一. 什么是Lambda
1bQO:n):~ 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
n]$rLm%^ 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,
*{#C;" `i
cs2po ial{A6X xRacgny:I class filler
VqW5VLa {
Ut\:jV=f public :
SgewAng?@o void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
HL4=P,' } ;
IxCesh nL=+`aq_ XJeWhk3R9 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:
,H+Y1N4W( hxMRmH[f: >4luZnWMI LJ~#0Zu? for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
|Qcz5M90e NJsaTBT &"K_R(kN 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
T(x@gwc 7>gjq'0
_J6
Xq\ r+C4<-dT 二. 战前分析
wW*7 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。
}wiyEVAh{ 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
3#t#NW*e "JSIn"/ Cwls e- for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
6?[P^{GpH /* --------------------------------------------- */
/g+-{+sx vector < int *> vp( 10 );
#)~u
YQ transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
oFP8s[B /* --------------------------------------------- */
^zV_vB)n sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
J";N^OR{A% /* --------------------------------------------- */
L#K`F8Wi= int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
T}^3 Re`i /* --------------------------------------------- */
1!.-/ for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
R`<2DC>h9 /* --------------------------------------------- */
4xg)e`
*U for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
EB!ne)X ?}8r h% kH hp;< :po6%}hn 看了之后,我们可以思考一些问题:
#&kj> 1._1, _2是什么?
K\9CW%W 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。
,uC-^T
|n 2._1 = 1是在做什么?
:2nsi4 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。
Cs>` f,o 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。
uT,i& asYk#;z\" -}UY2) 三. 动工
/lUfxc4 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
_x(hlHFk ZAfuW^r *KDTBd ,on]Fts template < typename T >
$]_SPu class assignment
'u v=D {
50Gr\ T value;
oH6zlmqG" public :
EQlb:;j assignment( const T & v) : value(v) {}
_[&V9Jt template < typename T2 >
&J2UAmB T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
}p6]az3 } ;
2LUsqL\m}. #[9UCX^= %pq.fZI 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
F_:zR,P%# 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
VnW6$W?g 8%B_nVc EF:ec9 . 5@>hjXi"Y class holder
_f@,)n {
d)-ZL*o public :
xwZ1Q,'C template < typename T >
!Q|a R assignment < T > operator = ( const T & t) const
V WZpEi {
0>CG2 SRn return assignment < T > (t);
W8^A{l4 }
lfM vNv } ;
Cydo~/ cy,6^d L @T/4e./ 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:
{2:baoG- g^A^@~M static holder _1;
5PeYQ-B| Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
Yf9E0po 1W>/4l for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
aPxSC>p 而不用手动写一个函数对象。
wX)'1H):T l[[`-f8j J&\Q3_vro9 kum@cA 四. 问题分析
&_Cc 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。
_-RqkRI 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。
I>.pkf<V 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
TW&s c9 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
#g$I>\O< 下面我们可以对这几个问题进行分析。
Te}gmt+#% JzN "o' 五. 问题1:一致性
hJ8&OCR } 首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?|
p9i7<X2& 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
r&R~a9+) c$[2tZ struct holder
[\Wl~
a l {
~`e!$= //
?&:N|cltD template < typename T >
aOg9Dqtg)f T & operator ()( const T & r) const
U>!TM##1QD {
Cw:|(`9 return (T & )r;
"Fmq$.$% }
=AaF$R } ;
z@IG"D zZ-/S~l 这样的话assignment也必须相应改动:
^3sv2wh^|8 RvA "ug.* template < typename Left, typename Right >
Z*3RI5)dx class assignment
2UYtEJ(?`{ {
_s#J\!F Left l;
[MAPa Right r;
n+=7u[AZi public :
DmgDhNXKq assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
