一. 什么是Lambda kq8.SvIb
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 C[6}
8J|
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, <Y:{>=
Nu/wjx$b
B/0Xqyu
=+DfIO
class filler #p*D.We
{ DS%~'S
public : n
9PYZxy
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 0*]n#+=
} ; x+EkL3{
Je5}Z.3m
ose(#n4 0
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: nm Y_ )s
nl5A{ s
#oW"3L{,
< KGq
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); E2K{9@i
X|y(B%:
vJ9I z
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 VddHK
d<K2
\:P{}
r2yJ{j&s
ti'B}bH>'
二. 战前分析 70Jx[3vr
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 jVi>9[rz
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 oq${}n <
3>M%?d
B\S}*IE
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); B>.x@(}V~
/* --------------------------------------------- */ & OYo
vector < int *> vp( 10 ); x<5ARK6\=
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); %|j`z?i|
/* --------------------------------------------- */ y^Uh<L0M
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); U}@xMt8@l
/* --------------------------------------------- */ *IX<&u#
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); v|\3FEu@
/* --------------------------------------------- */ aKjP{Z0k$
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); 5(>SFxz"t
/* --------------------------------------------- */ ,2YZB*6h{
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); ~=va<%{
U
;NU-\<Q{
`6$|d,m5
)Zf1%h~0r
看了之后,我们可以思考一些问题: 0vX4v)-^u
1._1, _2是什么? xt_:R~/[
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 {Y-~7@
2._1 = 1是在做什么? 0FSN IPx
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 "i#aII+T
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 % IHIXncv[
"!+gA&
{ETM >
三. 动工 Z_Wzm!:
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: `AYq,3V
}@eIO|
:*f 2Bn
@}=(4%
template < typename T > hw$!LTB2
class assignment d~1uK-L]*
{ b9-IrR4h
T value; nr2 Q[9~
public : _Jy7` 4B.
assignment( const T & v) : value(v) {} F~q(@.b
template < typename T2 > 1U%
/~
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } {{jV!8wK
} ; pO_IUkt
j$K*R."
AbxhNNK
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 z',Fa4@z
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment I`zd:o]
5r`rstV
K+pVRDRcs
yQuL[#p
class holder Xu8I8nAwl
{ 6<2H 7'
public : 9 w$m\nV
template < typename T > 3pg=9*{
assignment < T > operator = ( const T & t) const *,mI=1
{ AHRJ7l;a
return assignment < T > (t); ak7kb7 5o
} XeX"IhgS>E
} ; ')U~a
MB!9tju
zcKQD )]
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: rUpe ;c
baBBn%_V
static holder _1; W#S8 2
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 W%4=x>J-
RWc<CQcL"
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); #~!"`B?#*
而不用手动写一个函数对象。 xNzGp5H
N ai5!_'
?u|@,tQ[
4q E95THB
四. 问题分析 <q8@a0e@
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。 q pCI[[
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。 _]-4d_&3(
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 C,An\lsT
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 nq)F$@
下面我们可以对这几个问题进行分析。 z@yTkH_
[ n7>g
五. 问题1:一致性 7p{Pmq[
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 7
!$[XD
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 s{-gsSmE
n:,mo} ?X
struct holder e"ehH#i
{ =5q<_as
// d=/0A\O
template < typename T > J0?kEr
T & operator ()( const T & r) const |M7cB$y
{ qx t0Jr8
return (T & )r; X_]rtG
} BH">#&j[
} ; O2?C *
1@DC#2hPr
这样的话assignment也必须相应改动: 9@lWI
ZEAUoC1E1
template < typename Left, typename Right > JVYH b 60Z
class assignment ;f=m+QXU
{ <eoie6@3
Left l; |^6{3a
Right r; dE7S[O
public : ^U}k
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} t:2v`uk
template < typename T2 > u=
NLR\
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } Ax;=Zh<DAv
} ; 1z?}'&:
l4>^79* *
同时,holder的operator=也需要改动: {'5"i?>s0>
U[@y8yN6M
template < typename T > CIjc5^Y2
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const `ePC$Ovn
{ 0f^{Rp6
return assignment < holder, T > ( * this , t); jN\u}!\O
} Cf
2@x
-L1785pB85
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。 T3X'73M
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 +(W1x
C0
FJ:^pROpm
return l(rhs) = r; w&q[%(G_
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。 !sb r!Qt
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: UFG_ZoD+
uu9M}]mDl
template < typename Tp > Ao\xse{E
class constant_t "8xAe0-4
{ kAki9a(=!
