一. 什么是Lambda naw0$kXTA
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ?}a;}Q6
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, -OA?BEQ=I
0#S W!b|%
K?zH35f$
)l[M
Q4vWW
class filler ;Mpy#yIU.
{ $W9{P;
public : $[/&74#0HX
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 'Ub
g0"F(
} ; HsHB!mQV
j.L-{6_s>~
Ffv`kn@
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: PUBWZ^63
-!N&OZ+R
[5MJwRM^!;
P5#r,:zL
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); F>-B3x
.G)(0z("s
-:Ia^{YN
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 cgm~>
L.1_(3NG
]b%Hy
Wr3mQU
二. 战前分析 [I$BmGQ
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。 u*tN)f3
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 :SGF45>B@
9lW;Nk*j:
Yl#Rib
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); j
S?xk
/* --------------------------------------------- */ KOp162X>r
vector < int *> vp( 10 ); #P?6@\
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); >9(hUH
/* --------------------------------------------- */ ~D5\O6mU-
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); OQ>x5?um
/* --------------------------------------------- */ o(r\E0I
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); R&Jm
+3N
/* --------------------------------------------- */ CO2C{~Q5
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); ]zQo>W$
/* --------------------------------------------- */ w[!^;#
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); gUpb4uN
#z2rzM@/:
IuOgxm~Y
bLQ ^fH4ww
看了之后,我们可以思考一些问题: I*IhwJFl/
1._1, _2是什么? 7_mw%|m6@
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。 =RAh|e
2._1 = 1是在做什么? f3H ed
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。 Ju3*lk/j-
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。 1QU:?_\6@t
<X7FMNr[
C_n9T{k
三. 动工
2;^y4ssg
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: zSSB>D
@*Wh
`KK>~T_$J
1Lg-.-V
template < typename T > y6IXd W
class assignment g|<]B$yN#
{ -x'z
XvWZ
T value; 839IRM@'5
public : %ix)8+Eb
assignment( const T & v) : value(v) {} )~+ e`q
template < typename T2 > rfgI$eu
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } S6+y?,^
} ; Wo7F
>OG:vw)E
8&Oa_{1+Q
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 nD)K}4
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment HE'2"t[a
{iv<w8CU)
l411a9o
xZQg'IT
class holder 9$Xu,y
{ 1\g6)|R-+
public : P#_sg0oJF
template < typename T > m^H21P"z
assignment < T > operator = ( const T & t) const F6K4#t+9
{ r; xLP
return assignment < T > (t); {.De4]ANh
} E/09hD Q
} ; "bm
PC[c/CoD
B';6r4I-
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: A%^w^f
>j'ZPwj^
static holder _1; w7FW^6Zl
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 lK4M.QV
?\
;Wl+zw
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); *_KFW@bC:
而不用手动写一个函数对象。 CWNx4)ZGw
8S<@"v
B?)@u|0
@E-\ J7 yh
四. 问题分析 m^#rB`0;L
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。 qqu.EE
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。 C%U`"-%n@7
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 BWM YpZom
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ^.hoLwp.
下面我们可以对这几个问题进行分析。 kf;/c}}
Q^q1ns;r
五. 问题1:一致性 ~",`,ZXQy
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=nP[s
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ecgtUb8K
U
R%4@
struct holder S3@|Q\*r
{ N @#c,,
// EM/@T}
template < typename T > Cz W:L&t
T & operator ()( const T & r) const 9{$<0,?
{ rS?pWTg"8
return (T & )r; *JaqTI,e
} Qhw^S*
} ; .-IkL|M
}4{fQ`HT
这样的话assignment也必须相应改动: (&P9+Tl
0q*r
template < typename Left, typename Right > kdCP
class assignment
(:";i&
{ x&`~R>5/
Left l; h[?O+Z^
Right r; Ezi-VGjr]
public : ynB _"mg
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ^m/oDB-
template < typename T2 > >(<ytn t=
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } A^RR@D
} ; :UbM !