tlO=> template < typename T2 >
nl2Lqu1 T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
4S>#>(n7= } ;
BIMX2.S1o pR0!bgC 同时,holder的operator=也需要改动:
g0jfLv ]2"UR_x template < typename T >
p?Ux1S assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
fGj66rMGw {
?8grK return assignment < holder, T > ( * this , t);
;LC|1_ ' }
p\~ a= fMf; 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。
k:/Z6TLk3 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
.3+8Ip#z ok ,O/|E}? return l(rhs) = r;
]Y?ZUSCJ 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。
5R.jhYAj 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
O
'#FVZ.g L6qK3xa} template < typename Tp >
OFv-bb*YZ class constant_t
K
..Pn17t {
VZamR}x const Tp t;
(F;*@Z*R public :
h3>u[cX% constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
,?K5/3ss template < typename T >
7dB_q}< const Tp & operator ()( const T & r) const
nRq[il0 `i {
ZrP
8/> return t;
H,;ZFg /v8 }
Y/mf Bkh } ;
?o]NV B2BG*xa 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
'q/C: Yo 下面就可以修改holder的operator=了
\l[AD-CZPh (5$!MUS~9 template < typename T >
|7'df &CA assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
n,vct<&z@ {
$O&b`` return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
1OGx>J6 }
Xb|:vr\v 1{)5<!9! l 同时也要修改assignment的operator()
{2O1"|s , Ci@o|Y }tP template < typename T2 >
f',Op1o T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
Sj%u)#Ub 现在代码看起来就很一致了。
!j9t*2m[ G,&<<2{(f; 六. 问题2:链式操作
[^WC lRF 现在让我们来看看如何处理链式操作。
.?8;q A 其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。
%0S3V[4I 事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。
U$O\f18 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。
nHM~ 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
? ^0:3$La v> LIvi|] template < typename T >
G?L HmTHg struct result_1
pR*VdC _mY {
k0OYJ/ typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
|B?cVc0 } ;
aB_F9;IR 66g9l9wm( 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:
Ot4 Z{mA u0JB\)(-/h template < typename T >
, Rk9N struct ref
%6|nb:Oa {
ui<N[ typedef T & reference;
&W|[r( } ;
a!zz6/q[ template < typename T >
+5w))9@ struct ref < T &>
G!Op~p@Jm {
$.Qkb@} typedef T & reference;
'j`=if } ;
NxkGOAOE OSRp0G20k\ 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
~8PZ5;g MUaq7B_> template < typename T >
Ow+GS{-q typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
eQ$Y0qH1E {
TJ2=m9Z return l(t) = r(t);
Q)~aiI0 }
x)
,eI'mf 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。
AuvkecuIh 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
ayn) 5q/z .yMEIUm 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
T(#J_Y _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
hwPw]Ln/ _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
aHV;N#Lx3 +5 调用divide的对象返回一个add对象。
$[Sc0dzJ 最后的布局是:
C/q'=:H; Add
E~DQ-z / \
a4mn*, Divide 5
YDIG,%uv / \
x!?u^ _1 3
(9tX5$e6N 似乎一切都解决了?不。
h&M{]E9= 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。
GF"hx`zyJ 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。
q}b
dxa 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:
`}D,5^9] 8Q.T g. template < typename Right >
r7RIRg_ assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
)\1QJ$-M& Right & rt) const
/,BD#| {
]P9l jwR return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
]RZ|u*l=x }
s%vis{2 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
,cXD.y 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。
)1Y{Q Y}l 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。
6`&a&%,O 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。
kYM~d07 V 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。
]l;o}+`G 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?
