一. 什么是Lambda
d,<ni" 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
0[;2dc 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,
%!aU{E|@_ oA1_W).wJ TP }a9-9? ys_2?uv class filler
Nw;qJ58@ {
0|3I^b public :
8tY>%A~^z void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
7& M-^Ev } ;
{#,<)wFV\ }^"6 :;, |s8N 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:
M`MxdwR c-Lz luWi d2\!tJm Ni$'#
W?t for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
Epzg|L1) fFQ|dE;cF TlG>)Z@/ 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
b#j:)PA0C 2HbnE& eUPa5{P &L o TO+ 二. 战前分析
o%d
TcoCN 首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。
@s5=6z]=H 开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码
eP{srP3 9 J-W9B amx ou,[0B3n0 for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
oXPA<ef o /* --------------------------------------------- */
l|5 h vector < int *> vp( 10 );
m</m9h8 transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
e`*}?N4d /* --------------------------------------------- */
]#/nn),Z sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
t,/ G /* --------------------------------------------- */
)"?4d[ 5 int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
SV7;B?e%Y /* --------------------------------------------- */
uF ?[H -y for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
K)Y& I /* --------------------------------------------- */
LoF/45|-< for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
^r}c&@ ~.a"jYb7A} ggso9ZlLu+ WBe0^=x 看了之后,我们可以思考一些问题:
FO{=^I5YA 1._1, _2是什么?
1 ZdB6U0 显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
%6K7uvTq 2._1 = 1是在做什么?
t)SZ2G1r 既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。
i~B?p[ Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。
2y[Q =8FvkNr W4$o\yA] 三. 动工
(d9~z 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
'
jciX]g MK<
y$B{} ('J/Ww< o3WOp80hz template < typename T >
ChBf:`e class assignment
,H7X_KbFD4 {
Ee>VA_ss T value;
dQ:,pe7A public :
z]7 WC assignment( const T & v) : value(v) {}
r>mBe;[TX template < typename T2 >
u6iW1,# T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
#^FM~5KK } ;
1{uxpYAP=
n ]%2Kx ?Y=aO(}=h 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
1]xk:u4LA 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
3:nhZN/95T 0KA*6]h t SmXJQ@jN %h.zkocM class holder
U~G7~L &m {
"8za'@D"f public :
D%>Bj>xQD template < typename T >
i4D(8; assignment < T > operator = ( const T & t) const
bpu`'Vx {
Iu'9yb return assignment < T > (t);
<,vIN,Kl8/ }
PgtLyzc } ;
Ku5||u.F4* X'A`"}=_ Bwg(f_[1 由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上:
uHbg&eW ixTjXl2g static holder _1;
jCd]ENl+_ Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
e02Hf{eOfw Ae5A@4 for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
4KPnV+h"b 而不用手动写一个函数对象。
O>`k@X@9/ (3e.q'
4:MvC^X~z 3Tr,waV 四. 问题分析
dJuy Jl$* 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。
*tjaac;z<J 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。
@f[- 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
'1u?-2 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
i?L=8+9f 下面我们可以对这几个问题进行分析。
QE 4 /*C!]Z>. 五. 问题1:一致性
UiU/p 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?|
y_PA9#v7 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
#N{] A%w9Da?B struct holder
fECV\Z {
_z p<en[ //
=7!s8D,[ template < typename T >
rfV'EjiM} T & operator ()( const T & r) const
(Y py} {
jUT`V
ZK4& return (T & )r;
py6<QoGV
}
a)|y0w)vV } ;
L:
$
`8 a\sK{`|X* 这样的话assignment也必须相应改动:
lpi"@3 #H$lBCWI template < typename Left, typename Right >
e;i 6C%DB class assignment
XtCIUC{r, {
.AN1Yt Left l;
bH+NRNI] Right r;
^y,h0?Z9 public :
aEf3hB* ~ assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
fW= N template < typename T2 >
p22AH%
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
Q#MB=:0{ } ;
4!sK>l!
