一. 什么是Lambda gs_nUgcA
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 8L<GAe
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, ?B2 T'}~
it~>)_7*P
`}^_>
9ci=]C5o3K
class filler "$tP>PO{<
{ L;0ZB=3n
public : X|F([,o
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} FXPw 5
} ; $b/oiy!=|3
DM%4V|F"
PZRm.vC)k
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: %<q l
Cu0N/hBT
joh=0nk;D
<=*xwI&q
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); +`==US34
1B;sSp.>
2rq)U+
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 H|H!VPof]
Z4/rqU
40}8EP k)
yD+)!q"
二. 战前分析 [e+"G <>
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。 ?+S& `%?
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 L
"L@4B
zhI} p.
3n/U4fn_
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 2!/_Xh
/* --------------------------------------------- */ ; 9pOtr
vector < int *> vp( 10 ); xGq,hCQHV
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); H/p<lp
/* --------------------------------------------- */ \ qc8;"@
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); xoD5z<<
/* --------------------------------------------- */ e}? #vTRI}
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); 8]Xwj].^C
/* --------------------------------------------- */ `}KK@(Y
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); gd6We)&
/* --------------------------------------------- */ L\8tqy.
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); EAcJ>
iO;q]
QW.VAF\6*
k, )7v
看了之后,我们可以思考一些问题: 7CzZHkTg
1._1, _2是什么? h5G>FPM-=
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。 xQa[bvW
2._1 = 1是在做什么? +! 6C^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。 Y B@\"|}
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。 1o7
pMp=
#e0tT+
!6ZkLE[XJ<
三. 动工 3VbQDPG
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ip4:px-
+pJ;}+
9~DoF]TM
_gK@),de
template < typename T > w8*+l0
class assignment 1%|+yu1
{ m&DDz+g
T value; B&_ 62`
public : Ud0%O
assignment( const T & v) : value(v) {} P. P3/,
template < typename T2 > '}*5ee](S
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } h3D8eR.
} ; *Wv]DV=\
SI3ek9|XU
4`G":nE?We
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 h[%`'(
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 1sZwW P
Xi_>hL+R(
+I#5?
KP7bU9odJ
class holder 2 As 4}
{ W|3XD-v@
public : J4h7]
qt
template < typename T > `,4"[6S
assignment < T > operator = ( const T & t) const FfN==2:b
{ HH3WZ^0>
return assignment < T > (t); ehI*cf({
} Qw.""MLmN8
} ; dRyK'Xr
t<9oEjk["
0 ]U
;5
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: M ]W'>g)G
u4NMJnX
static holder _1; 0ANqEQX
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 b5
YE4h8%
|Sy|E
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ^ q @.yL
而不用手动写一个函数对象。 ZVJbpn<lo)
zv!%u=49
:k075Zr/#D
y@'8vOh`
四. 问题分析 {IJV(%E
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。 3x9O<H}
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。 V<
0gD?Kx
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 [a\:K2*'
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 @#1k+tSA,
下面我们可以对这几个问题进行分析。 )H#Hs<)Qy
ErJi
五. 问题1:一致性 db:b%1hk:
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?| 1agyT
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 r80w{[S$
*@lNL=%R
struct holder ox] LlR K
{ D,d mlv
// s
d>&6R^
template < typename T > #Oz<<G<
T & operator ()( const T & r) const g/W<;o<v(I
{ cUaLv1:HI
return (T & )r; R~CQ=KQ.
} eCMcr !.
} ; Gk*Mx6|N
1?`,h6d*=
这样的话assignment也必须相应改动: q*TH),)J
\y{Bnp5h
template < typename Left, typename Right > 9M:wUYHT
class assignment HQK%Y2S
{ M5HKRLt
Left l; gzvEy^X
Right r; f
GE+DjeA
public : Y.3]vno?X
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Wu<
template < typename T2 > 97e fWYj
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } B%Dy;zdWd/
} ; tXcc#!'4C
VjSb>k
同时,holder的operator=也需要改动: K0yTHX?(.
