一. 什么是Lambda ;::]R'F[
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 {:=sCY!
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, 7)Cn 4{B6
aF8'^xF
,X`w/ 2O
lV%oIf[OB
class filler 'Fq+\J#%
{ s#Ayl]8r
public : 6LRvl6ik
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} p~Wy`g-
} ; _c!$K#Yl{
w'uB&z4'
@T.+:U@S
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: E P3Vz8^
^cDHC^Wm
njxfBA:
WUBI(g\
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 0RZ[]:(
i(qZ#oN
&9Kni/
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
B\54e Tn
;F_pF+&q
/7N&4FrG
!i>d04u`%
二. 战前分析 &J?:wC=E
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。 LvqWA}
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_zMj`HE
dtj+ avG
H\fsyxM7
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); FUVp}>#U
/* --------------------------------------------- */ X$2f)3
vector < int *> vp( 10 ); $c{fPFe-
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); G^|!'V
/* --------------------------------------------- */ Xj9\:M-
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); m'zve%G
/* --------------------------------------------- */ JIiS/]KQ
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); =&i#NSK
/* --------------------------------------------- */ \Up~"q>Kb
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); $b~[>S-Q
/* --------------------------------------------- */ a]/KJn/B(
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); ^H0#2hFa
ZkJLq[:cM
I&U.5wf
1xEFMHjy
看了之后,我们可以思考一些问题: A$M8w9
1._1, _2是什么? |}? H$d
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
kRjNz~g
2._1 = 1是在做什么? <Umr2Vw-
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 I_m3|VCa|t
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 5sANF9o!
fG d1
C*}PL
三. 动工 u`ryCZo#g
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: eEBo:Rc9
?b:Pl{?
A`#?Bj
@eM$S5&n$
template < typename T > hF{gN3v5
class assignment Fge["p?GF
{ +_L]d6
T value; )m#Y^
public : Y7zs)W8xTT
assignment( const T & v) : value(v) {} $%^](-
template < typename T2 > >$tU @mq
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } h
w^
V
} ; Wco2i m
_Vl~'+ e
@ x .`z
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 eR,/}g\
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment YKz#,
\WBO(,]V
{sf
,(.W
:tbgX;tCs5
class holder q1q9W@H
{ <S=(`D
public : fgs@oaoZ
template < typename T > $E&T6=Wn
assignment < T > operator = ( const T & t) const c9G%;U)
{ H[nco#
return assignment < T > (t); B~E">}=!
} UWnF2,<s;
} ; \gA<yz-;N
?HRS*
ImG8v[Q
E
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: <5D4h!
5'NNwc\
static holder _1; ii_kgqT^
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 EcL6lNTR+
yuy\T(7BN
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); %L^( eTi[
而不用手动写一个函数对象。 6lCpf1>6@
>SLQW
:{N*Z }]
l;KrFJ6
四. 问题分析 `kuu}YUi
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 mW4Cc1*
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 "5L?RkFi\
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 1Xo0(*O
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 nhdZC@~E0
下面我们可以对这几个问题进行分析。 L /:^;j`c
R;!@
xy
五. 问题1:一致性 >G8I X^*sG
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| nKzm.D gt_
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ]7 Du/)$
I]`RvT
struct holder pH mqwB~|
{ :Rb\Ca
// !p/SX>NJ
template < typename T > )M.s<Y
T & operator ()( const T & r) const d_d&su
E
{ L~-/'+
return (T & )r; 'bJGQ[c
} A[uE#T^
} ; _$96y]Bpi
8 7(t<3V&
这样的话assignment也必须相应改动: #?Kw
y
lwq:0Rj@Q
template < typename Left, typename Right > 72d|Jbd
class assignment Nna.N U1
{ TdgK.g 4
Left l; g}v](Q
Right r; q@~g.AMCB
public : La )M
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} jcJ 4?
