一. 什么是Lambda (
yLu=
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 +*OAClt+]
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, auI`'O`/
s<*+=aIfu
e;v7!X
WOPIF~1v
class filler , S^y>
{ #-%D(=&I
public : M|nLD+d~8
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} OcB&6!1u
} ; ;$tdn?|
@de ZZ
j6s j 2D
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: Z71_D
{~&]
V 2Xv)
Zl[EpXlZ
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); "tT4Cb3
PU%Zay
S))B^).0-
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 *vQ 6LF;y
1GA.c:
!- [ZQ
z<Z0/a2'1
二. 战前分析 J"#6m&R_q
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 uj;iE
9
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 rHk(@T.]
~LI }
A}! A*z<9
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); H-t$A, [
/* --------------------------------------------- */ /#5rt&q
vector < int *> vp( 10 ); 75>%!mhM
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
/1TK+E$
/* --------------------------------------------- */ vEjf|-Mb9
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); )4o8SF7lz
/* --------------------------------------------- */ shGUG;
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); _I)TO_L;
/* --------------------------------------------- */ b73}|4v
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); q'fOlq
/* --------------------------------------------- */ RJ'za1@z;b
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); "r`2V-E
c}v8j2{
NI/'SMj%
@Y,t]
看了之后,我们可以思考一些问题: =Crl{Ax
1._1, _2是什么? %#fjtbeB
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。 ka=A:biz
2._1 = 1是在做什么? 1/bTwzR.g
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。 ZYY`f/qi
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。 qAp<OJ
};rEN`L
gWro])3
三. 动工 m,+E5^
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: K}q5,P(
3hkEjR
r}Vr_
Ww~C[8q
template < typename T > +dCR$<e9r
class assignment uJ|,-"~F
{ j*?E~M.'1K
T value; ?gu!P:lZS
public : Na]ITCVR
assignment( const T & v) : value(v) {} Tb^1#O
template < typename T2 > ?AO=)XV2
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } zgS)j9q}
} ; ys)
X'.lh#&
qi^kf
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 3f>9tUWhTy
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment -5os0G80
Ur[ai6LNG
(^T}6t3+4
ZCK#=:ln
class holder ^-Ks_4
{ ;
p+C0!B2
public : \k$cg~
template < typename T > )4ok@^.
assignment < T > operator = ( const T & t) const {
zL4dJw
{ F:Vl\YZ
return assignment < T > (t); I(>_as\1
} ]c\`EHN
} ; Hl}m*9<9us
g\+!+!"~
7h.[eMLPB
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: <}mA>c'k
U_9|ED:
static holder _1; <%4pvn8d?&
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 sj+ )
TJcHqzcUc
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); SA"4|#3>7
而不用手动写一个函数对象。 PTpfa*t
"T8b.ng
ko{&~
yqJ>Z%)hf
四. 问题分析 .K_50%s
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。 Y3V2}
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。 dF|n)+C~R
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 #BEXj<m+J
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Vs>e"czfm/
下面我们可以对这几个问题进行分析。 EE9eG31|r
yp
hd'Pu"
五. 问题1:一致性 q@mZ0D-
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?| @Us#c 7/
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 uw>y*OLU+
mmC MsBfL
struct holder _0&U'/cs
{ #pD=TMefC
// uYE"OUNWL
template < typename T > hZ>1n&[@
T & operator ()( const T & r) const ju.`c->k"
{ x {Rj2~KC
return (T & )r; ? _[q{i{
} [8b{Ybaz
} ; s2tNQtq0W
25vq#sS]
这样的话assignment也必须相应改动: m9 'bDyyK
^MWp{E
template < typename Left, typename Right > *P12d
class assignment Ch=jt*0
{ +nYF9z2
Left l; 3cH^
,F
Right r; 5uM`4xkj
public : `'rvDaP
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} gE23C*!'&:
template < typename T2 > H'@@%nO(
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
khP Ub,
} ; Qoz4(~I
uY&t9L8
同时,holder的operator=也需要改动: 'Urx83
e9F+R@8
template < typename T > ypvz&SzIh
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
/p|L.&`U
{ BI>r'
return assignment < holder, T > ( * this , t); L>`inrpz=w
} q) e*eN
) Cm95,Y
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。 {ZUgyGE{
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 7%|HtBXv^
X-yS9E
return l(rhs) = r; fHF*#
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。 u~'j?K.^
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: OV^?cA
tHJahK:"k
template < typename Tp > ;3=RM\
class constant_t A2nL=9~
{ O2~Q(q'
const Tp t; T#YJ5Xw
public : F@xKL;'N74
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} dsZ-|C
template < typename T > KctbNMU]k
const Tp & operator ()( const T & r) const 2 o5u02x
{ `$] ZT>&
return t; \uOR1z
} _BND{MsX
} ; jq[Q>"f
.|LY /q\A
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 9'O@8KB_
下面就可以修改holder的operator=了 *kNXju
y#J8Yv8
template < typename T > kI~;'M
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const kznm$2 b
{ mN"g~o*
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); Y-y}gc_L
} _lw:lZM?