K7Kd{9-2
template < typename T > <)n1Z[4
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const Axhe9!Fm
{ K!"[,=u_
return assignment < holder, T > ( * this , t); b-ULoV
} X3#|9
1j# ~:=I
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。 Lg[*P8wE
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Zaf] .R
>5#`j+8=q
return l(rhs) = r; yJc<;Qx
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 Umcs!@
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: AtYe\_9$C
RD_&m?d
template < typename Tp > 6*gMG3
class constant_t 5Y#yz>B@ ]
{ !`hjvJryw
const Tp t; 6BRQX\
public : 1bF aQ50t
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 9kuL1tcY
template < typename T > XL >Vwd
const Tp & operator ()( const T & r) const u^|XQWR$:
{ @>B#2t&
return t; cBBc^SR
} kB_G L>fc
} ; (]^9>3{|
9XX&~GW/
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 BJ<hP9#
下面就可以修改holder的operator=了 ,h5\vWZ
\eH~1@\S
template < typename T > rV)mcfw:Z
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const 2PE|4zG
{ 'W3>lAPx!
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); 8n?qm96
} kih;'>H<
ZOK2BCoW
同时也要修改assignment的operator() f{FW7T}O2
y/h~oGxy
template < typename T2 > ZwB<
{?
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } D3$PvX[f
现在代码看起来就很一致了。 3bu VU&ap
@bOhnd#W
六. 问题2:链式操作 EA|*|o4)
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ]Vo;ZY_\
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 OGh9^,v
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 d5fnJ*a>l
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 W~aVwO'(
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ^](sCE7
w<<>XIL
template < typename T > n'9Wl'
struct result_1 d^mw&F)S
{ / @X!
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; GL_YT.(!
} ; T=(/n=
t,M_
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: VUxuX5B3M
ZZ?0%9
template < typename T > tq H7M0Ry
struct ref NE,2jeZQ .
{ <iuESeDG
typedef T & reference; )o;/*h%@
} ; iagl^(s
template < typename T > a$yAF4HR<
struct ref < T &> aTuD|s
{ 9u ^PM
typedef T & reference; !?Gt5$f
} ; D+P(
F{0Z
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: +%7v#CY
&
Q[ kbEhv;
template < typename T > _t||v
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const X0Y1I}gD
{ ,Md8A`7x~
return l(t) = r(t); ,dhJ\cQ~
} L15?\|':Y
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。 nICc}U?k
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 B>rz<bPT
zsFzF`[k
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 xHq"1Vs=
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: U(P^-J<n1
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 yG)xsY V
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Xyy;BO:
最后的布局是: i'OFun+-,
Add 3}(6z"r
/ \ 1)pwR3(^Fz
Divide 5 r&oR|-2hRk
/ \ GK.^Gd
_1 3
4~xKW2*`K
似乎一切都解决了?不。 H )hO/1m
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。 L[lX?g?Ob
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。 yiO!ZT
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: dv-L!C
M<^]Ywq*p
template < typename Right > 7aRtw:PQn
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const fqrQ1{%UH
Right & rt) const ?g^42IYG
{ =!)Ye:\Q
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); )UbPG`x8
} TwlX'iI_;
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 7'Z-VO
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。 YbtsJ
<w
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。 g xY6 M4
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。 ]xC#XYE:dy
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。 w\,N}'G
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? ]<L(r,@,
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: d-c<dS+R
/N= }wC
template < class Action > ?C)a0>L
class picker : public Action mSLA4[4{
{ B|pO2de
public : 5;'(^z-bL
picker( const Action & act) : Action(act) {} VzfaUAIZl
// all the operator overloaded h ` qlI1]
} ; fh_+M"Y0`
-!;2?6R9{
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。 ;\j7jz^uC
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: zU7co.G
WX
.Ax$fT
template < typename Right > Zc 9@G-
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const oC
?UGY~xL
{ \4Uhc3
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); |j$r@
} 9d&@;&al
^POHQQ
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > V %h,JA
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 p0*qv"lA
}Q$}LR@
template < typename T > struct picker_maker q9Zp8&<EqH
{ T_R2BBT
v
typedef picker < constant_t < T > > result; F!7dGa$
} ; RO+ jVY~H-
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > Ov8^6O
{
P.bxq50
typedef picker < T > result; JLd-{}A""-
} ; e}dGK=`
,w`g+ 9v
下面总的结构就有了: >~@O\n-t
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。 m)AF9#aT2
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。 !/nXEjW?