F6LH $C 正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明:
B+$%*%b ZFA`s
qT template < class Action >
h!M class picker : public Action
`:ArT}F {
X1:V<,}" public :
"x#-sZ= picker( const Action & act) : Action(act) {}
O+nEXS\rQ // all the operator overloaded
eJrQ\>z]V& } ;
ud63f`W]4 $CRm3#+
~ Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。
aKJwofD 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
{IjF+@I uY{|szC^2 template < typename Right >
!-g{[19\ picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
##q2mm:a9P {
?Lx24*5% return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
@Y?#Sl* }
gLb`pCo/ Mhm@R@ Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
@tF\p
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。
&U{#Kt5q *~2,/D template < typename T > struct picker_maker
jxP;>K7O {
j9m_jv typedef picker < constant_t < T > > result;
Cw~q4A6' } ;
\0A3]l template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
^Xz@`_I {
CYt?,qk-r typedef picker < T > result;
|a8iZ9/D6 } ;
%3s1z<;R[S dR
K?~1 下面总的结构就有了:
+<'Ev~ functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。
ke!?BZx picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。
@MoKWfc picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
q~rEq%tk 至此链式操作完美实现。
!d'GE`w T c& <Fr[AK X
enE^e+9 七. 问题3
sm9k/(- 如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。
C=-=_>Q,L< GL&y@6 template < typename T1, typename T2 >
bkRLC_/d ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
6=kEyJT' {
~cWAl,(B<F return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
SfA\}@3 }
AWcLUe { }#3V+X 很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2:
W,D4.w$@' >d@&2F TO template < typename T1, typename T2 >
i|c'Lbre` struct result_2
u\a#{G;Z {
}~2LW" 1' typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
(XVw"m/ye } ;
=pr`' MvuQz7M#d 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?
&)2i[X 这个差事就留给了holder自己。
>u>5{4 -N6f1>}pE IO wj>t template < int Order >
phQUD class holder;
:v0U|\j8/V template <>
-M~8{buxv class holder < 1 >
B{/R: Hm {
a Ve'ry public :
2iHUZzz\ template < typename T >
v>:Ur}u!D struct result_1
]Gzm^6v {
Ki4r<>\l{H typedef T & result;
Wfu(* } ;
%}[i'rT> template < typename T1, typename T2 >
?:pP8/y struct result_2
$>G8_q {
:Hn6b$Vy8 typedef T1 & result;
.>q8W } ;
[O$Wa:< 0x template < typename T >
C](f>)Dz
/ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
O $LfuL {
%]Fd[pzF return (T & )r;
NYt&@Z}] }
.@2m07*1 template < typename T1, typename T2 >
Jk&3%^P{m typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
!-ok"k0,u {
y.anl return (T1 & )r1;
A]<y:^2])C }
`
w=>I } ;
@>u]4Jn hM@
H A template <>
"K ~ class holder < 2 >
O&vVv _zh {
nv GF2(;l public :
J
cPtwa;q@ template < typename T >
;t'5},(FP struct result_1
[6 pD {
={_C&57N1 typedef T & result;
4Z1ST; } ;
7[w,:9& } template < typename T1, typename T2 >
mi
ik%7>W struct result_2
,kF1T, {
1cxrH+N typedef T2 & result;
N+++4; } ;
7_%"BVb" template < typename T >
h xSKG typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
FO=4:
{
>,TUZ return (T & )r;
t,,k
}
R,gR;Aarw template < typename T1, typename T2 >
.}&`TU typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
Cf TfL3(J {
ao%NK<Lt return (T2 & )r2;
?:
N@!jeJ }
<nE>XAI_7 } ;
SFO({w( <d,b '<z
s ,.rs(5.z8/ 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> >。
M|6A0m#Q 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
qo p^;~ 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
I2TaT(e\ $AfM>+GQ`n return l(i, j) = r(i, j);
n.T&}ZPz\v 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
{ WIJC',Y yGWxpzmRS return ( int & )i;
kB3H="3[[ return ( int & )j;
}M1`di4e 最后执行i = j;
>{N9kWY 可见,参数被正确的选择了。
*-MM<|Qt O]lSWEe q
]M+/sl W=vG$ j:5=s%S 八. 中期总结
vu|n< 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:
HIQ_%L4] 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
]4~lYuI4 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
)T';qm0w 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
vtw6FX_B 3x5JFM DBPRGQ ad.3A{ BbW^Wxd3 /s?r`' j[ 九. 简化
# ,7e
NM" 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。
!u_Y7i3^ 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
