一. 什么是Lambda )C5<puh
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 +u#;k!B/>
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, Kgbgp mW
~C6d5\
V~tq
_
fHCLsI
class filler 8 sZ~3
{ .i>; ?(GH
public : vcy}ZqWBO
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} TYGUB%A
} ; E%t_17,=j
!Low%rP
"G-}
wt+P
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: iUJqAi1o
H'Bor\;[>
<[ />M
{O9CYP:
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); ml <X92Y
N@lTn}U
n#[-1(P
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 G.OAzA13!t
@,F8gv*
I&?(=i)N
,f8<s-y4Sg
二. 战前分析 ~F [}*%iR
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。 5@ecZ2`)+h
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 \Y&* sfQ
k
#y4pF_
l2QO\O
I9m
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); WeNx9+2=Z
/* --------------------------------------------- */ y! he<4
vector < int *> vp( 10 ); v!n\A}^:
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); p%toD{$
/* --------------------------------------------- */ PXqLK3AE
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); T+ey>[
/* --------------------------------------------- */ -.-je"E
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); 0g}+%5]yg
/* --------------------------------------------- */ c
Q:.V
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); \]ouQR.t@\
/* --------------------------------------------- */ 4A6D>ChB'E
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); .|[ZEXq
v- M3/*
NSH20$A<
WBD e`
看了之后,我们可以思考一些问题: 2c`m8EaJ
1._1, _2是什么? 8 #fzL7
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 Rj 2N+59rg
2._1 = 1是在做什么? :+,>0%
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 /z:pid,_0
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 D-\WS^#
,_;+H*H>"
\?uaHX`1
三. 动工 n!=%MgF'*p
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: rI34K~ P
V\Oe ]w
?&$??r^i
$ZX^JWq
template < typename T > QWVH4rg
class assignment V
;Kzh$^rk
{ q>:>f+4
T value; B;xw @:H
public : k$
k/U
assignment( const T & v) : value(v) {} bl@0+NiM
template < typename T2 > P'f0KZL;
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } qjcy{@ j
} ; 0sq?;~U
_=W ^#z
#?%akQ+w
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 C"l_78
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment &"GHD{ix
.Rt_j
`k y>M-
f1GV6/| m
class holder YT!QY@qw
{ o('W2Bs-o
public : XQCu\\>;
template < typename T > ,Q|[Yr
assignment < T > operator = ( const T & t) const )o!y7MTl
{ w?_y;&sbR
return assignment < T > (t); 6<0-GD}M
} 7oY}=281
} ; yNp l0 d
=Gsn4>~%n
Z}bUvr XP
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: YrAaL"20
_nw=^zS
static holder _1; BM bT:)%
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Dw}8ci'
(ov=D7>t0
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); A:Y]<jt
而不用手动写一个函数对象。 0Yz
&aH
uv*OiB"
&sbA:xZBA
y[7*^9J
四. 问题分析 ;{b 1'
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。 ow :}NI
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。 B ;Zsp
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 *O')
{(
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 :UjHP}s
下面我们可以对这几个问题进行分析。 p)}iUU2N
I!bzvPJ]xc
五. 问题1:一致性
0:-i
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?| 51.! S
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 0ZQ|W%tS
> o{(f
struct holder q4_&C&7
{ =x
"N0p
// <d$kGCz
template < typename T > [~$Ji&Dd
T & operator ()( const T & r) const Zf;1U98oC
{ Alh"G6
return (T & )r; $^R[t;
} F?2(U\k#
} ; PN0l#[{EN
7NG^X"N{Ul
这样的话assignment也必须相应改动: ` c~:3^?9d
k>#,1GbNZy
template < typename Left, typename Right > r.M8#YL
class assignment oD_'8G}
{ 061@N=p8
Left l; ,ZjbbBZ
Right r; yI\
public : ;;BQuG
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} mj :8ZZ
template < typename T2 > kK!An!9C
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } @=x=dL(
} ; 7SYU^GD
Gad!}dz
同时,holder的operator=也需要改动: Y}(#kqh>
cT^,[3i:c
template < typename T > OI B~W
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 0hcrQ^BB!b
{ *{:FPmDU
return assignment < holder, T > ( * this , t); 5o\yhYS:
} <x DD*u
`9b/Q
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 )ARfI)<1b
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 R^P~iAO
[r_,BH\nu
return l(rhs) = r; c:"*MM RC
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 "_jczr$*
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: l epR}
uy{mSx?td
template < typename Tp > Sai_rNRWB
class constant_t 'wz*GMGWC
{ F>&Q5Kl R
const Tp t; >
taT;[Oa
public : f33'2PYl
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} )K>XLaG)
template < typename T > <QTu"i
const Tp & operator ()( const T & r) const Jis{k$4
{ L<]j&
return t; #B:J7&@fn
} ?rXh
x{vD
} ; MGX %U6
NS6Bi3~
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 K$(&Qx}
下面就可以修改holder的operator=了 eSoOJ[&$
9I=J#Hi|+
template < typename T > Qpiv,n
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const ~}w(YQy=y
{ wA)
NB
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); @^}
%
o-:
} MX6*waQ-<
B`<(qPD
同时也要修改assignment的operator() O[y.3>l[s
PTIC2
template < typename T2 > g}|a-
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } $4'I3{$
现在代码看起来就很一致了。 qfvd(w
]ms#*IZ
六. 问题2:链式操作 Q[scmP^$^
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ST)l0c+Y>
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 o1MI&}r
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 j{>E.F2.