#!$GH_
同时,holder的operator=也需要改动: `c69?/5
sj8~?O
template < typename T > Ht-t1q
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const [b/k3&O'
{ tBm_YP[
return assignment < holder, T > ( * this , t); ?0
m\(#
} vNeCpf
1$2D O
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 X5]TY]
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 `$~RxzZ g
Fk6x<^Q<w
return l(rhs) = r; JGFt0He]
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。 =fYL}m5E
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: je6CDF qw
p[@5&_u(z
template < typename Tp > X!j{o
class constant_t g
>'p>}t
{ \(Pohw WWo
const Tp t; _kdL'x
public : 78Aa|AJU
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} UDc$"a}ds{
template < typename T > N~ ?{UOZd
const Tp & operator ()( const T & r) const TP}h~8 /;
{ R.s^o]vT
return t; `g_"GE
} 2o9$4{}rG
} ; YqV8D&I
4:sjH.u<
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 HeK
h>
下面就可以修改holder的operator=了 -wv6s#"u
.p ls!
template < typename T > cNKUu~C+
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const W>=o*{(YO
{ M@(^AK{mU
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); 4_D@ST%
} o%4Gd~
`$YP<CJeq
同时也要修改assignment的operator() jr /lk
$v`afd y
template < typename T2 > _oB_YL;,*
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } ';G1A
现在代码看起来就很一致了。 zi'Jr)n
a|BcnYN
六. 问题2:链式操作 $x#FgD(iI
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ^Q{Bq
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 H3H_u4_?SE
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 /R
LI,.%
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 +xXH2b$wWC
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct e8EfQ1 Ar
ai'4_
template < typename T > `$604+G
struct result_1 j.i#*tN//
{ BT_tOEL#
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; '&FjW-`"
G
} ; 7Mx6
@[6,6:h|
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: ,zQOZ'^
M('d-Q{B7L
template < typename T > y#<MVH
struct ref H2r8,|XL
{ zD)pF1,7:8
typedef T & reference; DOQc"+
} ; ZCVl5R(mZ
template < typename T > #u5~0,F
struct ref < T &> a1.|X i'/z
{ `T2 <<<
typedef T & reference; J RPSvP\
} ; +y#T?!jQYj
O%f8I'u$
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ;XC@=RpX
-/D|]qqHm
template < typename T > MDRe(rF=
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const MqKye8h9f
{ kJ(A,s|
return l(t) = r(t); k]rLjcB
} CodSJ,
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。 ;50_0Mv;(:
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 .5Q:Xp
l+wc'=]
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 4.K'\S
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: U,lJ"$'
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ^# A.@
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ~/IexQB&
最后的布局是: m~],nl
Add ?G08[aNR
/ \ {^Pq\h;
Divide 5 x3e]d$
/ \ RiO="tX'
_1 3 gcJF`H/iNK
似乎一切都解决了?不。 -@IL"U6
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。 eX2<}'W<
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。 Ze!92g
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: Iia.k'N
`!G7k
template < typename Right > !RlC~^
-
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const M8@_Uj
Right & rt) const *OdX u&5
{ cgj.e
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); s(&;q4|
} S*)o)34U
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 l#@&~f[
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。 p8, 0lo
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。 n+D#k 8{
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。 1Qh`6Ya f
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。 Z0fJ9HW
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? 2 [!Mx&^
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: P` '$
OK`Z@X_,bW
template < class Action > m]IysyFFK
class picker : public Action \,sg)^w@
{ >sj
bK%
public : t#<KxwhcN
picker( const Action & act) : Action(act) {} hN(L@0)
// all the operator overloaded Z,WW]Y,$
} ; {@r*+~C3
:w?7j_p#
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。 WwW^[k (X
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: ~4)Y#IxL
*(*+`qZL{(
template < typename Right > r(}nhU Q%E
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const K@@9:T$
{ >Wh3MG6
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); =Mhg
} PaVO"y]C
y,<$X.>QO|
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > yty`2$O
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@`0H"
cD{8|B*
template < typename T > struct picker_maker 9B)lGLL}q
{ xaL#MIR"u"
typedef picker < constant_t < T > > result; 3:|-#F*k{
} ; ]@SU4
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > ]0D9N"
{ p\U*;'hv
typedef picker < T > result; DMkhbo&+
} ; {TL +7kiX/
Z~3u:[x";
下面总的结构就有了: (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。 viuiqs5[Bi
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。
C(]'&~}(
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ):bu;3E
至此链式操作完美实现。 JfTfAq]
FD6v/Y
`Lz1{#F2G
七. 问题3 n9fk,3
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。 "g
`nsk
(G8
template < typename T1, typename T2 > _=6 OP8
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 3 C"_$?y"
{ vF>gU_gz.
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ?Bu}.0ku-$
} tF`MT%{Va
m.V,I}J.q
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: a{_ KSg
w4{y"A
template < typename T1, typename T2 > k,X74D+
struct result_2 aqfL0Rg+`
{ ck$2Ue2`@w
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; l(Cf7o!