template < typename T2 > &'$Bk5 D@G
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } mFF4qbe
} ; 9 Gd6/2
*sOb I(&
同时,holder的operator=也需要改动: a$|U4Eqo
B^/MwD>%
template < typename T > @w8}]S
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const WVRIq'
{ M!'d
return assignment < holder, T > ( * this , t); 6 X~ ><r
} fgd2jr3T
J)YlG*
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。 G<e+sDQ2
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 g8N"-j&@
4>=M"DhB
return l(rhs) = r; FuiR\"Ww
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。 A,.X
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: zuLW'a6F-
$_"u2"p
template < typename Tp > Mpojabsh
class constant_t AB'+6QU9k
{ zbxW
U]<S?
const Tp t; QEs$9a5TE
public : P:'wSE91
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 9VxM1-8Gs
template < typename T > oIE
1j?
const Tp & operator ()( const T & r) const @e)}#kN.
{ 8X,6U_>#a
return t; @!P2f
} hN2A%ds*(j
} ; @wcF#?J
,GH`tK_
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 /xk7Z
q
下面就可以修改holder的operator=了 i\6CE|
>}V?GK36
template < typename T > 49; 'K
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const /Sj~lHh
{ #-;c!<2
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); |Mq+QDTTw~
} i=EOk}R
rM7qBt
同时也要修改assignment的operator() LDjtkD.r
vUpAW[[
template < typename T2 > (L/>LZn|
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } >R F|Q
现在代码看起来就很一致了。 LU:xmDv
mw
28E\U
六. 问题2:链式操作 V.*TOU{{xh
现在让我们来看看如何处理链式操作。 0VNLhM(LM
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 =K`.$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。 )aIcA
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。 ^o3,YH
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct |qw0:c=7!
~*iF`T6
template < typename T > GY]P(NU
struct result_1 (GmBv
{ ~qghw@Q~
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; wm`<+K
} ; ;R*-cm
D;Qx9^.
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: /w?e(v<
Ooz,?wU6
template < typename T > q|D5
A|)
struct ref z(\aJW
{ .t@|2
typedef T & reference; stRM*.
} ; ;_cTrjMv\
template < typename T > y74Q(
struct ref < T &> J p=qPG|
{ H+[?{+"#@l
typedef T & reference; MRLiiIrq,5
} ; A%8
Q}s$<s
*J-pAN
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: & &}_[{fc
f]NLR>$L}
template < typename T > j[r}!;O
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const x4q}xwH
{ C7%R2>}?f
return l(t) = r(t); Ypyi(_G(?>
} mo| D
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。 (K[{X0T
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 gnp.!-
o[!'JUxZ
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 /!H24[tnk1
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: qf0pi&q
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 u nv:sV#b
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 %ztZ#h~g
最后的布局是: .\XRkr'-
Add e@h{Ns.1-
/ \ WESD^FK
Divide 5 ~}_^$l8#-Q
/ \ (ks>F=vk*
_1 3 %],BgLhS.
似乎一切都解决了?不。 [5P-K{Ko
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 x@
=p
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 Lvf<g}?4
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: oywiX@]~7
!`{?qQ[=
template < typename Right > Kki(A4;7F
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const p cLKE
ZK
Right & rt) const pf8'xdExH)
{ [(n5-#1S
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); v^&HZk=(
} XC3)#D#HGh
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 c^W;p2^
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 (pELd(*Ga
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 )?jFz'<r
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 LDg9@esi
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 M ygCg(h
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? /O[6PG
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: ci;2XLAM
u$JAjA
template < class Action > ':4ny]F
class picker : public Action ika*w
{ <Y)14w%
public : NCk-[I?R
picker( const Action & act) : Action(act) {} &eV5#Ph
// all the operator overloaded Be{@ L
} ; wiI@DJ>E
5]i#l3")
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。 M{L<aYe
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: W1)SgiXnuy
va@;V+cD
template < typename Right > 9'(_*KSH
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const 8$-MUF,
{ ?h `,@~6u
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); v J0v6\
} k)knyEUi
8g=O0Gb
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 'N{1b_v?
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 pqg2#@F.