\Z]UA&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:
VSrr`B
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
(&}i`}v_ +-*/&|^等
[K9'<Qnu 2. 返回引用。
4#ug]X4Y') =,各种复合赋值等
<Fi%iA 3. 返回固定类型。
=; ^%(%Y{m 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
gg[WlRQK4A 4. 原样返回。
:|_'fNd+! operator,
:z4)5=
6M 5. 返回解引用的类型。
&QDW9
Mi operator*(单目)
)=5ng- 6. 返回地址。
LO
< operator&(单目)
*RXbc~
H 7. 下表访问返回类型。
S/^"@?z,vE operator[]
(IC]?n} 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
yHs-h
operator<<和operator>>
8S%52W| fJ/e(t 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。
j:k[90 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
ux_Mrh' I2 j}Am template < typename Left >
q8s0AN'@t' struct value_return
0o+6Q8q {
b+@JY2dvj template < typename T >
'@p['#\uI struct result_1
Fb^:V4<T {
\<y`!"c
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
<4_X P.N } ;
(>VX-Y/ T'4z=Z]w template < typename T1, typename T2 >
)^4\,u\@ struct result_2
L1ieaKw {
#tZ4N7 typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
s0DGC } ;
!|O~$2O@ } ;
HvM)e.! Uc_'(IyO QS{1CC9$ 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
q>mE<
(-M Ytz)d/3T 下面我们来剥离functor中的operator()
qxFB%KqU 首先operator里面的代码全是下面的形式:
dZi(&s b!sRk@LGZ return l(t) op r(t)
PNaay:a| return l(t1, t2) op r(t1, t2)
I9:Cb)hbU] return op l(t)
>S'17D return op l(t1, t2)
E_8\f_%wK return l(t) op
qQ"Fv|]~> return l(t1, t2) op
o(:[r@Z0z return l(t)[r(t)]
GlbySD@ return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
O
[i#9) ?gJy3@D 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:
-PS#Z0> 单目: return f(l(t), r(t));
\
C+(~9@| return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
c0hwc1kv- 双目: return f(l(t));
NX|v= return f(l(t1, t2));
:{IO=^D=$ 下面就是f的实现,以operator/为例
ADpmvW f? >B2:kY F struct meta_divide
AwslWkd= {
w9,iq@ template < typename T1, typename T2 >
/c2w/+ _ static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
[1F*bI {
3'^k$;^ return t1 / t2;
'g$(QvGF9 }
Zf'TJ`S } ;
7.Z@Wr? G3rj`Sg^c 这个工作可以让宏来做:
P#fM:z@[ |fSe>uVZ #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
3:8{"md@2 template < typename T1, typename T2 > \
Hd,p!_ static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
"
t7M3i_ 以后可以直接用
>2]JXLq DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
mZx&Xez_G 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
[o.B (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。。。)
IdXZoY BRk0CLr5 <<i3r|} 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
ds&e|VSH; PJ2qfYsH=> template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
$dA-2e10 class unary_op : public Rettype
s%2v3eb {
"R3d+p Left l;
(ZY@$'' public :
\mV'mZ9> unary_op( const Left & l) : l(l) {}
i} N8(B( *P#WDXRwd template < typename T >
ET[kpL typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
jq+A-T}@ {
2 ho>eRX return FuncType::execute(l(t));
jS]><rm }
ZeEWp3vW fgBM_c&9T template < typename T1, typename T2 >
vmLxkjUm# typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
J]q%gcM {
\TF!S"V return FuncType::execute(l(t1, t2));
v*9<c{a }
n_B"-n } ;
2e|N@j
& P(;?kg}0 3;8!rNN 同样还可以申明一个binary_op
x ul]m*Z &`fhEN template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
JXw^/Y$ class binary_op : public Rettype
eQVZO>)P1+ {
HmZ{L +" Left l;
y2+p1 Right r;
8@PX7!9 public :
r%e KFS binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
E"L2&. ki{3IEOr} template < typename T >
lhi_6&&[8 typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
sF7^qrVQP9 {
nwN@DqO return FuncType::execute(l(t), r(t));
0v]?6wX }
.-JCwnP e4G4GZH8 template < typename T1, typename T2 >
3mSXWl^? typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
NBF MN% {
OKHX)"j\\ return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
r)T:7zy }
?\#N9+{W } ;
J-ePE7i u-1;'a 8v71e> 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
>5wx+n)/) 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
6O@J7P DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
5'Q|EIL 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。
-!)xQvagD. 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
~Aq5XI%i 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。。。