wEix 8Ow*
同时也要修改assignment的operator() JIMi~mEiN
k|rbh.Q
template < typename T2 > )tx!BJiZ[
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } p v*f]Yzx
现在代码看起来就很一致了。 9,wU[=. 0
ov Wm}!r
六. 问题2:链式操作 FQB6`
M
现在让我们来看看如何处理链式操作。 t|59/R
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 97^)B4
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 `G>BvS5h
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 !h+VbZ
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct #PMi6q~Z
Gr|102
template < typename T > K1*V \WRW5
struct result_1 _lZWy$rm%
{ ghaO#kI
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 6M6r&,yRu
} ; \x~},!l
T:VFyby\w
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: _sqV@ J
$_u)~O4$
template < typename T > bSk)GZyH\d
struct ref $G#)D^-5G
{ M~*o =t
typedef T & reference; Y#oY'S .;y
} ; L@~0`z:>iP
template < typename T > #D Oui]
struct ref < T &> M~djX} #\
{ ,z|g b]\
typedef T & reference; ,Y27uey{wa
} ; &BRi& &f
=R||c
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: }b]z+4Ua(
~=c[?:
template < typename T > N'M+Z=!
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const '8"$:y
{ hWiBLip,z
return l(t) = r(t); \aGTi
pB
} x|A{|oFC
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。 6iJ\7
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 'n7Ld6%1
7HEUmKb"
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 Kw&t\},8@
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: lm(k[]@
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 \']_ y\
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 >?^_JEC6
最后的布局是: ),U>AiF]
Add $w
,^q+
/ \ E3 aj
Divide 5 m 3"|$0C~
/ \ ??? ;H
_1 3 +IbQVU~/
似乎一切都解决了?不。 M>|R&v
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。 eW;0{P
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。 p7]V1w :
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: sEEyN3 N
z-;{pPZ
template < typename Right > 5VK.Zs\
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const r(
8!SVX
Right & rt) const 1zJ)x?
{ "']|o ~B
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 8G|kKpX
} = ^_4u%}
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 </)HcRj'e
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。 M%1wT9
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。 (b;*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。 "1>48Z-UC
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。 hd_<J]C
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? FKk.BA957h
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: nY 50dFA,
"/$2oYNy+
template < class Action > #'oGtFCd`
class picker : public Action H 5'Ke+4.e
{ "DU1k6XC
public : okQ<_1e{
picker( const Action & act) : Action(act) {} 5!iBKOl#D
// all the operator overloaded a X:,1^
} ; /nVGr]t_pj
|lVoL.Z,0
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 rnS&^
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: VL| q`n
-DE?L,9X9
template < typename Right > ;n;bap
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const hScC<=W
{ .{
r
%C4q9
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); @_C?M5v
} p2uZ*sY(D
oTLpq:9J
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > y-#01Z
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 5BB:.