const Tp t; X\AH^I6S
public : G0E5Y;YIN$
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Bq q=2lj
template < typename T > an"&'D}U
const Tp & operator ()( const T & r) const *MP.YI:h
{ :?>7Z6
return t; CD$#}Id
} 'X^auyL
} ; #Wk=y?sn
e-nA>v
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 @^P^-B
下面就可以修改holder的operator=了 CKYg!\g(:
+0'F@l
template < typename T > fw%`[(hK
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const CSO'``16
{ &{}Mds
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); (W
~K1]
} ZK5nN9`
S+ kq1R
同时也要修改assignment的operator() )cqD"> vs
F (*B1J2_g
template < typename T2 > l~c[} wv
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } CMa6':~
现在代码看起来就很一致了。 ~r1pO#r-
&Y{^yb
六. 问题2:链式操作 }LzBo\
现在让我们来看看如何处理链式操作。 JVZ-nHf(9
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 {.p.?
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 /jY
u-H+C
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 i"^> sk
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct a.Ho>(V/4
^*K=wE}AG
template < typename T > r|Ui1f5
struct result_1 (}: s[cs
{ P@{x@9kI
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; at: li
} ; )@PnpC%H
L, JQ\!c
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: =!q%
1 mP
|>.Q U3
template < typename T > Cp8=8N(Xb
struct ref Nwvlv{k'
{ RB 5SK#z
typedef T & reference; v pI9TG
} ;
Dw-d`8*
template < typename T > vgz`+Zj*S
struct ref < T &> "y1Iu
{ |=?#Xbxz
typedef T & reference; NAbVH{*\U
} ; dbI>\khI
.tngN<f
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ~zVxprEf_
mk-{@$Q Jb
template < typename T > .iXN~*+g
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const $l7^-SK`E
{ 64s;EC
return l(t) = r(t); AK:cDKBO
} .E4*>@M5
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。 E5k)~P`|
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 z _!ut
B`*,L\LZ*
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 | f#wbw
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 8nz({Mb9Z
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 Y
G+|r
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Q;M\fBQO}&
最后的布局是: ?,} u6tH
Add $3-vW{<
/ \ +>$]leqa
Divide 5 Q;h.}N8W
/ \ _Nx
/<isdL
_1 3 e#"h@kZP
似乎一切都解决了?不。 $|K
d<wv
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。 >Vuvbo
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。 x#rgFY,TY
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: dP5x]'"x
@/2Kfr
template < typename Right > 9t`;~)o
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const $TQhr#C]
Right & rt) const &!!*xv-z
{ 5> k:PKHL
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); @u~S!(7.Wi
} VF]AH}H8I
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 nm'l}/Ug
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。 dC11kqqj
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。 7Cgi&
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。 /d`"WK,
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。 ^^y eC|~N:
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? fgLjF,Y
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: \}j MC
/ 3A6xPOg
template < class Action > *Gsj pNr-
class picker : public Action +y7z>Fwl
{ ua\t5M5
public : kaG/8G(
picker( const Action & act) : Action(act) {} BZR{}Aj4pa
// all the operator overloaded 0[;2dc
} ; X>q`F;W
;KeU f(tH
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。 ]hl*6
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: 12$0-@U
>)><u4}
template < typename Right > . "Ms7=
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const 1{}p_"s>
{ U&?hG>
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); SI (f&T(
} |,8z"g
|s8N
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > @[GV0*yz$
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。 6j#JhcS+
d2\!tJm
template < typename T > struct picker_maker Ni$'#
W?t
{ Epzg|L1)
typedef picker < constant_t < T > > result; fFQ|dE;cF