$ (}rTm 同时,holder的operator=也需要改动:
w_"d&eYdg0 `2>p#` template < typename T >
f
)Lcs assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
o
Mz{j: {
Ry95a%&/s return assignment < holder, T > ( * this , t);
NuOA'e+i }
3a:Hx|
Yg 8Z!%rS 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。
,ye}p1M 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
8T+9
fh]I >H+tZV return l(rhs) = r;
(wj:Gc 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。
?}`-?JB1 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
c0wLc,)G !'_7MM template < typename Tp >
!B`z|# class constant_t
F{mUxo#T {
;R=n<=Axa const Tp t;
re*Zs}(N\ public :
@ ]u@e4T constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
EIw]
9;'_ template < typename T >
Tm^kZuT{ const Tp & operator ()( const T & r) const
~q`f@I {
G=y~)B} return t;
G#[A'tbKk }
*iB&tWv } ;
eb7UA=[Z 3cHYe 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
hh4R 下面就可以修改holder的operator=了
a!R*O3 L9jT:2F template < typename T >
&~2m@X(o assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
=`x }9|[ {
/mwUDf 6x return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
J4+WF#xI2 }
;_\yg)X, JuZkE9C,${ 同时也要修改assignment的operator()
Mbc&))A qu^g~"s template < typename T2 >
=]%,&Se T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
0n:cmML)D 现在代码看起来就很一致了。
`M~R4lr :G>w MMv&z 六. 问题2:链式操作
I^EZ s6~ 现在让我们来看看如何处理链式操作。
=r+K2]z,L 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。
x8aOXN#w} 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。
LZ wCe$1 比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。
yF\yxdUX# 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
mr7Oi `dE -]wEk%j template < typename T >
8XJi }YPQ struct result_1
1j<uFhi> {
J2}poNmm typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
\k5"&]I3 } ;
U!uPf:p2 Ma! 那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为:
(F^R9G| dC,C[7\ template < typename T >
5r)8MklZ struct ref
\v&zsv\B@ {
U[MeK)* typedef T & reference;
xO_>%F^? } ;
HW]?%9a template < typename T >
rf H1Zl struct ref < T &>
(zFqb,P {
Mf14> `<` typedef T & reference;
wU|@fm" } ;
#czTX%+9(e A|LO!P,w 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
R*vQvO%)h %|e)s_%XE template < typename T >
-E1-(TS typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
.K84"Gdx {
lrZ]c:%k return l(t) = r(t);
G_?U?:!AC }
hZfj$|< 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。
g"748LY>=p 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
`(HvD] l .v(GVkE} 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
1J0gjO)AZ _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
0U~$u _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
0)SRLHTY% +5 调用divide的对象返回一个add对象。
"a].v 8l! 最后的布局是:
ATqblU>D Add
$ (;:4 / \
7SS#V Divide 5
Eu' ;f_s / \
QL8C!&= _1 3
FBwG3x 似乎一切都解决了?不。
{[#)Q.2 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。
^+Nd\tp 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。
p/
xlR[ 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:
/i8OyRpSyk CIMI? template < typename Right >
~588M
8~ assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
P!Fykg Right & rt) const
VxDIA_@y {
kr+p&|. return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
Uk] jy>7;! }
V<#KFm$>C 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
Hmr f\(x 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。
rwJU;wy 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。
UstUPO 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。
+Kb 7N, " 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-:y 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?