1_6oM/?'
template < typename T > struct picker_maker [mA\,ny9
{ y#)ad\
typedef picker < constant_t < T > > result; ?S~j2 J]
} ; .%T.sQ
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > p1B~F
{ 2 s<uT
typedef picker < T > result; Zsx\GeE%:
} ; {~+o+LV
C`r{B.t`GT
下面总的结构就有了: K%RjWX=H
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 pkT26)aW
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 \9T/%[r#
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ~Rk~Zn
至此链式操作完美实现。 yZw5?{g@
VDy\2-b8d
'fr~1pmx#3
七. 问题3 t p<wMrq<
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。
mPS27z(
\O(~:KN
template < typename T1, typename T2 > .<kbYo:MV
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const PQA}_o
{ k*uLjU
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 6Dz N.fz
} )HJ#|JpxC
u5E\wRn
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: &_W~d0
n|AV7c
template < typename T1, typename T2 > `T(T]^C98
struct result_2 ,)%$Zxng
{ vG'I|OWg
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; +X|^
~)tMJ
} ; "DsL$D2e
8q_"aa,`
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? /7jb&f
这个差事就留给了holder自己。 m%)Cw)t
7
wC`+^>WFo
%+0V0.
template < int Order > nX|]JW
class holder; 9A!B|s
template <> =dDr:Y<@*
class holder < 1 > r0(* ]K:.
{ ]o3K
public : \zx$]|AQ
template < typename T > |cIv&\ x
struct result_1 ?:+sjHzXT
{ QP:|D_k
typedef T & result; "1|\V.>>;
} ; O"V;otlC
template < typename T1, typename T2 > Zj5B}[,l\
struct result_2 G e+T[
{ ibn(eu<uW
typedef T1 & result; ^SC2k LI
} ; q!4eVg*
template < typename T > ;<N%D=;}@
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const `|WEzW~
{ p` /c&}
return (T & )r; L. DD
} +\)a p
template < typename T1, typename T2 > cT(=pMt8>
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const KuJNKuHa.
{ :jr`}Z%;y
return (T1 & )r1; +Hkr\
} 5Vj O:>
} ; $~)YI/b
W@FSQ8b>$m
template <> 0AD8X+M{P
class holder < 2 > ,jq:%Y[KZ
{ gi #dSd1\&
public : I#PhzGC@
template < typename T > $L"h|>b\o
struct result_1 (C.<H6]=
{ #6*20w_u
typedef T & result; iOJ5KXrAO
} ; 7^W(e s
template < typename T1, typename T2 > OAo;vC:^
struct result_2 ;DXg
{ e6gLYhf&
typedef T2 & result; OWT|F0.1$k
} ; P"%f8C~r
template < typename T > za!8:(
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const zyP9
n[eZ
{ &>P<Zw-
return (T & )r; \-8S"
} _o7t| pl~
template < typename T1, typename T2 > zEk/15
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ,{X}C
{ qT~a`ou:
return (T2 & )r2; \wF-[']N
} W5,&*mo
} ; t W}"PKv
MFQyB+Z
IxaF*4JG
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> >。 u~7fK
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: E<sd\~~A:
首先 assignment::operator(int, int)被调用: JA~q}C7A7o
Y49&EQ
return l(i, j) = r(i, j); N;gY5;0m
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) $i@I|y/
Y.kgJ #2
return ( int & )i; M;9s
return ( int & )j; *Gul|Lp$<I
最后执行i = j; ]-;MY@
可见,参数被正确的选择了。 V{UY_
e8W
x;{Hd;<YF
K5!OvqzG
dngG=
M $f6.j
八. 中期总结 !<>*|a
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: eZ BC@y
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 \,ne7G21j
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 0*E_D
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor Q^bYx (r5w
J`[gE`d
83J63Xa
SHT`
![9$ru
-&l%CR,U
九. 简化 {gh<SZsE
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。 +kN,OK~
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Zc'^iDAY
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: ,b4oV
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 uS5G(} [
+-*/&|^等 25 cJA4
2. 返回引用。 (hEg&@
=,各种复合赋值等 _y&XFdp
3. 返回固定类型。 \q\"=
各种逻辑/比较操作符(返回bool) f,x;t-o+R
4. 原样返回。 z*B?Hw),
operator, Xdf4%/Op
5. 返回解引用的类型。 hn~btu9h
operator*(单目) N\|BaZ%>|
6. 返回地址。 V!l?FOSZ
operator&(单目) jZD)c_'U
7. 下表访问返回类型。 /DjsnU~3
operator[] $[Q;{Q
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 v*OV\h.
operator<<和operator>> %o5'M^U
iI>7I<_
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。 =3ovaP
例如针对第一条,我们实现一个policy类: e_"m\e#N
$01csj
template < typename Left > &u~Pp=kv
struct value_return y)"rh /;
{ #0PZa$kM(o
template < typename T > n
=WH=:&
struct result_1 2Z5_@Y
{ )|_L?q#w!'