} ; TlG>)Z@/
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > N&9o 1_}
{ T j$'B[cv
typedef picker < T > result; !avol/*
} ; 9&mSF0q
bO~y=Pa\
下面总的结构就有了: mHD_cgKN
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。 eP{srP3 9
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。 J-W9B amx
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ^-o{3Q(w
至此链式操作完美实现。 /:dLqyQ_V
l|5 h
2YD\KXDo
七. 问题3 j"W>fC/u
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。 &kb`)F3nU
FD=%
4#|
template < typename T1, typename T2 > c*USA
eP
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const n<?U6~F&~
{ qxL\G &~
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 7qKz_O
} !_I1=yi
sp K8^sh
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: bcIae0LZ
iL/c^(1
template < typename T1, typename T2 > hlVye&;b8
struct result_2 s t'T._
{ U(&c@u%
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; %nA})nA7=
} ; F^!D[:;jK
3m1g"
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? JWVV?~1
这个差事就留给了holder自己。 JK,MK|
#w$Y1bjn
V&Y`?Edc
template < int Order > `Rq=:6U;3
class holder; 8|&,JdT
template <> qGk+4 yC
class holder < 1 > #2Rz=QI
{ `/|
*u
public : }F08o,`?
template < typename T > 4pmeu:26
struct result_1 =lacfPS
{ dSI"yz
typedef T & result; zzmC[,u}
} ; _,3ljf?WQM
template < typename T1, typename T2 > bG;fwgAr
struct result_2 Vax g
{ !-I,Dh-A
typedef T1 & result; DE13x*2
} ; I8#2+$Be+@
template < typename T > e=amh
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ns[/M~_r
{ 5eAZfe%H
return (T & )r; UmKE]1Yw4r
} I}$`gUXX8x
template < typename T1, typename T2 > 7?lz$.*Avp
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Bk8}K=%w
{ <JPN<
Kv
return (T1 & )r1; 2=cx`"a$
} +LHU}'|
} ; *CN *G"
*)^6'4=
template <>
manw;`Q
class holder < 2 > RB>=#03
{ K)SWM3r
public : #*A'<Zm
template < typename T > /<[0o]
struct result_1 ?G{0{c2
{ >t+ ENYb
typedef T & result; &61U1"&$ R
} ; lZzW-
%K
template < typename T1, typename T2 > )@]%:m!ER
struct result_2 7w
)?s@CD
{ d<c 29Y
typedef T2 & result;
Omd;
} ; HG"ZN)~
template < typename T > oXo>pl
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ~M~DH-aX
{ 5SFr
E`
return (T & )r; }G4I9Py
} "&L8d(ZuA
template < typename T1, typename T2 > ,%!m%+K9a
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const VH7t^fb
{ UiU/p
return (T2 & )r2; C T~6T&'
} (g6e5Sgi>
} ; Q:kg
!Uiq3s`1T
_z p<en[
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> >。 =7!s8D,[
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: rfV'EjiM}
首先 assignment::operator(int, int)被调用: (Y py}
jUT`V
ZK4&
return l(i, j) = r(i, j); *%uz LW0
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) U~
X
@&T' h}|:
return ( int & )i; {7y;s
return ( int & )j; lpi"@3
最后执行i = j; _hnsH
I!oD
可见,参数被正确的选择了。 #H$lBCWI
e;i 6C%DB
XtCIUC{r,
.AN1Yt
Om.%K>V
八. 中期总结 $S>'0mL
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: AKk=XAG W
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 eKLvBa-{@
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 }6Pbjm *
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor AA\)BNM
<B@NSj
F .S^KK
F:/x7]7??Z
j"Jf|Hq $
|E~c#lV
九. 简化 mG)5xD
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。 t?hfP2&6
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 x'EEmjJ
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: Jm!,=}oP'
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ?HG[N7=j
+-*/&|^等 d&3"?2IQ
2. 返回引用。 [aSuEu?mC
=,各种复合赋值等 @x `X|>&
3. 返回固定类型。 %??v?M*
各种逻辑/比较操作符(返回bool) Gf8 ^nfr
4. 原样返回。 2:
QT`e&
operator, l]G
iz&
5. 返回解引用的类型。 628iN%[-
operator*(单目) NV5qF/<M
6. 返回地址。 #cQ5-R-1
operator&(单目) (iKJ~bJ
7. 下表访问返回类型。 stG
+4w
operator[] Cm;cmPPl
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 y)zZ:lyIq
operator<<和operator>> ?I]AE&4'
^cZ< .d2
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。 ##mZ97>$
例如针对第一条,我们实现一个policy类: RKLE@h7[?