- (WH+ 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:
UB5H8&Rf! Q k}RcP template < class Action >
27fLW&b2 class picker : public Action
=V|jd'iwx {
<&Xl b0 public :
B>c$AS\5y picker( const Action & act) : Action(act) {}
m6[}KkW // all the operator overloaded
rlR!Tc> } ;
Fc@R,9 5c3-?u! Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。
YA,~qT| 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
lND2Kb OC*28) template < typename Right >
z |llf7: picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
4
9N.P;b {
nrMW5>&-` return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
zEU[u7% }
Ez~5ax7x [-*&ZYp Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
d^A]]Xg 使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。
T='uqKW\ 4*qBu}( template < typename T > struct picker_maker
2j8GJU/L {
iH4LZ typedef picker < constant_t < T > > result;
iV/I909*'' } ;
BJwuN template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
F8Ety^9>9 {
"6\5eFN; typedef picker < T > result;
z.8 nYL5^} } ;
=_#b
.8K zQulPU 下面总的结构就有了:
\"(?k>]E functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。
qZ^
PC- picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。
)9"^ D picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
YA$YT8iMe 至此链式操作完美实现。
|\Jnr3) +Mq\3 P4Pc;8T@! 七. 问题3
N\*oL*[j 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。
,e43m=KhK #4mRMsW5" template < typename T1, typename T2 >
*@' 'OyL ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
r\Y,*e {
|gI>Sp%Fu return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
7*uN[g#p }
)nO ^Ay `B@eeXa;u 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:
]0* aE iSO xQ template < typename T1, typename T2 >
D/Ki^E struct result_2
B`e/ / {
Ck
)W= typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
bUS:c
2" } ;
Y:;_R=M 9SsVJ<9,R 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?
ISC>]` 这个差事就留给了holder自己。
`[5xncZ- {.$7g8]I mv99SOe[Fz template < int Order >
g@^ y$wt class holder;
X1(ds*'Kv template <>
K +vD&Z^ class holder < 1 >
(G>su {
HNS^:XR public :
[<f2h-V$ template < typename T >
*fc8M(]&d struct result_1
yZ6WbI8n {
"}Om0rB}1 typedef T & result;
,;}
} ;
[T r7SU#x template < typename T1, typename T2 >
Dst;sLr[, struct result_2
6"G(Iq'2t3 {
"L]v:lg3 typedef T1 & result;
]Ik~TW& } ;
}&=l)\e template < typename T >
OU%"dmSDk typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
g/.FJ-I* {
VYb,Hmm>kC return (T & )r;
Ld*Ds!*'/ }
#a=]h}&1? template < typename T1, typename T2 >
*,G<X^ typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
2x<BU3 {
fQib?g/G return (T1 & )r1;
M
_<
|n }
0bh
6ay4 } ;
r5s{t4 ;Ch LmJjO:W}^y template <>
4ct-K)Ris class holder < 2 >
dY}5Kmt {
HE+' fQ!R public :
U>*@VOgB template < typename T >
I*TTD]e'X struct result_1
L-E &m* % {
8i]
S[$Fc typedef T & result;
(Z>?\iNJ } ;
mh"PA p template < typename T1, typename T2 >
LAc60^t1 struct result_2
1oO(;--u_ {
xMk>r1Ud typedef T2 & result;
c\ZI
5&4jT } ;
3\Xk)a_ template < typename T >
^Ak?2,xB#+ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
@Dsw.@/ {
`/T.u&QF return (T & )r;
1;~sNSTo }
<!m.+ template < typename T1, typename T2 >
<7`k[~)VB typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
O<p=&=TD7 {
bJMsB|r return (T2 & )r2;
Rp2h[_> }
GjwH C{ } ;
$MDmY4\ GCYXDovh |e#W;q$v 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> >。
eMdP4<u 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
t"Du 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
RDSC @3% l7T?Yx j return l(i, j) = r(i, j);
SVVE b6& 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
?wkT=mv G!VEV3zT return ( int & )i;
1@I#Fv return ( int & )j;
#Db^* 最后执行i = j;
VM5'd 可见,参数被正确的选择了。
ugN%8N 02EX_tt), 6k@F?qHS ]/h$6mrL '['%b 八. 中期总结
uM'n4 oH 目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事:
*Jcd_D\-(1 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
?;Sg,.J 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
XS2/U<sd 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
x$jLB&+ICz pWE(?d_M{G uG'S&8i_ h(@.bt# =),ZZD#J `&x>2FJ 九. 简化
L:_{bE|TY 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。
yq x!{8=V 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