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; a?yU;IKJ
} ; r.lHlHl
Wm}gnNwA
template < typename T1, typename T2 > \E[6wB>uN%
struct result_2 pKno~jja
{ r@/@b{=
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; Q :.i[
} ; _a f $0!
} ; cUr!U\X[
na|sKE;{
?4oP=.
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait c/igw+L()
7377g'jL
下面我们来剥离functor中的operator() BeN]D
首先operator里面的代码全是下面的形式: DJ*mWi.
"iR:KW@
return l(t) op r(t) &_u.q/~
return l(t1, t2) op r(t1, t2) a#k7 aOT0
return op l(t) c&I
return op l(t1, t2) e`:^7$
return l(t) op ,@/O\fit)
return l(t1, t2) op YWs?2I
return l(t)[r(t)] :Nv7Wt!
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] `a!9_%|8
Rj4C-X4=
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: vQ]d?Tp
单目: return f(l(t), r(t)); _9JFlBx
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); hO&_VCk
双目: return f(l(t)); TEh.?
return f(l(t1, t2)); #4lIna%VX
下面就是f的实现,以operator/为例 {z\K!=X/
uT'l.*W6i
struct meta_divide ];lZ:gT
{ e#,(a
template < typename T1, typename T2 > C<3<,~gI
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) #UhH
{ Q4hY\\Hi
return t1 / t2; R :(-"GW'
} 6M.|W;
} ; \=7jp|{Yl
Mm(#N/
这个工作可以让宏来做: %1:caa@_p
-- FzRO{D
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ #\`kg#&
template < typename T1, typename T2 > \ ZX64kk+
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
)UM^#<-
以后可以直接用 _Z!@#y@j
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 8#VD u(
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 2aX*|DGpw
(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。。。) f*B-aj#
dJ
m9''T')
~D>pu%F
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 KX]!yA
g&y^ r/
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > %T\hL\L?
class unary_op : public Rettype 8*@{}O##
{ huS*1xl
Left l; \ ZE[7Ae
public : pA8As
unary_op( const Left & l) : l(l) {} W>i"p~!
/.<v,CR
template < typename T > Y#XRn_2D
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ~mARgv
{ AB`.K{h
return FuncType::execute(l(t)); ~r!(V;k{
} CUYA:R<)
3V?x&qlP>
template < typename T1, typename T2 > aY#?QjL
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const [5& nH@og
{ #MlpOk*G
return FuncType::execute(l(t1, t2)); Y}v3J(l
} DrkTM<
} ; uBa<5YDF
N{S) b
8"9&x}
tl-
同样还可以申明一个binary_op uT4|43<
G
nAEyL+6U
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > M@{#yEP
class binary_op : public Rettype P|bow+4
{ -]HZ?@
Left l; *
l1*zaE
Right r; ;_)~h$1%=
public : >*8V]{f9
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} SXZ9+<\
m]!hP^^
template < typename T > )/%5f{+}
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const P+}~6}wJE
{ ft6)n T/"&
return FuncType::execute(l(t), r(t)); 8zD>t~N2C
} !43!JfD
l^9gFp~I
template < typename T1, typename T2 > z'_Fg0kR{
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const qrYbc~jI7
{ uW(-?
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ^ls@Gr7`P
} v62_VT2v
} ; Ze eV-
+h4W<YnW
c\1X NPGG
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 @%R4V[Lo.
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ERV]N:(
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) p@su:B2Rl
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 2CO/K_Q
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! KU/r"lMNlU
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 o5tCbsHj-
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 MhD'
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) fw jo?
下面是修改过的unary_op oNAnJ+_
igfQ,LWe!