72|g zm
template < typename T > struct picker_maker @6ckB (
{ \0|x<~#j'
typedef picker < constant_t < T > > result; G:e=9qTf
} ; +/&rO,Ql
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > f?Ex$gnI
{ (lwV(M
typedef picker < T > result; |e8A)xM]wC
} ;
k[mp(
ywm"{ U?8
下面总的结构就有了: ]Z[3 \~?
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。 p cD}SY
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。 og$dv
23
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 _U*R_2aV
至此链式操作完美实现。 B)/&xQu
h6~xz0,u
4 4QW&qL!(
七. 问题3
e$
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。 FBNi (D
4=q4_ \_T
template < typename T1, typename T2 > ="T}mc
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const +
o< 7*
{ k&yBB%g
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 1mgw0QO
} R?:K\
v2|zIZ
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: UHY)+6qt]
hpOY&7QUTD
template < typename T1, typename T2 > :SFf}
struct result_2 \.P'8As
{ s,J\nbj0h
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; \sGJs8#v][
} ; v'L"sgW6I
QdZHIgh`i
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? *mWS+xcU(L
这个差事就留给了holder自己。 ]mBlXE:Z
TbMlYf]It
[e=k<gKH
template < int Order > g3n>}\xG>
class holder;
fNr*\=$
template <> .O5|d+S
class holder < 1 > L #vk77
{ ">|L<
public : mznE Cy
template < typename T > 99h#M3@!
struct result_1 yj,+7[)
{ ^-#:T
typedef T & result; "=f,4Zbj
} ; ku v<
template < typename T1, typename T2 > aLevml2:T
struct result_2 eF8um$t9
{ Iq;a!Lya-
typedef T1 & result; Y$q--JA
} ; .@(MNq{"6
template < typename T > aj+I+r"~
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const U,/9fzgd
{ xs
>Y
return (T & )r; mpCKF=KL.
} @(st![i+
template < typename T1, typename T2 > >*w(YB]/$V
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ?IG+U TI
{ ctC!b{S"@
return (T1 & )r1; 5geZ6]|
} jK=-L#hz
} ; \ U`rF
Jxb+NPUB
template <> ( (mNB]sy
class holder < 2 > ET ]`
{ {u7_<G7
public : b|h`v
template < typename T > bF3}L=z
struct result_1 .!Q[kn0a
{ !Ys.KDL
typedef T & result; g60rm1b
} ; } SA/,4/9
template < typename T1, typename T2 > d 'wWj
struct result_2 Oz,/y3_
{ _q\w9gN
typedef T2 & result; Q,f5r%A.
} ; W[W}:@KZ
template < typename T >
Et0;1
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const mm<rdo(`
{ C@
z^{Z+
return (T & )r; {Uu|NA87Cd
} V-iY2YiR
template < typename T1, typename T2 > A[oxG;9xi
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ('p~h-9Vi
{ '.DFyHsq
return (T2 & )r2; Vz&!N/0i
} *9Nq^+
} ; !n/"39KT
9a9{OJa6M
) crhF9 !4
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 &P{[22dQ
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: [&
&9F};
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 2^7VDqLc
',p`B-dw
return l(i, j) = r(i, j); 1e#}+i!a
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) Fn!kest
)W/mt[;
return ( int & )i; Bq]eNq
return ( int & )j; Z tfPB
最后执行i = j; +H~})PeQ
可见,参数被正确的选择了。 v 5GV"qY
!7-dqw%l
G? "6[w/p
%9A6c(L
I vQ]-A}N
八. 中期总结 FHS6Mk26
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: =)3tVH&
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
um[nz
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 *.J)7~(P
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor tPHDnh^n]
PI#xRKt
-Ug
<OcD [5
Vx^+Z,y&QP
iC`K$LY4W
九. 简化 I7hE(2!$
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。 c?{&=,u2
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 @<tkwu
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: r-+ .Ax4L"
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ~g+?]Lk}
+-*/&|^等 kmm1b (
2. 返回引用。 9BPucXK
=,各种复合赋值等 M3350
3. 返回固定类型。 mpBSd+;Z
各种逻辑/比较操作符(返回bool) ;aip1Df
4. 原样返回。 d([NU;
operator, I_IDrS)O
5. 返回解引用的类型。 'dp3>4
operator*(单目) "]81+
D
6. 返回地址。 1;R1Fj&
operator&(单目) vcnUb$%
7. 下表访问返回类型。 ,25Qhz]
operator[] ++Qg5FukR
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 @JS O=8
operator<<和operator>> j^}p'w Tu{
v_PhJKE
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 Lf|5miO
例如针对第一条,我们实现一个policy类: K%ltB&
TpLlbsd
template < typename Left > r<38; a
struct value_return AXhV#nZt0
{ UUGwXq96i
template < typename T > pmR6(/B#
struct result_1 1CFTQB >
{ .olDmFQD
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; /pZ]:.A
} ; u;m[,
gwtR<2,p
template < typename T1, typename T2 > y-qbK0=X4
struct result_2 M/XxiF
{ pZx'%-\-T
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 5_@ u Be~
} ; o;+$AU1f
} ; oqa]iBO
#IjG[a-
g/&`NlD
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 8{aS$V"
Zb<IZ)i# 1
下面我们来剥离functor中的operator() [hE0 9W
首先operator里面的代码全是下面的形式: 7yGc@kJ?