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 OfG/7pw5%B
至此链式操作完美实现。 SR%k|YT
riR(CJ}Ff
LMKhtOZ?
七. 问题3 'Qdea$o
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 I3gl+)Q
hL4T7`
template < typename T1, typename T2 > srPczVG*
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const U!d|5W.{Q
{ nTsKJX%\
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); Pi+pQFz5
} %k%%3L,
umT *
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: 9|D*}OY>
'oKen!?A
template < typename T1, typename T2 > u9nJ;:
struct result_2 a\m_Q{:
{ n6AA%? 5
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; g(_xo\
} ; "QD>m7
W4;/;[/L
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? GCf,Gfmr
这个差事就留给了holder自己。 x~Y{
{
H;nEU@>"Z
O&dBLh!G
template < int Order > {FQ@eeU
class holder; @E 8P>kq
template <> {N3&JL5\"E
class holder < 1 > g.Tc>?~
{ JDJ"D\85
public : TAxu ]C$P
template < typename T > +m9ouF
struct result_1 }!Y=SP1e
{ AH{#RD
typedef T & result; cY5w,.Q/!
} ; LZ34x: ,C
template < typename T1, typename T2 > 6Hbu7r*tm
struct result_2 g,9&@g/
{ 3
,zW6 -}
typedef T1 & result; }u9#S
} ; ?g\emhG
template < typename T >
(C;Q<
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Rh}}8 sv
{ HYg! <y
return (T & )r; @(bg#
} C. BlB
template < typename T1, typename T2 > 2HUw^ *3
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const }?\^^v h7
{ 7fI2b,~
return (T1 & )r1; 7nm'v'\u+V
} ,,SV@y;
} ; hK,a8%KnFA
5cGQ `l
template <> 6hMKAk
class holder < 2 > #f [}a
{ t"zi'9$t
public : 4O{G^;
template < typename T > !&xci})7a
struct result_1 qJ sH
{ -Bl]RpHCe
typedef T & result; lA%FS]vh
} ; X n8&&w"
template < typename T1, typename T2 > jDb"|l
struct result_2 |kH.o=
{ 0kSM$D_
typedef T2 & result; QM![tZt%;
} ; o\F>K'
template < typename T > a:8 MoH 4
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ;4U"y8PVTh
{ l?QA;9_R'
return (T & )r; hq&|
} @DIEENiM
template < typename T1, typename T2 > #dKy{Q3he
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Vm8@LA
{ )X;051Q
return (T2 & )r2; Y)@Y$_
} EK=
y!>
} ; [UXN=
76N
T/A2Y+@N;
2"HTD|yy
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 ZNne 8
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: /vq$/
首先 assignment::operator(int, int)被调用: dQ:F 5|p
P1AC2<H
return l(i, j) = r(i, j); KF6C=,Yc%
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) ~o#mX?'7
NT0n[o^
return ( int & )i; ]J [d8S5
return ( int & )j; S)g:+P
最后执行i = j; Fgi`g{N
可见,参数被正确的选择了。 }K8e(i6z
LPBa!fq
Ui!l3_O
d)S`.Q
RyP MzxV
八. 中期总结 I?St}Tl
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: 5D.Sg;\
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 j g//I<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。 Q^ZM| (s#
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ]Zt ]wnL+
Q5ff&CE
JOpH
Z?