} ; 797X71>
5.k}{{+
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? >38
Lt\
这个差事就留给了holder自己。 C6)R#
z{6YC~
2cjEex:&
template < int Order > Bn-J_-%M
class holder; +a]j[#
template <> uMDtdC8
class holder < 1 > GEtbs+ [
{ pAg$oe#
public : d~<QAh#rG
template < typename T > wsfysat$
struct result_1 /Ri,>}n
{ 8ath45G @
typedef T & result; NV#')+Ba
} ; <9\,QR)
template < typename T1, typename T2 > 01nsdZ-
struct result_2 -]QguZE
{ C<t RU5|
typedef T1 & result; Xb+3Xn0}&8
} ; (zmNa}-
template < typename T > {{E jMBg{
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const cDO:'-
{ C|$L6n>DR6
return (T & )r; /:Y9sz uW`
} F;a3
template < typename T1, typename T2 > l7Y8b`
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const i>"dBJh]b
{ v?%3~XoH
return (T1 & )r1; .M+v?Ad
} &Y=.D:z<
} ; c
`ud;lI
?{j@6,
template <> N<"`ShCNM
class holder < 2 > %|jzEBz@
{ leIy|K>\m
public : a hwy_\
template < typename T > XSl!T/d
struct result_1 \kk!Dz*H
{ q\U4n[Zk
typedef T & result; od(:Y(4
} ; aG
Ef#A
template < typename T1, typename T2 > 3d@ef|
struct result_2 nFj-<!
{ -? Tz.y&
typedef T2 & result; 3]_qj*V
} ; 'f6PjI
template < typename T > /B=l,:TnJ
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const (h|ch#
{ =Pj@g/25u
return (T & )r; s@z{dmL
} U,38qKE
template < typename T1, typename T2 > a6qwL4
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const .}~$1QKS
{ oc((Yo+B
return (T2 & )r2; WCoF{*
} HNFhH0+^
} ; 4$F:NW,v:)
shy
mw Z'=H
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> >。 7y;u} 1
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: yIa[yJq
首先 assignment::operator(int, int)被调用: '5V^}/
w`0)x5
TGR
return l(i, j) = r(i, j); ]DU61Z"v?b
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) S{ey@X(
:Dt\:`(r'
return ( int & )i; RZe#|k+
8
return ( int & )j; HrDTn&/
最后执行i = j; .
Jb?]n
可见,参数被正确的选择了。 2pjW,I!`
33,;iE
h*G#<M
Gj5>Y!9
>j)
w\i
八. 中期总结 ;{]8>`im&4
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: joY1(Y
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 e"PMvQ
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 fPOEVmj<
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ||`qIElAW,
VOg/VGJ
| yS5[?.`
}U(\~
=D
Ou? r {$(b
2q/nAQ+
九. 简化 XN4oL[pO
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 w/O<.8+
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 erXy>H[;
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: Esb?U|F4
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 y%2%^wF
+-*/&|^等 a6k(9ZF
2. 返回引用。 6EZ1YG}
=,各种复合赋值等 yV8-
3. 返回固定类型。 W\'Nv/L
各种逻辑/比较操作符(返回bool) 1Jl{1;c
4. 原样返回。 @uoT{E[
operator, HRj7n<>L=
5. 返回解引用的类型。 WBy[m ?d
operator*(单目) <8g=BWA
6. 返回地址。
!8we8)7
operator&(单目) L#`7 FaM?
7. 下表访问返回类型。 >kt~vJI
operator[] {ip=iiW2
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 #>@<n3rq
operator<<和operator>> <Kh?Ad>N
U)
+?$
Tbm
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。 nZ&T8@m
例如针对第一条,我们实现一个policy类: fVG$8tB
y#&$f
template < typename Left > [k!-;mi
struct value_return ~."!l'a
{ lfXH7jL2~
template < typename T > yLjV[qP
struct result_1 +g)_4fV0|
{ A S`2=w
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; #NWZ k.S
} ; O>nK,.
BXNI(7xi
template < typename T1, typename T2 > :jBZK=3F>
struct result_2 Q@7l"8#[t
{ nt drXg
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ,tcP=fdk]
} ; "3\oQvi.