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > |(z{)yWbC[
class unary_op b4e~Z
{ %- 540V{q
Left l; &sWr)>vs
p8~lGuH
public : !%,7*F(
jU j\<aW
unary_op( const Left & l) : l(l) {} P3&s<mh
ORs:S$Nt$
template < typename T > A_zCSRF,
struct result_1 BB/wL_=:
{ i D IY|
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; tF`L]1r>
} ; F,wB6Cw
'F/oR/4,
template < typename T1, typename T2 > h#hr'3bI1
struct result_2 B>^6tdz
{ n[iwi
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ^?`fN'!p
} ; K=[7<b,:3
\5r^D|Rp}
template < typename T1, typename T2 > 9:USxFM
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 't5ufAT
{ #cfiN b}GX
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ;\mX=S|a
} $v;WmYTJ
#c^]p/
template < typename T > x|rc[e%k
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const lmzHE8MUNu
{ Q"XDxa'7"
return OpClass::execute(lt(t)); gu(:'5cX
} Sv n7.Ivep
|q*yuK/
} ; L1SKOM$
c,~uurVi
bkV<ZUW|;
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 >zW2w2O3
好啦,现在才真正完美了。 j~-N2b6z
现在在picker里面就可以这么添加了: xSmG,}3mF
k4K.
mlIO
template < typename Right > rFg$7
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const cAW}a
{ Vke<; k-
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); *(OG+OkC
} dw"Es;^
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 @Z~YFnEJi
`q*[fd1u.
=OHX5:Z
5~[7|Y
_nMd
十. bind 9Y:I)^ek
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 3x+lf4"
先来分析一下一段例子 ZbYC3_7w
|2j,
}HoCfiE=X
int foo( int x, int y) { return x - y;} e'3V4iU]
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 ="voJgvw
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 Tz @=N] D
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 J?8Mo=UZz
我们来写个简单的。 BIWe Hx
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: v76Gwu$d
对于函数对象类的版本: W@T\i2r$z
{cXr!N^K
template < typename Func > &>JP.//spi
struct functor_trait oP`l)`
{ GTP'js
typedef typename Func::result_type result_type; 6'Q{xJe?
} ; <L-F3Buu
对于无参数函数的版本: x6UXd~
L
e
Z}+}X|
template < typename Ret > z\]Z/Bz:6
struct functor_trait < Ret ( * )() > NU=ru/
{ HOP*QX8C%
typedef Ret result_type; g<j)
} ; Z =+Z96
对于单参数函数的版本: xe!bfzU
JsJP%'^/R
template < typename Ret, typename V1 > MGR:IOTa
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Dkz/hg:q
{ YRu@;
`
typedef Ret result_type; kB
8^v7o
} ; 9J3fiA_
对于双参数函数的版本: ?\V#^q-
f{P1.?a
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > Jl{ 0q7b
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > nI*.(+h
{ <fUo@]Lv
typedef Ret result_type; S^rf^%
} ; `8!9Fp
等等。。。 h=#w< @
然后我们就可以仿照value_return写一个policy `B)@
_,J+b R+b
template < typename Func > w2DC5ei'
struct func_return b#_RZ
{ 2ioHhcYdJU
template < typename T > ~>CvZ7K
struct result_1 G}nJ3
{ 7:jLZ!mgi
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 7f>=-sv
} ; B>53+GyMV
ok:uTeJI
template < typename T1, typename T2 > S1QMS
struct result_2 uM2@&)u
{ ot}erC2~
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; mku@n;Hl_
} ; v;]rFc#Px[
} ; $mQ0w~:@
up5f]:!
A=<7*E
最后一个单参数binder就很容易写出来了 2HeX( rB
&hYgu3O
template < typename Func, typename aPicker > |:eTo<
class binder_1 <z<>E1ZLI
{ M"3"6U/ e
Func fn; =[(34#
aPicker pk; &QHJ%c
public : j,0`k
gb_Y]U
template < typename T > ,X@o@W+L
struct result_1 Uy?jVPL
{ j?K$w`
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; yK*vn]}
} ; _S r}3
Geq]wv8
template < typename T1, typename T2 > l2
.S^S
struct result_2 `2.c=,S{
{ 1VJ${\H]
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; p D<w@2K
} ; $.`o
Pq /5Dy
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} (0 T!-hsP
\L Q+
n+
template < typename T > $bTtD<