T>]T=
s;YbZ*oaMe
UOsK(mB
九. 简化 &&m3E=K!^
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。 /!2`pv
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 H<[~V0=
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: )l$}plT4
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 $'I&u
+-*/&|^等 D
HT^.UM28
2. 返回引用。 /2zan}
=,各种复合赋值等 ,,BP}f+l$
3. 返回固定类型。 =/_u k{
各种逻辑/比较操作符(返回bool)
_XT'h;m
4. 原样返回。 $,2T~1tE
operator, PcEE`.
5. 返回解引用的类型。 4xEw2F
operator*(单目) mE`qA*=?
6. 返回地址。 SOq:!Qt
operator&(单目) b~}$Ch3ymW
7. 下表访问返回类型。 9sT5l"?g
operator[] $:%E<j4Dn
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 }04mJY[
operator<<和operator>> JLnv O
ka!v(j{E
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 ,5"(m?[m
例如针对第一条,我们实现一个policy类: aUzCKX%>C
oWL_Hh%-f`
template < typename Left > u1L^INo/
struct value_return }rI:pp^KS
{ p09p/
template < typename T > ?!&%-R6*
struct result_1 C&>*~
{ GE(~d '
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 3PGAUQR#"q
} ; _<LL@IX
@U18Dj[
template < typename T1, typename T2 > chKK9SC+|
struct result_2 / n_s"[I4
{ !}z'"l4i
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; Q8%_q"C
} ; ?T2>juf]5~
} ; dgF%&*Il]O
S@qR~_>a
E I zy
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait .dk<?BI#H
VJqk0w+
下面我们来剥离functor中的operator() ]vlBYAW'
首先operator里面的代码全是下面的形式: R`cP%7K
N"G aQ
return l(t) op r(t) q50F!yHC-
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 2^=.j2
return op l(t) z'"7zLQ
return op l(t1, t2) qEr?4h
return l(t) op \O;2^
return l(t1, t2) op `,-mXxTNT
return l(t)[r(t)] VwE4:/7YN
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] HKXC=^}x'
+q}t%K5
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: 8^>c_%e}
单目: return f(l(t), r(t)); l P3|h*
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); Si>38vCJ*
双目: return f(l(t)); VFL^-tXnA^
return f(l(t1, t2)); "vSKj/]
下面就是f的实现,以operator/为例 NC%hsg^0/
4}h}`KZZ
struct meta_divide yl~_~<s6
{ ^~;ia7V&2
template < typename T1, typename T2 > +Cw_qS"=
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ~2"hh$
{ qK a}O*
return t1 / t2; GYfOwV!zB
} [|OII!"
} ; P[WkW#
Gv&G2^
这个工作可以让宏来做: w!7ApEH1
@|SeabN^-
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ t\K
(zE
template < typename T1, typename T2 > \ PlGif)
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; /ooGyF
以后可以直接用 }+9?)f{?@
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) KOS0Du
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 H\Ra*EO~j
(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。。。) 8u+kA
mI
N s +g9+<A
g0tnt)]
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 ?`piie9V
#y83tNev
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ,r~+
9i0N
class unary_op : public Rettype >#|%'Us
{ 8|i'~BFHs
Left l; qh~bX
i!
public : TU0-L35P1
unary_op( const Left & l) : l(l) {} vd4@ jZ5
,Y/B49
template < typename T > AU$~Ap*rsa
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const [yXmnrxA
{ f1MRmp-f'
return FuncType::execute(l(t)); TVD~Ix
} sllT1%?
"l56?@- x
template < typename T1, typename T2 > `N *:,8j
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const A)&FcMO*z
{ 0N,<v7PX
return FuncType::execute(l(t1, t2)); s1D<R,J|H
} = {O ~
} ; :Z//
vmqa_gU\
@'R)$:I%L
同样还可以申明一个binary_op {Yj5Mj|#
OoSk^U)
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > &u.{]Yjx
class binary_op : public Rettype \)6glAtN
{ x%}D+2ro-t
Left l; u#@/^h;
Right r; W%!(kN&d
public : kh
W.
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} zeHF-_{
U>E:
Ub0r
template < typename T > Jj-\Eb?