3$hIc)
template < typename Left > s.4+5rE
struct value_return E6 oC^,ZRy
{ `E|i8M3g
template < typename T > )>2L(~W
struct result_1 n1%2sV)>
{ /<_!Gz.@uG
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; WIU]>_$.
} ; !<TkX/O
zgY VB}
template < typename T1, typename T2 > nlpEkq
struct result_2 VL)<u"d4
{ D%+yp
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; FS}b9sQ)
} ; }etdXO_^
} ; +iQ@J+k
k, N{
F]M-r{
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait "R5G^-<hp
YM`T"`f
下面我们来剥离functor中的operator() S ,F[74K
首先operator里面的代码全是下面的形式: *AV%=
\me5"ZU
return l(t) op r(t) +TbAtkEF*
return l(t1, t2) op r(t1, t2) )l9KDObis
return op l(t) ECt<\h7}
return op l(t1, t2) OPN\{<`*d
return l(t) op e-*@R#x8+
return l(t1, t2) op r 10VFaly
return l(t)[r(t)] 5Pf=Uj6D
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] o2dO\$'
7;+G)44
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: Z,"4f*2
单目: return f(l(t), r(t)); %%ouf06.|
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); (Yz[SK=U}
双目: return f(l(t)); a0hBF4+6
return f(l(t1, t2)); [.4{s
下面就是f的实现,以operator/为例 e1g3a1tnWl
/4O))}TX
struct meta_divide WowT!0$
{ $y6 <2w%b
template < typename T1, typename T2 > 2.WI".&y=
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) _<RTes
{ PR5N:Bw
return t1 / t2; | Uics:cQC
} 6=n|Ha
} ; 0g30nr)
f I=G>[
这个工作可以让宏来做: s! 2[zJ19p
hZfj$|<
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ]y.V#,6e
template < typename T1, typename T2 > \ G@/iK/>5|`
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; \dCGu~bT
以后可以直接用 #f"eZAQ {
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) keC'/\e
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 {@CQ
(
(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。。。) -+{[.U<1jk
Tr_gc~
sJKr%2nVV
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 V?dwTc
M~\dvJ$cH
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ATqblU>D
class unary_op : public Rettype O|sk"YXF
{ O)`L(
x
Left l; :+6W%B
public : q83^?0WD
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ]=t}8H
u
`/V1
template < typename T > UhqTn$=fb
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 27 XM&ZrZ
{ -&D=4,#
return FuncType::execute(l(t)); 3F]Dh^IR9
} #&T O(bk
k Nc-@B
template < typename T1, typename T2 > 61Cc? a*_
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const /i8OyRpSyk
{ CIMI?
return FuncType::execute(l(t1, t2)); ~588M
8~
} P!Fykg
} ; VxDIA_@y
kr+p&|.
Uk] jy>7;!