v`ckvl)(C
return l(t) op r(t) #;59THdtPk
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ?YzOA${
return op l(t) [;3` Aw
return op l(t1, t2) 7/nnl0u8
return l(t) op 8.4 1EKr2
return l(t1, t2) op x#ub % t
return l(t)[r(t)] Y;ytm
#=
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] >h+[#3vD
e|)6zh<O:
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: 1oq5|2p
单目: return f(l(t), r(t)); cn1UFmT
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); i`-,=RJ
双目: return f(l(t)); q 65mR!)
return f(l(t1, t2)); G9y
0;br
下面就是f的实现,以operator/为例 0Q^ -d+!
$e66j V
struct meta_divide #-b0U[,.
{ 7#K%Bo2pG
template < typename T1, typename T2 > 5g9lO]WDI
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) Q@B--Omfh
{ ?+{=>{1
return t1 / t2; oxkA+}^j8M
} 6[g~p< 8n}
} ; #jdo54-
IR; DdF
这个工作可以让宏来做: F/c7^
> <cK
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ !vNZ-}
template < typename T1, typename T2 > \ jx _n$D
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; %n<u- {`
以后可以直接用 ^+Ho#]
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) )aY^k|I
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 q:A{@kFq_
(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。。。) gY'w=(/`
a xT-
8SmtEV[b3
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 (ATvH_Z
o(iv=(o
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > @.T
w*t
class unary_op : public Rettype >XzP'h
{ ^<L;"jl%
Left l; xs jJ8>G
public : {4u8~whLp
unary_op( const Left & l) : l(l) {} E]x)Qr2Ju
ofeSGx
template < typename T > H`!%"
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 0fc]RkHs"
{ v/% q*6@
return FuncType::execute(l(t)); AEx|<E0
} /+pPcK
b?&=gm%oU
template < typename T1, typename T2 > @)0-oa,u+
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const rTJv>Jjld
{ $,+'|_0yM
return FuncType::execute(l(t1, t2)); Wj N0KA
} JDO5eEwj
} ; 1iOQ8hD
_;*|"e@^
RfPRCIo
同样还可以申明一个binary_op qK
,mG{
$)OUOv
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > gR `:)>
class binary_op : public Rettype .f'iod-
{ =6#tJgg8
Left l; !A>VzW
Right r; *|c*/7]<
public : g=?KpI-pn0
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ag6hhkjA
,}&E=5MF\
template < typename T > QiU!;!s
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const m.~&n!1W*`
{ \Yv<TzJ9
return FuncType::execute(l(t), r(t)); )]2yTG[
} &JoMrcEZ
)2Gp3oD?