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 FyJI@PZdI-
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct wKe^5|Rr
<|k!wfHL
template < typename T > e<YC=67n)
struct result_1 Y1+4ppZ
{ ^i&/k
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; .\X/o!xC
} ; l!Z>QE`.S
uf\Hh -+p
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: JM -Tp!C>
= t<!W
template < typename T > f[.RAHjk
struct ref "w=p@/C
{ +cheLc
typedef T & reference; I/jMe'Kp
} ; *:\-:*
template < typename T > 1sYwFr 5
struct ref < T &> FoWE<
{ MA.1t
typedef T & reference; F0o7XUt
} ; Dd<gYPC
8\!0yM#yK
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: n7
4?W
3ypB~bNw
template < typename T > Y<:%_]]
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const y1cAw
{ :IV4]`
return l(t) = r(t); l6Ze6X I
} x%k4Lm
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 Zg5@l3w
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ]x:>~0/L
.^I,C!O#
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 PDREwBX
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ?'P8H^K6u
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 0?BT*
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 .=3Sm%
最后的布局是: ]?#f=/
Add ]n${j/x
/ \ '1~mnmiP
Divide 5 gmLGK1
/ \ uKo)iB6D
_1 3 DC]FY|ff
似乎一切都解决了?不。 .(VxeF(v_k
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。 S-gL]r3G8
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。 $V]D7kDph*
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: h#^IT
']u w,b
template < typename Right > v#IW;Rj8
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const )6PZ.s/F6p
Right & rt) const L'J$jB5cP
{ szF[LRb
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); c;Hf +n
} f6PXcV
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 (nbqL+
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。 `8xmMA_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。 8~ .r/!wfy
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。 =9i:R!,W
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。 {K*l,U
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? ;s3"j~5m)
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: Axk
p
)$P!7$C-
template < class Action > 2Q|Vg*x\U
class picker : public Action g4=}].
{ )U>q><
public : j{7_p$JM
picker( const Action & act) : Action(act) {} o83HR[
// all the operator overloaded r}WV"/]p
} ; wS%I.
|m"2B]"@
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。 "}\z7^.W>
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: 2"'0OQN0\
A_{QY&%m
template < typename Right > RA+Y ./*h
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const cwz
% LKh
{ %HL@O]ftS
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); A>%fE 6FY
} y
8];MTl
udqGa)&0
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > &Km?(%?
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。 er+m:XuV
s+yBxgQ/
template < typename T > struct picker_maker ?qHW"0Tjn
{ ah"2^x
typedef picker < constant_t < T > > result; w]"Y1J(i
} ; wI
#_r_
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > *.Y!ZaK
{ [uc;M6o}?
typedef picker < T > result; `2J6Dz"W
} ; VMad ]bEf
_"%d9B
下面总的结构就有了: X~ P0Q
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。 T d4 /3k
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。 h[C!cX
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 +;Q&
至此链式操作完美实现。 m3F.-KPO
n6O1\}YB
C(}9
七. 问题3 OrPIvP<w@
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。 l"IBt:
J0d +q!
template < typename T1, typename T2 > 'RQZU*8
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const BG-uKJ ^
{ D4Uz@2_
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ,{%/$7)
} gSZNsiH
}!Qo
wG
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: @ @uKOFA?