同样还可以申明一个binary_op V<#KFm$>C
Hmr f\(x
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > t3<8n;'y:
class binary_op : public Rettype 27N;>
{ )qb'tZz/g_
Left l; OW#0$%f
Right r; 6&0@k^7~
public : D&F{0
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} N#Rb8&G)b
EA(4xj&:U
template < typename T > rl7up
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 7P2n{zd,
{ f$QkzWvr
return FuncType::execute(l(t), r(t)); i[9yu-
} V K6D
we[+6Z6J
template < typename T1, typename T2 > D(ItNMcKu
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const rmzzbLTu
{ H2%Qu<Kg2
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); *VhEl7
} f~wON>$K
} ; %B\x
%e;P
3as=EYm
d eT<)'"
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 "\EX)u9ze
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Xi%Og\vm5
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) i*/i"W<
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 WfaMu|
L
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 9[zxq`qT}+
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 A0Nx?
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 *gH]R*Q[Rt
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) b]b>i]n
下面是修改过的unary_op y@l&B+2ks
:pdX
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > OM0r*<D"!
class unary_op FA*$ dwp
{ P9yMf~
Left l; =gI41Y]
OJpfiZ@Q_
public : 9no<;1+j,
WF`%7A39Af
unary_op( const Left & l) : l(l) {} E>s+"y
zQulPU
template < typename T > >fWGiFmlk
struct result_1 3!l>\#q6
{ 9{OO'at?
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Op-z"inw
} ; )9"^ D
2pdeJ
template < typename T1, typename T2 > FShjUl>mV
struct result_2 I;NW!"pU
{ Ur#jJR@%3
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; +Mq\3
} ; P4Pc;8T@!
N\*oL*[j
template < typename T1, typename T2 > <b
H*f w
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const nC p/.]Y*
{ k!x|oC0
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); =KHb0d |.
} @CzFzVmF"
3GF67]
template < typename T > lo>9 \ Po
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const -$<oY88
{ :rU.5(,
return OpClass::execute(lt(t)); 3S3(Gl
} +"-l~`+<es
u!|_bI3
} ; ,Suk_aX>
Axsezr/
jKmjZz8L]%
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug # &.syD#
好啦,现在才真正完美了。 T"{~mQ*
现在在picker里面就可以这么添加了: kMCP .D45;
:Q DkaA
template < typename Right > AuQ|CXG-\
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const 4Y?2u
{ 5kw
K%
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); Gw3+TvwU+Q
} QIMd`c
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 SX"|~Pi(
uX_#NP/2
cEu_p2(7!B
B1_9l3RM
gZtQtFi
十. bind Ob]\t/:%P
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 b5)^g+8)w
先来分析一下一段例子 "b`#RohCi
dh`s^D6Q>
[T_[QU:A
int foo( int x, int y) { return x - y;} aeUgr!
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 }{N#JTmjB#
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 'O)v@p "
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 <@(\z
我们来写个简单的。 >u>
E !5O
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: b\ED<'
对于函数对象类的版本: :bct+J}l~
O80Z7
template < typename Func > T+Re1sPr?
struct functor_trait >
Hv9Xz
{ `3\U9ZH23
typedef typename Func::result_type result_type; M}o.= Iqa
} ; zNX=V!$
对于无参数函数的版本: {mD0ug
Db Qp(W0
template < typename Ret > ;xiN<f4B
struct functor_trait < Ret ( * )() > )8oyo~4?
{ .t\J@?Z
typedef Ret result_type; L;opQ~g
} ; ra*|HcLD
对于单参数函数的版本: 6<W^T9}v@/
h>!h|Ma
template < typename Ret, typename V1 > :epBd3f
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > A x8 >
{ >I@&"&d
typedef Ret result_type; e">&B]#}
} ; ]\fHc"/
对于双参数函数的版本: pP.`+vPi
(9]1p;
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > $O\m~r4
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ThX3@o
{ 9ad)=3A&L
typedef Ret result_type; 1oO(;--u_
} ; ;U4O` pZ
等等。。。 uxxk&+M
然后我们就可以仿照value_return写一个policy [,Rc&7p~R
1sg:8AA
template < typename Func > cZN<}n+q
struct func_return h!dij^bD
{ 17'd~-lE
template < typename T > t8RtJ2;
struct result_1 eg*a Vb
{ )8^E{w^D}
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Pxf>=kY
} ; >6Pe~J5,:
EgG3XhfS
template < typename T1, typename T2 > 00;SK!+$
struct result_2 ef*Z;HI0
{ Y`22DFO
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ;v]C8 }L^
} ; ROTKK8:+:
} ; FFZ?-sE
0@?m"|G
tLKf]5}f
最后一个单参数binder就很容易写出来了 2gK]w$H7!