St<mDTi 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
zvvP81$W 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)
WsFk:h'r 下面是修改过的unary_op
i%{3W:!4t $O{duJU template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
z`6fotL class unary_op
fgj^bcp- {
2Sq_Tw3^ Left l;
uHIiH@S 9=,uq; public :
]?h`:,] /cK%n4l.y unary_op( const Left & l) : l(l) {}
'u4ezwF; `funE:>, template < typename T >
@R m-CWa struct result_1
t |W) {
7n o5b]
\ typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
Uu 7dSU } ;
\7z^!m 9e U[*S template < typename T1, typename T2 >
,&Wn [G<2 struct result_2
pr,p=4m{\ {
m uW!xY typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
L&-hXGx=7 } ;
|xoF49 D^U:
ih template < typename T1, typename T2 >
d/74{. typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
j%V["?) {
ki;UY~ return OpClass::execute(lt(t1, t2));
zciCcrJ }
K={qU[_O YHV-|UNF template < typename T >
/$"[k2 N typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
xw<OLWW {
7{oe ->r return OpClass::execute(lt(t));
S<nq8Ebmw }
% p?brc d {2 } ;
#(LfYw.P1V Q6C-4ja ?y XAu0 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
Lh$dzHq 好啦,现在才真正完美了。
4*Z6}" 现在在picker里面就可以这么添加了:
?RFg$Z'^ Dbx~n#n G template < typename Right >
3}1ssU"T picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
]>i~6!@ {
,%# return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
>i,iOx|E- }
!.5),2 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。
4\
/*jA
Aw!gSf) $trAC@3O@ Wx)K*9 Lb=W;9; 十. bind
oh#N
0
0X 既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。
R@T6U:1 先来分析一下一段例子
J?:[$ C5 Ek.&Sf$cd' !$XHQLqF2 int foo( int x, int y) { return x - y;}
ekf$dgoR bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
5iFV;W bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
Vs0 SXj 可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。
y@ek=fT%4 我们来写个简单的。
^DAa%u 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
\Mx
JH[ 对于函数对象类的版本:
WNa0, j,%EW+j$ template < typename Func >
:_dICxaLZT struct functor_trait
v$|mo;6 {
\Xg?Ug*9w typedef typename Func::result_type result_type;
,WTTJN } ;
{gy+3
对于无参数函数的版本:
$. e) %EbiMo ]3B template < typename Ret >
yDd[e]zS` struct functor_trait < Ret ( * )() >
W 5DbFSgB {
udqge?Tz typedef Ret result_type;
FbSa ~uN } ;
89eq[ |G_ 对于单参数函数的版本:
DR+,Y2!_GT Q2'eQ0W{o template < typename Ret, typename V1 >
6517Km 4- struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
o$bUY7_ {
=q
CF%~ typedef Ret result_type;
whkJ pK(
} ;
'wQy]zm$ 对于双参数函数的版本:
m3
IP7h' A]y*so!)> template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
Gi$gtLtNh struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
f~gSJ<t4 {
B%b_/F]e typedef Ret result_type;
*%- ?54B } ;
N=ifIVc 等等。。。
wL
eHQ] 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
%jKH?%Ih j 2}v} template < typename Func >
5d
5t9+t struct func_return
,Aa|Bd]b
{
APHPN:v template < typename T >
OlcP( struct result_1
qC
j*>D {
Zc\S$+PM typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
M/w{&& } ;
5~xeO@%I NNX%Bq template < typename T1, typename T2 >
swZpWC struct result_2
'Oy5e@G+? {
0eA5zFU7 typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
9.8,q } ;
8t``NZ[ } ;
YC)hX'A\ )5i*/I\ hZF(/4Z2 最后一个单参数binder就很容易写出来了
C={mi#G[/ #<}kISV0 template < typename Func, typename aPicker >
3:" &Z6t# class binder_1
YX `%A6 {
22IYrk Func fn;
OX)BP.h# aPicker pk;
RIo'X@zb public :
<UK5eVQn $B ?? Ip?P template < typename T >
(,TH~("{ struct result_1
`r.N {
YAMfP8S typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
XW:%vJu^` } ;
}z{wQ\ @ay|]w template < typename T1, typename T2 >
dqwWfn1lt struct result_2
$[w|oAwi {
]c,l5u}A$ typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
UFk!dK+ } ;
w=$'Lt! i"fCpkAP binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
cl2ze :5<#X8>d template < typename T >
N.n1< typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
L
B<UC?e {
um{e&5jk return fn(pk(t));
nO}$ 76*'0 }
F%y{%
C7l template < typename T1, typename T2 >
PuU*vs3 typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
1::LN(`< {
mR!rn^<l return fn(pk(t1, t2));
M0L-u }
0ZT 0 } ;
?AT(S PgTDjEo g X8**g' 一目了然不是么?