template < typename T1, typename T2 > Gmcx#?|Tx
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 0`X%&
{ \FOX#|i)
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ^
K8JE,
} )Qve[O
} ; rN|c0N
#&\hgsw/T
A%u@xL,_
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 S3"js4a
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 DI=Nqa)r
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) kmM4KP#&|
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。 @URLFMFi
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! R6 wK'
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。。。 (sw1HR
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 x q93>Hs
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)
uh`@ qmu)
下面是修改过的unary_op 3mn0
9E_C
u2B
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ~B%EvG7:n
class unary_op 8|[\Tp:;
{ ]>@;
2%YvY
Left l; MBCA%3z08
=$5[uI2
public : xJ9_#$ngeM
6wzF6]@O
unary_op( const Left & l) : l(l) {} dJ`Fvj
3Z'{#<1>^;
template < typename T > $P]%Px!x
struct result_1 bxP>
{ xiU-}H'o
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; >
3JU
} ; =!xeki]|9
%dZD;Vhg
template < typename T1, typename T2 > PK C``+Ki
struct result_2 q9qmz[
{ kETA3(h'
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; #I@]8U#,":
} ; '2]u{rr~+
}eb%"ZH4|
template < typename T1, typename T2 > h_ ]3L/
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const :LVM'c62c>
{ ?w#
>Cs(
return OpClass::execute(lt(t1, t2));
wB5zp
} l{#m"S7J^
2Z@<llsi
template < typename T > (W+9 u0Zq
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const oAWk<B(@
{ p%IR4f
return OpClass::execute(lt(t)); vFb{(gIJ
} p"H8;fPA0
CpS'2@6
} ; OJ UM Y<5
Z;S*fS-_
q22cp&gmX
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 0&/1{Dk*n
好啦,现在才真正完美了。 6WfyP@f
现在在picker里面就可以这么添加了: g) v"nNS
wt2S[:!p
template < typename Right > o9wg<LP
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const yN3Tk}{V
{ kTiQO2H
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); v/+ dx/
} `r*6P^P
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。 ~n[LL)v
/>ob*sk/Y
&K>]!yn
?qO,=ms>-
{'DP/]nK
十. bind f=K1ZD
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。 h!K
B%4V
先来分析一下一段例子 mApn(&
"fpj"lf-
WP]<\_r2
int foo( int x, int y) { return x - y;} B10p7+NBF
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 f{AgKW9"
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 CPVKz
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。 :m&`bq
我们来写个简单的。 -m|b2g}"3
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: e<9nt [
对于函数对象类的版本: ,o9)ohw
5?O/Aub
template < typename Func > p1?}"bHk
struct functor_trait 22BJOh
{ Y~vTFOI
typedef typename Func::result_type result_type; vhL&az
} ; ;*Rajq
对于无参数函数的版本: awkVjyq X
Tb y+Pd;
template < typename Ret > mCz6&
struct functor_trait < Ret ( * )() > @\"*Z&]8z0
{ .vW~(ZuD
typedef Ret result_type; h[Iu_#HMa
} ; 'nT#3/rL
对于单参数函数的版本: .oK7E(Q J
8PEOi
template < typename Ret, typename V1 > 6U&Uyd)
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 6~!YEuA
{ `PW=_f={
typedef Ret result_type; &R5M&IwL
} ; |wLQ)y*
对于双参数函数的版本: Cfi2N V
ttsB'|ps
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > xlwsZm{V
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > BphF+'CM
{ (C3d<a\:
typedef Ret result_type; )_Oc=/c|f
} ; X*JD
等等。。。 SRD&Uf0M
然后我们就可以仿照value_return写一个policy kyjH~mK4
X,fTzkGj
template < typename Func > -$0S#/)Z
struct func_return <Z__Q
{ *C:+N>
template < typename T > v'>Yc#VJ
struct result_1 ('lnQD.Hd
{ )/ZSb1!
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; /,>.${,;u
} ; J6%op{7/
X,N@`
template < typename T1, typename T2 > f2u2Ns0Ym
struct result_2 &q<8tTW5
{ sy`s$Ed!