} ; |
A3U@>6
(W7;}g ysh
i5.?g <.H
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait eVZa6la"
.4H_Zt[2
下面我们来剥离functor中的operator() iJ,M-GHK
首先operator里面的代码全是下面的形式: dFdlB`L
$*YC7f
return l(t) op r(t) '$n:CNha
return l(t1, t2) op r(t1, t2) wTB)v !
return op l(t)
CEbzJ
return op l(t1, t2) y>>vGU;
return l(t) op qUifw @
return l(t1, t2) op _{lx*dq
return l(t)[r(t)] ;,<r|.6U
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ".Lhte R?
ay=KfY5
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 Cg4;b6g
单目: return f(l(t), r(t)); D/gd
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); kuWK/6l4
双目: return f(l(t)); IRlN++I!
return f(l(t1, t2)); 6e-#XCR{
下面就是f的实现,以operator/为例 FYp|oD2=1
gsLr=
struct meta_divide ov?.:M
{ I/^q+l.=`{
template < typename T1, typename T2 > )w
Z49>Y
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) Y8D7<V~Md
{ p.@0=)
return t1 / t2; "L9C
} N|UBaPS|o
} ; 0q:(-z\S4
t9?R/:B%
这个工作可以让宏来做: [SCw<<l<
t)\D
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ K?5B>dv@A
template < typename T1, typename T2 > \ 2=igS#h
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; j5PaSk&o=
以后可以直接用 4}.WhE|h
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) u^}7Vs
.
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 IUluJ.sXIf
(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。。。) \Pw8wayr%
"V*kOb&'*Z
8|w5QvCU?3
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 !T<z'zZU
`
(7N^@
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > "}S9`-Wd|
class unary_op : public Rettype [54@i rH
{ IW5*9)N?
Left l; A6{t%k~F
public : Xy[4f=X}z
unary_op( const Left & l) : l(l) {} {D;Xa`:O
fQ=&@ >e
template < typename T > &Pmc"9Rl
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const % MfGVx}nG
{ 1bV 2
return FuncType::execute(l(t)); T
[T 6
} @J~lV\
k)N2 +/
template < typename T1, typename T2 > <bEN8b
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const n%83jep9
{ E\{^0vNc
return FuncType::execute(l(t1, t2)); Vpug"aR&_
} kV*y_5g
} ; u}JQTro
tU+@1~
~
2"pE&QNd
同样还可以申明一个binary_op xB?S#5G}
JIyBhFI
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > :NwMb^>
class binary_op : public Rettype )z]q"s5 Y
{ :N^@a-
Left l; NWo7wVwc/c
Right r; Ybs=W<-
public : 844tXMtPB\
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} vDu0
tb-OKZq
template < typename T > uB5h9&57
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const a<OCO0irJ
{ ](B&l{V
return FuncType::execute(l(t), r(t)); [47K7~9p
} ^>,<*p
lH#@^i|G
template < typename T1, typename T2 > 5;3c<
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const "/4s8.dw+u
{ 3e!3.$4M
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); Nw9-pQ
} ,omp F$%
} ; AJ;u&&c4C\
ka?IX9t\
L Q I: ]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 )
xfc-Q
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Bq$e|t)'
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) jjS{q,bo
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 f_i"/xC-/
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! `-72>F ;T
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 bR>o!(M'Z\
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 '8r8
^g[
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) veYsctK~
下面是修改过的unary_op 4b3 F9
W2r6jm!
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > QrNL7{
class unary_op L|]w3}ZT@
{ nLFx/5sL
Left l; A@@)lD.
R,d70w
(_
public : %=NM_5a}]
ooLnJY#
unary_op( const Left & l) : l(l) {} `}k&HRn
#a7Amh\nT
template < typename T > }#\;np
struct result_1 E< zT
{ Q.pEUDq/
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; D&z'tf5
} ; jm#d7@~4
_SBp66
r
template < typename T1, typename T2 > H0D>A<Ue
struct result_2 SQ~N X)
{ a`EGx{q(
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; :|n>H+Y
} ; X%4uShM
*O(/UVuD\
template < typename T1, typename T2 > |
Q1ubS
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ecY ^C3+S
{ @n~>j&Kp
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 4i[v
ew
} 5oT2)yz
m'Ek p
template < typename T > L#7)X5a__
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const .q_uJ_qu-
{ -CU7u=*b
return OpClass::execute(lt(t)); A]tf>H#1
} eZR8<Z%
9Th32}H
} ; j$|Yd=
G)tq/`zNw
E1l\~%A
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 g9([3pV,
好啦,现在才真正完美了。 pU:C=hq4
现在在picker里面就可以这么添加了: &m%Pr
(2O} B.6
template < typename Right > yNLa3mW
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const X>6~{3
{ U<gUX07
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); z~}StCH(
} |L.~Amd
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。 9h3~;Q
Cdt,//xrz
GqIvvnw@f
aV?}+Y{#
skR,M=F~
十. bind 9aF..
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。 :b M$;
先来分析一下一段例子 ~/|unV
80 s~ae;
/SPAJHh
int foo( int x, int y) { return x - y;} 3I>S:|=K
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 ^7~SS2t!