en|~`]HF 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:
@>VX]Qe^X 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
5I[:.o0 +-*/&|^等
}#.OJub 2. 返回引用。
M3UC9t9] =,各种复合赋值等
XC<'m{^(m 3. 返回固定类型。
N68]r3/K 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
[}Xw/@Uc; 4. 原样返回。
MA9E??p3\ operator,
< (9
BO & 5. 返回解引用的类型。
JO]?u(m01 operator*(单目)
19R~&E's 6. 返回地址。
%Qj$@.*:
operator&(单目)
aW_Y 7. 下表访问返回类型。
V&j]*) operator[]
VXk[p 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
lrkgsv6 operator<<和operator>>
LsGO~EiJ 3`D*AFQc OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。
_~1O #*|4 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
eCJtNPd <}&J|() template < typename Left >
!b0A%1W; struct value_return
yo_zc< {
J s33S) template < typename T >
A+Un(tU2( struct result_1
BJHWx,v {
,^1 #Uz8 typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
N49{J~ } ;
&N7q9t Zd)LVc[ template < typename T1, typename T2 >
,*V% struct result_2
4j+M<g {
7^.g\Kt? typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
j?tE# } ;
+#>nOn(B } ;
6 Yva4Lv =j w?* zvnd@y{[ 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
/!5cf;kl*l m_ wvi 下面我们来剥离functor中的operator()
OP(om$xm 首先operator里面的代码全是下面的形式:
ae3 Gn}tf 0ZD)(ps| return l(t) op r(t)
=<(6yu_ return l(t1, t2) op r(t1, t2)
`v(!IBP| return op l(t)
w=nS*Qy2 return op l(t1, t2)
]GHw~s? return l(t) op
H_8PK$c; return l(t1, t2) op
j/wQ2"@a return l(t)[r(t)]
k;Qm%B return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
b:O_PS5h \qW^AD(it< 很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式:
T|$tQgY^ 单目: return f(l(t), r(t));
UaXIrBc return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
;\13x][ 双目: return f(l(t));
T{3-H(-gA return f(l(t1, t2));
NP\/9
8|1 下面就是f的实现,以operator/为例
4%yeEc;z R Ee~\n+P^ struct meta_divide
/55 3v;l< {
{P?p*2J' template < typename T1, typename T2 >
Hjs#p{t[ static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
btC<>(kl& {
Y2uy@j*N return t1 / t2;
/viBJ`-O }
hG<W*g } ;
^8ilUu E_D@7a 这个工作可以让宏来做:
{^:i}4ZRl ^5!"[RB\ #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
W^,p2 template < typename T1, typename T2 > \
rV%;d[LB static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
ki`ur%h 以后可以直接用
!8
l&% DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
r;waT@&C 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
{A MAQ (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。。。)
A$zC$9{0I ?5 6;<%0 s<C66z 下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体
D_z&G) |n s9ziTDI template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
Ln h'y`q class unary_op : public Rettype
SrWmV@"y {
HZ{DlH;& Left l;
1TN+pmc}@ public :
?ZKIs9E[m unary_op( const Left & l) : l(l) {}
]K5j(1EN 68qCY template < typename T >
,0,&
L typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
?[5_/0L,= {
1OK~*=/4 return FuncType::execute(l(t));
XS0NjZW }
M}" KAa )Y1+F,C template < typename T1, typename T2 >
,I f9w$(z typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
R|O^7o {
%yVP@M return FuncType::execute(l(t1, t2));
gHvkr?Cg }
wD pL9 q } ;
i~DLo3 Io7=Mc4 &:C(,`~ 同样还可以申明一个binary_op
6se[>'5 G>2: WQ/ template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
'Hq#9?<2M class binary_op : public Rettype
hZO=$Mm4p {
]A_A4=[w Left l;
2Nx#:Rz Right r;
V\%s)kq public :
ARB^] binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
<5c^DA M1Th~W9l template < typename T >
te3\MSv;O typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
!V0)eC50 {
y[f6J3/ return FuncType::execute(l(t), r(t));
0ARj3 }
A LR`z~1 9aKCO4 template < typename T1, typename T2 >
_ba.oIc typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
4':U rJ+ {
EhIa31>X return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
2s`~<EF N }
n#5 pd;!n } ;
"4QD\k5 `uqsYY`V HO8x:2m 很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
aD?ySc} 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
5[$Tpn#K7 DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
XV<{tqa 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。
c~Z\|Y`#B 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
|0N1]Hf 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。。。