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 5?k5J\+
{ <k:I2LF_
return FuncType::execute(l(t), r(t)); I\.|\^
} 5naFn m7%
:<qe2Z5k
template < typename T1, typename T2 > *,\"}x*
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const @V%\Gspv
{ qT$k%(
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); :\OSHs<M
} q-JTGCFl
} ; >|QH
I
d8
OIrm9D#
RV~fml9c
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 P}@AH02
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 N(&{~*YE
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) f^$,;
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。 Hf`i~6
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! GJ,&$@8)
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 3f7zW3F
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 =?RI`}vw_H
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) &h334N|4{
下面是修改过的unary_op hQn?qJy%W
<~smBd
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > p;+O/'/j
class unary_op N[I@}j
{ kTb$lLG\xk
Left l; UBaXS_c\
]RCo@QW
public : GE/!$3
]Y\$U<YjO
unary_op( const Left & l) : l(l) {} .@VZ3"
pDR~SxBXr
template < typename T > O?e9wI=H
struct result_1 yLa@27T\A
{ hd)Jq'MCS
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; L/8oqO|
} ; *()['c#CC
X1^VdJE
template < typename T1, typename T2 > TA[%eMvA
struct result_2 WX&IQ@
{ cJo%j -AM
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; \O|SPhaIf
} ; 7Jn%XxHq
]Z!Y*v
template < typename T1, typename T2 > #J[g
r_
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const C`.YOkpj
{ Vq'7gJj'
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); t1']q"
} uavATnGO{B
AFAg3/
template < typename T > 4=yzf
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const S#/BWNz|
{ 8}'iEj^e
return OpClass::execute(lt(t)); ';I}6N
} \"O5li3n
X=sE1RB
} ; >XgoN\w
P6gkbtg
.(@=L1C<}J
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug UsE\p9mCuV
好啦,现在才真正完美了。 (p{X.X+
现在在picker里面就可以这么添加了: cIU2 qFn[
Z<vz%7w
template < typename Right > T)! }Wvv
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const uMcI'=
{ 'm`O34h
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); #/G!nN #
} ~fXNj-'RW
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 `^)`J
lx`?n<-X
_^<vp
Cd%5XD^
,
'pYR]3
十. bind L ]')=J+
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 Jq_\r'YE
先来分析一下一段例子 S@,/$L
)PN8HJAArh
K?l|1jez(#
int foo( int x, int y) { return x - y;} u3h(EAH>
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 g0,~|.
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 yhH2b:nY(9
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。 Pp?P9s{
我们来写个简单的。 Q7+WV`&
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 7ZUN;mr
对于函数对象类的版本: 0F$|`v"0
#/qcp|m
template < typename Func > iA[T'+.Y
struct functor_trait fG 2)r
{ >{^_]phlb
typedef typename Func::result_type result_type; !.R-|<2|6
} ; }u^bTR?3
对于无参数函数的版本: #]Vw$X_S
X_PzK'#m
template < typename Ret > DwBe_h .
struct functor_trait < Ret ( * )() > OS[
s Qo5
{ 2f(`HSC'
typedef Ret result_type; f}c;s
} ; ?O25k!7
对于单参数函数的版本: i@/% E~ W
=9&2udV1
template < typename Ret, typename V1 > 1RkN^FZOxq
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 48p3m)5
{ KDN#CU
typedef Ret result_type; L4iWR/&
} ; whI4@#
对于双参数函数的版本: HVM%B{(
I(6%'s2
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > cC8$ oCR?
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ihkZs3}
{ Gb^63.}
typedef Ret result_type; g!0
j1
} ; h),;j`PrC
等等。。。 IsE&k2 SD
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ?"b __(3
wG O-Z']i
template < typename Func > H;=yR]E
struct func_return UB@(r86d
{ J.~@j;[2
template < typename T > }Z <I%GT
struct result_1 1^k}GXsWmE
{ >D=X
Tgqqq
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; !+$qSD,%x
} ; hx^@aI
#o&T$D5
template < typename T1, typename T2 > +HE,Q6-A
struct result_2 Pr>$m{
Z
{ m#h`iW
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; $I5|rB/4?