_4Ii5CNNU 最后实现bind
fxOE]d8v m"q/,}DR M(NH9EE template < typename Func, typename aPicker >
y78z>(jV picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
}*Dd/'2+1 {
k|l5 "&K~. return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
tz3]le|ml }
a.1`\$]d wyNC|P;j$g 2个以上参数的bind可以同理实现。
+{'lZa 另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。
s?5d #*\Ry/9Q 十一. phoenix
` -yhl3si Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
u9 %;{:]h QW,cn7 for_each(v.begin(), v.end(),
.byc;9M% (
SC]6F* do_
AO"pm [
~ d!F|BH4 cout << _1 << " , "
4?s
~S. % ]
d
l<7jM? .while_( -- _1),
n,+/%IZ cout << var( " \n " )
8ezdU" )
9Nkr=/I"P );
A^9RGz4= yS)73s/MrY 是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:
@! gJOy 首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor
-(Y( K!n operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
RIDzNdM>U 那么我们就照着这个思路来实现吧:
<,S5(pZ j$TTLFK1 qek[p_7 template < typename Cond, typename Actor >
}%;o#!<N(@ class do_while
:@H&v%h(u {
ygA~d9" Cond cd;
8LMO2Wyq Actor act;
{+&qC\YF public :
9
Z5!3 template < typename T >
`qnNEJL, struct result_1
? V0!N; {
eA$wJ$* typedef int result_type;
}eO{+{D+ } ;
jM'kY|<g; TfbB1 do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
N`JkEd7TT {H5a.+-(bE template < typename T >
=y$|2(6 typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
2;z~xR {
VT;Vm3\ do
W8$ky[2R {
\.`;p act(t);
^bZ'z }
`|Wu\X while (cd(t));
fXV+aZ return 0 ;
_shoh }
R.FC3<TTv } ;
tLz,t&h QQnpy.`:/ m!qbQMXn 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
*K<|E15 , 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。
\x,q(npHi 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。
@&AUbxoj 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。
xejQ!MAB 下面就是产生这个functor的类:
/s'7[bSv "zn<\z$l mip2=7M|C template < typename Actor >
5 +Ei!E89 class do_while_actor
#}8l9[Q|M {
:oYz=c Actor act;
)dv w.X public :
[%);N\o2Y do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
N5yt'.d *WHQ1geI8 template < typename Cond >
~6)A/]6 picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
f6I$d< } ;
&$1ifG Xiy9Oeq2uh ","O8'$OC 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
fbG+.' 最后,是那个do_
5Hli@:B2s GQ@`qYLZ+ e;*GbXd| class do_while_invoker
o*[n[\cR {
V>$A\AWw public :
{CO]wqEj template < typename Actor >
B#|c$s{ do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
K-a~Kr {
,EE,W0/zzM return do_while_actor < Actor > (act);
_uYidtxo= }
-KuC31s_W } do_;
nRE(RbRe >{v,HOxl 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
Rz #&v 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
Z}8khNCYr 最后来说说怎么处理break和continue
1I=>0c 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。
&}:]uC 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 ]