Me z&@{
template < typename Func, typename aPicker > UBW,Q+Q
class binder_1 y$fMMAN7
{ W 3/]
2"0
Func fn; uzQj+Po
aPicker pk; VOj7Tz9UD
public : \1<aBgKi
cPZ\iGy
template < typename T > F6~
;f;
struct result_1 /D9#v1b
{ _}47U7s8
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; jl}9R]Y_2
} ; rx|
,DI
4j0;okQWV'
template < typename T1, typename T2 > 8cZ[Kl%
struct result_2 FP&Ykx~
{ lGahwn:
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; O6$,J12l
} ; S^~"#
, SUx!o
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} F}mt
*UcMG
GTbV5{Ss
template < typename T >
M3UC9t9]
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const OD[=fR|cp
{ & +`g~6U
return fn(pk(t)); <
`;Mf>V
} [}Xw/@Uc;
template < typename T1, typename T2 > Wx#l}nD
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ? Lxc1
{ Z~(X[Zl
:
return fn(pk(t1, t2)); V G7#C@>Z
} vt"bB
} ; bO$KV"*!
xH28\]F5n
<J~6Q
一目了然不是么? XjzGtZ#6
最后实现bind g3'dkS!
PfYeV/M|
]4c*Nh%8
template < typename Func, typename aPicker > "MzBy)4Q
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) A]QGaWK
{ ;XNC+mPK
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); KRm)|bgE
} 9qi|)!!L
.(p_YjIA
2个以上参数的bind可以同理实现。 9`qw,X&AK_
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。 WllQM,h
p:tp|/
十一. phoenix 'Kmf6iK>[
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: {pXX%>
c'?EI EP
for_each(v.begin(), v.end(), "<egm^Yq
( RI'}C`%v
do_ Z8h;3Ek
[ MsIaMW _
cout << _1 << " , " bly `mp8#
] 3LQu+EsS
.while_( -- _1), ?^:5`
cout << var( " \n " ) }|/<!l+;$
) e
GAto
); \{*`-Pv
g|^U?|;p
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: TRgj`FG
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 lM#/F\
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 XpKeN2=p
那么我们就照着这个思路来实现吧: yN[i6oe
Sh5m+>7K
VtN@B*
template < typename Cond, typename Actor > eGKvzu
class do_while kG4])qxC'
{ j/wQ2"@a
Cond cd; k;Qm%B
Actor act; 2GigeN|1N
public : :Eg4^,QX
template < typename T > [70 _uq
struct result_1 5<KBMCn
{ b
H5lLcdf
typedef int result_type; B|^=2 >8s
} ; P"Q6 wdm
dZkKAK:v
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 1'&HmBfcb
B&!>& Rbx
template < typename T > ~t*_
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const _Nz?fJ:$@
{ Z~w?Qm:/
do `]6W*^'PD
{ c.-dwz
act(t); 6~!7?FK
} KCa @0
while (cd(t)); um".Z4S
return 0 ; [BKTZQ@G@
} {v d+cE
} ; g_Y$5ft`
+4IaX1.
P|f h4b4
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). N-<,wUxf
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 ?6\A$?
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。 Y)S
f;
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。 QUXr#!rPY|
下面就是产生这个functor的类: XGnC8Be{4
R6GlQ G
bV)h\:oC
template < typename Actor > F&+_z&n