(`'(`x#
template < typename T1, typename T2 > ]"q9 ~
struct result_2 &"lSq2
{ S@4p.NMU
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ?$$Xg3w_#
} ; <Fo~|Nh|
!1m7^3l7j
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? fbg:rH\_
这个差事就留给了holder自己。 d%,@,>>)
ly9tI-E
#|j8vmfn$e
template < int Order > -sqd?L.p
class holder; pGRk
template <> 7H])2:)
class holder < 1 > I_k/lwBD
{ eL" +_lW
public : tn38T%
template < typename T > mE"(d*fe'
struct result_1 @6"+x
{ vC^Ul
typedef T & result; b9R0"w!ml
} ; do[w&`jw8
template < typename T1, typename T2 > zFi)R }Ot
struct result_2 =|LB,REN
{ J.(mg
D
typedef T1 & result; 9y}/ G
} ; 7TtDI=f
template < typename T > U6?3 z
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const H#H[8#
{ Egt !N
return (T & )r; )vD:
} {ui{Y c
template < typename T1, typename T2 > "M3S
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const qm/#kPlM
{ ~KYA{^`*
return (T1 & )r1; 3~%M4(
} oH(a*i
} ; SuA
@S
Q_6v3no1
template <> G){A&F
class holder < 2 > &3Ry0?RET
{ V'FKgzd
public : =F% <W7
template < typename T > B{K_?ae!
struct result_1 o'_eLp
{ Tmk'rOg5
typedef T & result; SveP:uJA[
} ; #y8Esik
template < typename T1, typename T2 > 0
s@>e
struct result_2 pS "A{k)i
{ XnKf<|j6k
typedef T2 & result; *JOp)e0b
} ; 0HI0/Tvu$<
template < typename T > )TcD-Jr
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const yujv^2/
{ =)%~QK{Y
return (T & )r; Lh-+i
} ikb;,Js
template < typename T1, typename T2 > !jg<
S>S5
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const RgD:"zeM
{ ]u\-_PP
return (T2 & )r2; F6ZL{2$k@
} 8w ]'U
} ; S" PJ@E}^E
{>d\
),@m
3wQ
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> >。 CpU
y~
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: ybcCq]cgt
首先 assignment::operator(int, int)被调用: fM3ZoH/
!]MGIh#u
return l(i, j) = r(i, j); @`nU=kY/
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) )%q )!x
km,@yU
return ( int & )i; +hIMfhF
return ( int & )j; gb26Y!7%
最后执行i = j; ?:7.3{|Aq
可见,参数被正确的选择了。 X
CHN'l'
A/OGF>
>Ft:&N9L{
W"g@*B'|
v"sN
K
八. 中期总结 )5x,-m@
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: [ak[ZXC,
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 {qFAX<{D
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 3JZ9 G79H
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor \O\veB8
fRt&-z('
-V52?Hq
xKXD`-|W
N
lB%Qu
Y~
Nt9L
九. 简化 *KPNWY9!W
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。 eSSv8[u
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 gP=@u.
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: +|Mi lwr
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 E>rWm_G
+-*/&|^等 &Fl*,
2. 返回引用。 \)BDl
=,各种复合赋值等 T]?QCf
3. 返回固定类型。 s
]Db<f
各种逻辑/比较操作符(返回bool) Jek)`D
4. 原样返回。 bdr!|WZ
operator, 6M@m`c
5. 返回解引用的类型。 ,8@U-7f,
operator*(单目) 1{bsh?zd
6. 返回地址。 vLh,dzuo
operator&(单目) |79n
1;+\?
7. 下表访问返回类型。 g/ x\#W
operator[] G 8F43!<
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 l}mzCIw%
operator<<和operator>> <{Ir',;
Z sbE
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。 =]F15:%Zq
例如针对第一条,我们实现一个policy类: c>e~$b8
W\<p`xHk
template < typename Left > 2~SjRIp Uw
struct value_return x 0x/2re
{ &B>YiA
template < typename T > ,a?$F1Z-
struct result_1 .+hM1OF`x
{ @@Vf"o+S
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; U/bQ(,3}
} ; "6fTZ<
-4'yC_8t
template < typename T1, typename T2 > E cW$'>^
struct result_2 =o+))R4
{ x'wT%/hp
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; b<mxf\b
} ; 8k`rj;
} ; B0}f,J\
: $>TeCm
&GH,is
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 0`dMT>&I
T'nQj<dBt:
下面我们来剥离functor中的operator() ');QmN%J
首先operator里面的代码全是下面的形式: -wjvD8fL
~wsDg[
return l(t) op r(t) TGe{NUO
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ?4i:$.A
Y
return op l(t) s8]9OG3g
return op l(t1, t2) *PjW,
return l(t) op ;Y>cegG\
return l(t1, t2) op `+/xA\X]
return l(t)[r(t)] uZ(j"y
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Z;#Ei.7p|
E)dV;1t
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: Ll
!J!{
单目: return f(l(t), r(t)); ?E?dg#yk
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); -S"$S16D
双目: return f(l(t)); EK6fd#J?1
return f(l(t1, t2)); &k+'TcWm
下面就是f的实现,以operator/为例 duKR;5:
zp2IpYQ,3
struct meta_divide FaNH+LPe
{ `% x6;Ha
template < typename T1, typename T2 > Ex
?)FL$4
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) pGy(JvMw"
{ {1y-*@yU(
return t1 / t2; 4#z@B1Jx
} q.OkZI0n
} ; dw60m,m
Jk)^6
这个工作可以让宏来做: .1.Bf26}d
y#3mc#)k
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ~$N%UQn?b#
template < typename T1, typename T2 > \ k@eU #c5c
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 1CiK&fQ'
以后可以直接用 c%aY6dQG&%
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) .ya^8gM
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 !TRJsL8
(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。。。) {iqH 27\E
r`|/qP:T[
.pgTp X
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 f!~gfnn
Y" s1z<?
