: cout << _1 << " , "
#yPQt! ]
:De@_m .while_( -- _1),
ktE~)G cout << var( " \n " )
%a\!|/;6 )
k2]fUP );
]k0Pe;< YO&=fd* 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:
i3
?cL4 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
n[|*[II operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
K,B qVu 那么我们就照着这个思路来实现吧:
i{T mn 1{%3OG^' $wnK"k%G template < typename Cond, typename Actor >
haTmfh_| class do_while
EL/~c*a/ {
C=k]g Cond cd;
s0EF{2<F Actor act;
OGA_3|[S public :
.AHf]X0 template < typename T >
')G,+d^ struct result_1
b3j?@31AD {
0<ze'FbV] typedef int result_type;
04o>POR } ;
K14FY2" u?Pec:3% do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
[2~^~K d `eX_] Z template < typename T >
UYLCzv~W typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
,oin<K {
:`jB1rI do
goa@e {
w?;j5[j act(t);
Hsdcv~Xr;l }
kD}w5 U while (cd(t));
ZwzN=03T return 0 ;
u4eA++eT }
GvB;o^Wd } ;
/w|!SZB V=
wWY*C HGiO}|q: 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
,>C`| 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
:r+BL@9 其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。
FGRdA^` 因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。
P]A~:Lj 下面就是产生这个functor的类:
%2q0lFdcM 5u5-:#sLy =\ek;d0Tqb template < typename Actor >
ScCp88KpFI class do_while_actor
6y0CEly>3# {
VoG_'P Actor act;
OTy{:ID public :
":I@>t{H* do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
P*
Z1Rs_ JKjVrx>
@ template < typename Cond >
2%{(BT6 picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
FN+x<VXo( } ;
z<I@SI^> r$Tu``z \ qpEK36Js 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
XJSI/jpa@ 最后,是那个do_
&mPR[{ ;#/Uo8 L\cbY6b
class do_while_invoker
!_P-?u {
#{8t
?v l public :
+|K/*VVn` template < typename Actor >
[gkOwU=? do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
Zws[C {
|a|##/ return do_while_actor < Actor > (act);
S Boi| }
0F5QAR
O } do_;
,5XDH6L1 -J&
b~t@ 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
W Te1E, M 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
lj US-6 最后来说说怎么处理break和continue
\D5_g8m:
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。
)k~{p;Ke 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 ]