} ; &Hw:65O
} ; ^aaj=p:cV
*42KLns
`_ ^I 2
最后一个单参数binder就很容易写出来了 P#pb48^-
^(Gl$GC$Mu
template < typename Func, typename aPicker > -Ua5anzB
class binder_1 WDNj7
{ |(~IfSE2
Func fn; r%: :q^b3
aPicker pk; Xp;'Wa"@
public : T:j41`g%s
i(A`'V8GY
template < typename T > <,Gjo]z
struct result_1 %YxKWZ/?
{ E.#JCO|(1
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; #W:.Fsq
} ; ~U<j_j)z4.
#cR5k@
template < typename T1, typename T2 > 2zo>`;l
struct result_2 c%<81Y=
{ S*r }oX0
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; dhLd2WSyH
} ; # wn>S<
_WV13pnRu
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} b?k,_;\
m<Gd 6V5
template < typename T > qPu?rU{2
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ; <- f
{ 3meZ]u
return fn(pk(t)); P'}EZ'
} JNU9RxR
template < typename T1, typename T2 > 8f,",NCgc
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const yJx,4be
{ %5ov!nm7
return fn(pk(t1, t2)); } %3;j5 ;6
} 9'X "a
} ; g9GPyU
l2#~
ml~)7J
一目了然不是么? #E4oq9{0*W
最后实现bind "<oR.f=0
wKW.sZ!S1
B"7~[,he
template < typename Func, typename aPicker > a# 0*#&?7@
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) &w_8E+YZ
{ y=GDuU%
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); y] Q/(O
} D$hK
0Dd8c\J
2个以上参数的bind可以同理实现。 s$^ 2Cuhv
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 b#(QZ
<{V{2V#
十一. phoenix _)CCD33$
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 45+kwo0
p3%cb?G%w
for_each(v.begin(), v.end(), V(G{_>>
( [CnoMN
do_ } BP.t$_
[ r*7J#M /
cout << _1 << " , " jJ>I*'w
] NR^Z#BU
.while_( -- _1), &sq q+&ao
cout << var( " \n " ) c:DV8'fT
) <95*z @
); ?r0>HvUf!l
V g7+G( ,
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: AWZ4h,as{
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor 4YMUkwh
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 R<T5lkJ\/
那么我们就照着这个思路来实现吧: rp-.\Hl/a
Ze`ms96j{
pfk)_;>,
template < typename Cond, typename Actor > kDKfJp&a
class do_while s4 Uk5<
{ Si;eBPFH
Cond cd; kKQD$g.z6
Actor act; %e:
hVU
public : l)Cg?9
template < typename T > gC@=]Y
struct result_1 N[=R$1\Z
{ o`jV d,aj
typedef int result_type; n%dh|j2u
} ; (.M &nN'Ce
f<DqA/$
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} :JxuaM8
5X`m.lhUc
template < typename T > cTJG1'm
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ^O5PcV 3Eg
{ EU7mP
MxJ
do r-}C !aF]
{ }8'bXG+
act(t); i/DUB<>p6
} B?XqH_=0L
while (cd(t)); $8_b[~%2
return 0 ; _'r&'s;<z
} xirZ.wj W
} ; M-f; ,>
x8rp Z
}!vJ+
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ,|R\ Z,s
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 !uHVg(}
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 "qY_O/Eg]]
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 M[dJQ(
下面就是产生这个functor的类: alQ:'K
^X?3e1om
c(S66lp
template < typename Actor > >x1?t
class do_while_actor P_c9v/
{ .ktyA+r8v
Actor act; SnW>`
public : _$qH\>se
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} `oH6'+fT`;
&FzZpH
template < typename Cond > #.W<[KZf
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; 8<g9 ~L
} ; G
C3G=DTt
tsTCZ);(
=qTmFszT
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 dxeLu
最后,是那个do_ Oc?]L&a