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > k=<,A'y-/
class unary_op : public Rettype \k1psqw^O
{ 8Hf!@p6R+
Left l; xD;5z`A3
public : lK%pxqx
unary_op( const Left & l) : l(l) {} f~u]fpkz
;f7(d\=y
template < typename T > &UUIiQm~
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 1pC!F ;9Oo
{ Vt:]D?\3
return FuncType::execute(l(t)); VpJ/M(UD-
} :luVsQ
pq6}q($Rk
template < typename T1, typename T2 > 5tg
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const @eN x:}
{ 0hXI1@8]`
return FuncType::execute(l(t1, t2)); \iAkF`OC
} /i$
mIj`
} ; nsqs*$
mvI[=e*
z!5^UD8"W
同样还可以申明一个binary_op bR@ e6.<i
P=eVp(/x
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > a3
<D1"
class binary_op : public Rettype SIjdwr!+ZZ
{ Crmxsw.W^Y
Left l; zCT Wi
Right r; T9\wkb.
public : ~]DGf(
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} l [?o du4
|jV>
template < typename T > q4<3 O"c1
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const v`MCV29!}
{
z%;b-PpS
return FuncType::execute(l(t), r(t)); SsfnBCVR
} S1&mY'c
(,`ypD +3q
template < typename T1, typename T2 > kt.z,<w5O
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Y"~I(,nx!
{ m5SJB]a/
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); Mo|[Muj8b
} TU{^/-l
} ; [f}YXQ0N)
k DS
[s$vY~_
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 ,qV8(`y_
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 *z;4.
OX
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) :l8n)O3
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 WY#A9i5Ge
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! j2SJ4tB /
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 Y;d$x}dh
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 _eM\ /(v[
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) tM]~^U
下面是修改过的unary_op ]7n+|@3x
LO<R<zz
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > z=B*s!G
class unary_op s~$ZTzV
{ fOCLN$x^
Left l; -hw^3Af
!`L%wS
public : wgxr8;8`q
ED&>~~k)
unary_op( const Left & l) : l(l) {} -jdS8n4
VVO C-:
template < typename T > ms8de>A|H
struct result_1 j'FSd*5m
{ Aq%TZ_m
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; GZ,`?
} ; u8L%R[#o
^JZ ]?iny
template < typename T1, typename T2 > nI.K|hU:P
struct result_2 FIhq>L.q4
{ WzZ<ZCHm
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; :["iBrFp
} ; Bee`Pp2
/MYl:>e>
template < typename T1, typename T2 > pA7&
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ;"46H'>!
{ #'[4k:
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 3*x_S"h
} =]jc{Y%o
#&<>|m
template < typename T > NQ~keN
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const #v+2W
{ !m8MyZ}%
return OpClass::execute(lt(t)); &{E1w<uv
} y(/"DUx
XE8>&&X
} ; mh&wvT<:{
:bt;DJ@
VbX+`CwH
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 shlMJa?
好啦,现在才真正完美了。 f_v@.vnn.