-~=:tn)0 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
vo'{phtF)M 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)
")GrQv a 下面是修改过的unary_op
4d
@
(> upF^k%<y: template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
LsV?b*^(p class unary_op
R%%h=] {
l$!g#?w Left l;
oIY@xuj ca!x{,Cvnj public :
x4S0C[k l`<u\], unary_op( const Left & l) : l(l) {}
0o&c8?@j - z"D_5 template < typename T >
n@| &jh struct result_1
D5fhOq+g {
i<uk} typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
P*8DM3': } ;
)@.6u9 \ UYOR@x # template < typename T1, typename T2 >
~f!iz~ struct result_2
R`emI7| {
DWar3+u&0 typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
0%hOB: } ;
\}})U# vZ2/>}!Z= template < typename T1, typename T2 >
4>8'.8S typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
tv7A&Z)Rh {
hQDZ%> return OpClass::execute(lt(t1, t2));
hXsH9R
}
VZ$FTM^b8 w^aI1M50 template < typename T >
UkXf) typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
#Q_
d {
x4bj?=+ return OpClass::execute(lt(t));
7<3eB)S }
UZRCJ C{Er% } ;
O'<cEv'B* 1W2hd!J7C {nlqQ.jO 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
x*z$4)RP
好啦,现在才真正完美了。
92K#xM/ 现在在picker里面就可以这么添加了:
Sg}]5Mn` aJ}Cqk template < typename Right >
FrBJv< picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
/\1MG>#K {
V9i[dF return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
`}9j vR5 }
h\qM5Qx+Q 有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。
SPK%
' s "~zQN(sR"P bMpCQ J+6bp0RIh /6@Wm?`DB 十. bind
H-aSLc 既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。
^(8(z@y 先来分析一下一段例子
/iekww^54 L[FNr& ir*T,O
2J int foo( int x, int y) { return x - y;}
H+ Y+8 bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
VY=c_Gl bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
g<r'f"^ 可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。
!F&Ss|(} 我们来写个简单的。
Ohmi(s
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
nXuoRZ 对于函数对象类的版本:
;/phZ$l H6PS7g" template < typename Func >
.U:D uyT struct functor_trait
[J.-gN$X@ {
zS##YR typedef typename Func::result_type result_type;
+WP } ;
m!-,K8 对于无参数函数的版本:
H7"m/Bia 4 06.6jmv template < typename Ret >
_U`_;=( struct functor_trait < Ret ( * )() >
1"Z61gXrz {
gM<*(=x' typedef Ret result_type;
aZMMcd } ;
J~[A8o 对于单参数函数的版本:
dkRG4
)~g _,JdL'[d template < typename Ret, typename V1 >
` E2@GX+, struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
i;
3^vhbQ {
ua]>0\D typedef Ret result_type;
!wtt KUO? } ;
;w_f ^R # 对于双参数函数的版本:
mnM!^[|z C4jqT template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
aI6fPQe struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
['SZe0 {
okO^/" typedef Ret result_type;
$m;rOKVU } ;
M)oy3y^& 等等。。。
!?7c2QRN 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
_bO4s#yI IW.~I,!x template < typename Func >
=A,6KY=E struct func_return
}I\hOL {
\*V`w@ template < typename T >
5)MVkJ=R struct result_1
*y;(c)_w/% {
3d2|vQx,K typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
IwHYuOED] } ;
Gn*vVZ@`x ^=nJ,-(h_ template < typename T1, typename T2 >
rU/V~;#% struct result_2
kR0d]"dr {
l 6;}nG typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
iJza zQ } ;
Z~VSWrw3 } ;
gt1W_C\ d +Vx:`tT :{d?B$ 最后一个单参数binder就很容易写出来了
nSL
x1Q 4$=Dq$4z template < typename Func, typename aPicker >
wh\J)pA1 class binder_1
$~V,.RD {
8tM40/U$ Func fn;
DJv;ed%x aPicker pk;
`&"-| public :
:Qg3B '; 52$7vYMto template < typename T >
"]dNN{Wka struct result_1
<xm>_~,w {
tnbtfG;z# typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
z#8d\X/ } ;
;Q;u^T` Z2]ySyt] template < typename T1, typename T2 >
`2X#;{a: struct result_2
lqO" {
{o?+T);Z typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
6}YWM]c% } ;
^&'&Y> )vFJx[a<n` binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
wj fk > jrMY]Ea2` template < typename T >
qFo'"z`84 typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
H*DWDJxmV {
:RsO$@0G return fn(pk(t));
vpy_piG| }
gxX0$\8o7 template < typename T1, typename T2 >
p:9)}y typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
KB$s7S"= {
lD;="b return fn(pk(t1, t2));
S
aCa }
,7mRb-*p } ;
(Yzy;"iAu &^C<J g7*ii
X 一目了然不是么?