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; }dHiW:J>
} ; wMUnZHd{|
} ; 6~8
RFf"
/iN\)y#u1
.UYpPuAkn
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ;MMFF {
3?XLHMxW
template < typename Func, typename aPicker > :L[6a>"neE
class binder_1 u l%bo%&~
{ **q/'K
Func fn; LC7LO
aPicker pk; 1A)~Y
public : ~"mZ0E
#Kl2K4
template < typename T > d<Os TA
struct result_1 ,$]q2aL
{ |gVO Iq
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; [5VUcXGt*\
} ; PsgzDhRv
~ YK<T+
template < typename T1, typename T2 > [:QMnJ
struct result_2 ?R(3O1,v^
{ Tpukz_F
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; %p9bl ,x
} ; )^\='(s
#$w#"Nr9k
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} kOCxIJ!Xp=
wuzz%9;@B
template < typename T > 9^='&U9sr
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ^kr)U8
{ ;*2e;m~)?
return fn(pk(t)); ~Z]vr6?$h
} "Y!dn|3
template < typename T1, typename T2 >
@__;RVQ
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const >, E$bm2
{ j/<y
return fn(pk(t1, t2)); IDh`0/i]
} #Qr4Ke$g[l
} ; Gme$FWa
mM}Ukmy
(U_Q7hja?
一目了然不是么? !C#RW=h9
最后实现bind Qs9 U&*L
t^,Qy.L0
p'uz2/g
template < typename Func, typename aPicker > !Blk=L+p
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 38rZ`O*D
{ ~n^G<iXLp
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); yXA f
} CS\tCw\Y
Z9&D'n)
2个以上参数的bind可以同理实现。 L~{Vt~H9"
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。 66<\i ltUQ
-FN6sNvIh
十一. phoenix aNC,ccm
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: -1
Ue#yDTjc
for_each(v.begin(), v.end(), g&3#22z
( *+j{9LK
do_ qW~R-g]
[ S<3!oDBs
cout << _1 << " , " 4)HWPX
] {[5L96RH%
.while_( -- _1), KWJgW{{v
cout << var( " \n " ) 4spaw?j
) Z'NbHwW}
); ;Uqx&5P}
7~ese+\smG
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: n
[Xzo}
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 pLQSG}N
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 L-C/Luws
那么我们就照着这个思路来实现吧: %DRy&k/T
Ui|a}`c
*:T>~ilF
template < typename Cond, typename Actor > QHzX
5$IM
class do_while bEQtVe@`
{ to!W={S<ol
Cond cd; q9 brpbg_
Actor act; o`K^Wy~+k#
public : "56?/ jF
template < typename T > HS`bto0*
struct result_1 03QEXm~|Q
{ %wjB)Mae
typedef int result_type; an=+6lIl
} ; *[xNp[4EU
sL7`=a.&T
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} ]EM)_ :tRf
LbV]JP
template < typename T > :Q
r7:$S^
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const OHP3T(Q5
{ L_~I~
do /y](mu "!
{ T]nR=uK6LL
act(t); _.OMjUBZT
} ^?6
W<
while (cd(t)); <Sprp]n
7
return 0 ; StyB"1y
} [t
} ; LN.Bd,
2-6.r_
)"_Ff,9Z!
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). *H%0Gsk
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。 qXU:A-IdIl
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。 @7Rt4}g
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。 8)W?la8'p
下面就是产生这个functor的类: $&= 4.7Yt
z<oE!1St
0r0\b*r
template < typename Actor > d(X\B{
class do_while_actor &N/|(<CB
{ V`g\ja*Y
Actor act; -t%{"y
public : Q$?7) yyu+
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} yhSk"e'G
W(&Go'9e"
template < typename Cond > v7o?GQ75
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; ;z.6'EYMG
} ; mh
A~eJ
J|gdO+
p|h.@do4
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 79{.O`v
最后,是那个do_ K-2o9No?j`
0<]$v"`I
lBlSNDs
class do_while_invoker :(bdI]
{ MiSja#"+A
public : m4Phn~>Gg
template < typename Actor > %uGleY]~
do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const Vqa5RVnI
{ ig{A[7qN
return do_while_actor < Actor > (act); -TzI>Fz
} ,]~u:Y}
} do_; OwG6i|q
/*u#Ba<<
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? tJUVw=
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 Smq r
q
最后来说说怎么处理break和continue &