现在在picker里面就可以这么添加了: r Q)?Bhf
L~9Q7 6w
template < typename Right > E;m]RtvH
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const ]e`&py E
{ <% #Dwo}
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); I!sh+e
} e=uElp'%
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。 Lv;% z
CVUA7eG+
ws}cMX]*
n}0n!Pr^
I_hus
十. bind })#VO-J
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。 ].ZfTrM]
先来分析一下一段例子 <46>v<
:\hcl&W:
_A]8l52pt
int foo( int x, int y) { return x - y;} X=C*PWa7
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 \vg(@)$q
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 1f}YKT
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 ky4;7RK
我们来写个简单的。 *Wbs{>&No
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: }+mIP:T
对于函数对象类的版本: 8M6
Xd]{%
#3VOC#.
template < typename Func > sF. oZ>
struct functor_trait -d-vzri
{ da[=d*I.
typedef typename Func::result_type result_type; 5:R$xgc
} ; L
i g7Ac,
对于无参数函数的版本: g2RrBK,
1s-dqHz"s
template < typename Ret > "FD`1
struct functor_trait < Ret ( * )() > Ow"e3]}Mt
{ UY5wef2sF
typedef Ret result_type; ,r5'nDV=d
} ; 8n&Gn%DvX
对于单参数函数的版本: we("#s1=
~`Y!_ '(x
template < typename Ret, typename V1 > 7y?aw`Sw:
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 9ZJn 8ki
{ uqotVil,
typedef Ret result_type; B3^F
$6=
} ; q"@>rU4
对于双参数函数的版本: .#q]{j@Ot
|l-~,eRvi5
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > G-6k[-@-v
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
N%f%
U
{ v:F_!Q
typedef Ret result_type; ikd1KF+I
} ; P.y06^
X}A
等等。。。 8P?p
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ;!hwcO kX
[%c5MQ?H
template < typename Func > ^j!2I&h1
struct func_return ;;|o+4Ob;
{ sRI0;
template < typename T > eKUP,y;[I
struct result_1 x%'5rnm|
{ n\i~H
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; `nCVO;B
} ; r!<)CT}D
F~$ay@g
template < typename T1, typename T2 > 6}cN7wnm
j
struct result_2 ["_+~*
{ cx~XG
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ^)E#
c
} ; } *jmW P
} ; ~H c5M5m
O?`_RN4l
:w<Ga8\tZ
最后一个单参数binder就很容易写出来了 fm0]nT
]7{
e~U
template < typename Func, typename aPicker > $DlO<
class binder_1 /,,IM/(6^
{ Q*N{3G!
Func fn; _+9o'<#u(
aPicker pk; 'Rb
tcFb
public : K|Xr~\=
r+!29
template < typename T > x
}@P
struct result_1 ZY|$[>X!
{ 050V-S>s
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; \4KV9wm
} ; TT oW>RP#
KPAvN M
template < typename T1, typename T2 > {kghZur
struct result_2 f~R+Q/Gtz`
{ twox.@"U
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; s o7.$]aV
} ; q?qH7={,eu
*\Lr]6k
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} _fccZf(yC.
Ig<# {V
template < typename T > z%1& t4$
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const q8!]x-5$6j
{ k;Fxr%
return fn(pk(t)); @*E=O |
} ~RH)iI
template < typename T1, typename T2 > I+,CiJ|4
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const pL . 0_
{ B3<sSe8L0
return fn(pk(t1, t2)); Vg(M ^2L
} qLPuKIF
} ; DYoGtks(
g;Zy3
tAPf#7{|
一目了然不是么? dvM%" k
最后实现bind w"37sv
Fe# 1
>f|||H}Snw
template < typename Func, typename aPicker > |T<_ 5Ik
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) )Oq|amvC
{ 2Sle#nw3
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); /,BD#|
} h8x MI
6,^>mNm
2个以上参数的bind可以同理实现。 R6 y#S&]x
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 C>ICu*PW
%@<8<6&q
十一. phoenix @#l `iK
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 2% MC Yn
[xK3F+
for_each(v.begin(), v.end(), ,bZL C
( *2ZjE!A
do_ B*eC3ok3z
[ kS %Ydy#:'
cout << _1 << " , " Ka'=o?'B5
] ^gN6/>]qrY
.while_( -- _1), HNb/-e ,"
cout << var( " \n " ) ISzqEi
) kPKB|kP\
); ]N/=Dd+|
YP
6`L
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: f0!))/rSD
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor j*d
yp
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 S Q@y;|(
那么我们就照着这个思路来实现吧: _ "E$v&_
ag;Q F
a,Sw4yJ!Q
template < typename Cond, typename Actor > 9X[kEl
class do_while vjLJinJ/
{ XFg9P}"
Cond cd; oL-]3TY~
Actor act; "7U4'Y:E
public : w?3p';C
template < typename T > Y2|#V#
struct result_1 j 7fL7:,T
{ IO wj>t
typedef int result_type; +00b)TF
} ; Fiv3 {.
3^IpE];+:u
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} _> f`!PlB|
Moy <@+
template < typename T > vGvf<ra;H
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const #r$cyV!k
{ j_/>A=OD
do ()2I#
{ q6@Lp^f
act(t); ?:pP8/y
} d+<G1w&