l^s\^b=W 最后实现bind
qHGXs@*M& y`?{2#1H Im;8Abf template < typename Func, typename aPicker >
9{?L3V!+r picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
}nDKSC/[V! {
JfmNI~% return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
-uDB#?q:W }
&j\<UPn =#@eDm% 2个以上参数的bind可以同理实现。
#Y3:~dmJ- 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。
,"PKGd]^ 47R4gs#W 十一. phoenix
OC|9~B1 Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
g0m6D:f Th&*
d; for_each(v.begin(), v.end(),
'/^bO# G: (
pSQ)DqW do_
y9?~^pTx [
uaMf3HeYV cout << _1 << " , "
B5>1T[T'- ]
>^#OtFHuT) .while_( -- _1),
TO.71x| cout << var( " \n " )
H+:SL $+<o )
pu(a&0 );
03ol!|X"9 as1ZLfN. 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:
(nk)'ur. 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
D-7PO3F:F operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
*x EcX6ZHX 那么我们就照着这个思路来实现吧:
$]4>;gTL' }QszOi\fV1 Yx21~:9} template < typename Cond, typename Actor >
:"+/M{qz class do_while
%RE-_~GF {
wD}ojA&DU Cond cd;
D ];%Ey Actor act;
,6,sz]3- public :
3/P#2&jt template < typename T >
|wASeZMO2 struct result_1
MB9tnGO-Q {
\atztC{-L> typedef int result_type;
=yv_i]9AN } ;
s? /#8 ` =H T:p:S do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
Ys@M1o ecK{+Z'G template < typename T >
bI)ItC_wf! typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
Wq_#46P- {
S^,1N4 do
I#0WN {
W+3ZuAP\n act(t);
,Vz
1l_7 }
MHN?ZHC) while (cd(t));
74VN3m return 0 ;
3[kY:5- }
KX e/i~AS } ;
jseyT#2 2Y~6~*8*~
y{hy 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
+{V"a<D$m 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。
q=bW!.#? 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。
l MCoc 'ae 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。
_qg)^M 6 下面就是产生这个functor的类:
*={`
% hLyD#XCFA 6Q<^,`/T template < typename Actor >
[AzQP!gi class do_while_actor
i{8T 8 {
r<]Db&k
Actor act;
M)Iu' public :
^h+,Kn0@ do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
YqsN#E3pf G[4TT# template < typename Cond >
S Rs~p picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
X {,OP/ } ;
PI>PEge!& ?CB*MWjd mzufl:-= 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
acuch 最后,是那个do_
#J.v[bOWQ mQmn &:R Txkmt$h class do_while_invoker
^,L vQW4 {
H"|xG;cf public :
82%~WQnS template < typename Actor >
v,Lv4) do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
P-9[,3Zd {
3$Ew55 return do_while_actor < Actor > (act);
"(y",!U@ }
-TKS`,# } do_;
70p1&Y7or 8X=cGYC# 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
<vx/pH)f 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
rrK&XP& 最后来说说怎么处理break和continue
f, 9jK9/$ 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。
(~F{c0\C 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 ]