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 6wpND|cT
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。 <PfPh~
我们来写个简单的。 k@t,[
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: G3_mWppH
对于函数对象类的版本: YA;8uMqh;
t'=~"?T/o
template < typename Func > CQ8o9A/
struct functor_trait U&w5&W{F}
{ j quSR=
typedef typename Func::result_type result_type; w}bEufU+2
} ; +}(B856+
对于无参数函数的版本: $^NWzc
WfTdD.Xx
template < typename Ret > uG(~m_7Hx
struct functor_trait < Ret ( * )() > ,s yA()
{ rd"]@~v1
typedef Ret result_type; F;MT4*4
} ; <_sT]?N#
对于单参数函数的版本: cP#]n)<
8Snq75Q<
template < typename Ret, typename V1 > <SC|A|
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ~kj(s>xP
{ #o r7T^
typedef Ret result_type; f<> YYeY
} ; o.
V0iS]
对于双参数函数的版本: V&,<,iNN
/_k hFw
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > { ck
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > %B {D
{ ]!tYrSM!
typedef Ret result_type; y9G 57D
} ; Cj4b]*Q,
等等。。。 YAC zznN
然后我们就可以仿照value_return写一个policy )(ZPSg$/F
owpJ7S1~
template < typename Func > #`vGg9
struct func_return ILr6W@o5A
{ ^pQ;0[9Y0
template < typename T > d"d)<f
struct result_1 %\{?(baOA
{ Eps\iykB
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; tFST.yT>zg
} ; bJ,=yB+0
eZ.0,A*1B1
template < typename T1, typename T2 > MY<!\4/
struct result_2 8F\Msx
{ 3R=3\;
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; |L_g/e1 A3
} ; cdtzf:#q
} ; HyX4ob[X
1M~:]}*<
.{]c&Ef+f
最后一个单参数binder就很容易写出来了 8{4D |o#O
$L#Z?76v
template < typename Func, typename aPicker > w7t"&=pF7
class binder_1 <j8&u/Za~'
{ fkv{\zN
Func fn; N>6yacTB
aPicker pk; QRmQ>
public : g*AD$":
u&d v[
template < typename T > Yqhz(&*)
struct result_1 9uq+Ve>
{ 8apKp?~yW
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; Hj4w
i|
} ; x+:,b~Skk
hq8/`u
YF
template < typename T1, typename T2 > zUUxxS_?
struct result_2 _~S^#ut+
{ zju,#%
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; "MS`d+rf\
} ; l6DIsR
xc]C#q
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 7@y!R
FiU;>t<)
template < typename T > :Ye#NPOI
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 4FHX#`
{ f({-j%m
return fn(pk(t)); Oi%~8J>
} @~U6=(+
template < typename T1, typename T2 > ]Y:
W[p
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const %K7EF_%
{ v/00LR
return fn(pk(t1, t2)); X3=Jp'p$h
} Lz>{FOR
} ; rNzhP*Fw
s)DNLx
m6Cd^'J9^
一目了然不是么? E~@HC 5.M
最后实现bind l0_E9qh-i
~CdseSo9
?eVuz x
template < typename Func, typename aPicker > k-DB~-L
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) `# M.t);^
{ U*fj5
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ;7`um
} rRG\:<a
K#C56k q&
2个以上参数的bind可以同理实现。 D*r Zaqy
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。 f}ij=Y9
pB7Z;&9
十一. phoenix 8YLZ)k'
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: t5v)6|
GH+FZ (F
for_each(v.begin(), v.end(), ;s
B:s9M
( U W)&Eky
do_ FjLv*K[#d
[ . N} }cJq
cout << _1 << " , " @NwM+^
] f{5|}PL
.while_( -- _1), SU}oKii
/
cout << var( " \n " ) V #\ZS{'J
) j nA_!;b
); F t8h=
d8
Nh0!
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: +-YuBVHL
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 T&MS_E&;
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 M*@aA
XM
那么我们就照着这个思路来实现吧: QDT{Xg*I
T2_#[bk*d
Ihq@|s8
template < typename Cond, typename Actor > qkG;YGio
class do_while /?-p^6U
{ Wu;|(2I
Cond cd; |afK"N
Actor act; J8?6G&0H
public : 'xXqEwi4
template < typename T > w|FVqX
struct result_1 QOy&!6
{ z.Kq}r ^
typedef int result_type; wp GnS
} ; Rf0\CEc
JEF7hJz~
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} YM*6W?
gw"l&