一. 什么是Lambda :G4)edwe
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 &BOG&ot
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, /St d6B*
(.~,I+Cz'
,<O|#`?"@G
CyKupJ.Fq
class filler W@t{pXwLv
{ 0RF<:9@x2
public : fO{'$?K
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} zbZN-j#
} ; OrRU$5Lo
V8947h|&
,e@707d`\
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: v$~ZT_"(9
c:u2a/Q?
1Q!^%{Y;
[pzo[0G 'v
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); \=
G8
8,&pX ga
1$v1:6
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 7hAc6M$h;
1#V&'A
oV;I8;#\J
f-5}`)`.+
二. 战前分析 yv(\5)XF
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。 H|8i|vbi
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 GmdS~Fhp
js[H $
tD+K4
^
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); w9,w?%F
/* --------------------------------------------- */ 28,g 'k!
vector < int *> vp( 10 ); V\/5H~L
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); yIf>8ed]#
/* --------------------------------------------- */ Ey]P
>J
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); i{MzQE+_^
/* --------------------------------------------- */ pIgjo>K
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); `7jdV
/* --------------------------------------------- */ \w=*:Z
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); qM9> x:V
/* --------------------------------------------- */ +8 }p-<a
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); (;2]`D [x
+`+r\*C5
;T|hNsSt
tW \q;_DSr
看了之后,我们可以思考一些问题: 2X`5YN;
1._1, _2是什么? nD!5I@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。 nA.~}
2._1 = 1是在做什么? %)}y[
(
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。 pVC;''E
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。 ~IS3i'bh
;hkzL_' E)
!3Ed0h]Bfa
三. 动工 KB a
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: +7$zL;ph=n
Vbp`Rm1?
[' cq
x`Ik747^v
template < typename T > o]WG8Mo-
class assignment X@^"@
{ 7rjS.
T value; ,_U3p ,
public : . *c%A^>
assignment( const T & v) : value(v) {} 95^-ptO{1`
template < typename T2 > (a@}J.lL
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } #2Z\K>L
} ; )kt,E}609
`dm}|$X|
*S\/l-D
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 :'K%&e?7s
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment $#HUxwx4
B$&&'i%
Z)dE#A_X
;`}b
.S=n
class holder 0|OmQ\SQ
{ #(o( p
public : [a\>"I\[
template < typename T > RtScv
assignment < T > operator = ( const T & t) const 2R`/Oox
{ 4<l&cP
return assignment < T > (t); f}?q
} UkgiSv+
} ; '`/w%OEVC5
O>Ao#_*hOb
<"}WpT
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: >
@n?W"
ZE"Z_E;r
static holder _1; XE.Y?{,R$
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 6),VN>j
"&N1$$
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); X.hVMX2B
而不用手动写一个函数对象。 YMIX|bj6Y
i~;Yrc%AEX
<|c[
#f
bT#re
四. 问题分析 X8| 0RU@f
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。
D?@e,e
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。 @g==U{k;t
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 _do(
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 <s(<ax30
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ,]8$QFf
h0n,WU/Kw
五. 问题1:一致性 )Qixde>]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?| z! /
MBM
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 iVqa0Gl+}
@Sd l~'"
struct holder oZ"93]3-
{ ,`;Dre
// O*y@4AR"S
template < typename T > BZ-)XF'4
T & operator ()( const T & r) const xH/Pw?^
{ ?j-;;NNf
return (T & )r; E-XFW]I
} #vBS7ba
} ; UJ1Ecob
3FpS o+
这样的话assignment也必须相应改动: q+}Er*r
BHEZ<K[U
template < typename Left, typename Right > Th\t6K~
class assignment b.sRB1
{ bsgr g
Left l; p@bcf5'
Right r; #+6t|
public : T!pjv8y@R
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Q2 @Ugt$
template < typename T2 > Nw|m"VLb
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 4>$weu^
} ; M}*#{UV2
Ss
c3uo 0
同时,holder的operator=也需要改动: 2$%E:J+2:$
@N,I}_ 9-
template < typename T > [Csv/
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const %9P)Okq
{ 268H!'!\
return assignment < holder, T > ( * this , t); 7d"gRM;
} >djTJ>dl_u
kEpCF:@A
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。 ;^Y]nsd
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ^lCQHz
F^)SQ%xx
return l(rhs) = r; )OgQ&,#
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。 D?<R5zp
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 6m!%X GZT
i%a jL
template < typename Tp > !JE=QG"
class constant_t qD?-&>dBWi
{ <4QOjW
const Tp t; T%p/(
public : 1L:sck5k
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} #pm0T1+jW
template < typename T > |.c|\e z/
const Tp & operator ()( const T & r) const X9xXL%Q
{ BV`,~n:
return t; XexslzI
} ,}hJ)
} ; =9@t6
0zvA>4cq)
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 g<"k\qs7
下面就可以修改holder的operator=了 ,@]rvI6x
S0uEz;cE
template < typename T > _Bhm\|t
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const Q-,,Kn
{ WnL Ma|e
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); 6xsB#v*
} pg;y\}
GDUOUl&
同时也要修改assignment的operator() =
rLL5<
6s$jt-bH
template < typename T2 > !04zWYHo
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } !^EdB}@yS
现在代码看起来就很一致了。 `[*n UdG
4v("qNw#
六. 问题2:链式操作 ca{u"n
现在让我们来看看如何处理链式操作。 h72#AN
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。 ?U;KwS]%
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。 D+"-(k
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。 j~a"z4 0
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct It
.`
?\D=DIN-r
template < typename T > Xob,jo}a
struct result_1 ueM[&:g&MU
{ Q-:IE
T
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 2UF
,W]
} ; UD@u hL
6mH --!j
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: ^bjaa
+9[/> JM
template < typename T > ;=?f0z<
struct ref /QeJ#EHn
{ l1h;ng6
typedef T & reference; O0Vtvbj
} ; \~#$$Q-qtU
template < typename T > ;HOOo>%_K
struct ref < T &> %di]1vQ
{ U(jZf{`Mz
typedef T & reference; [4_JK
} ; ;F;"Uw
JGB 9Z
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: wCwJ#-z.=
C25r3bj
template < typename T > { eU_
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const B)bq@jM
{ L`M.Htm8
return l(t) = r(t); 6_s_2cr
} Snav)Hb'
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。 O&Ws*k
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 lOc!KZHUp
covr0N)
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 W_##8[r(?
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ;hsem,C h7
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 )TmqE<[
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 !)}3[h0
最后的布局是: hLZ<h7:
Add opKk#40
/ \ ;B'5B]A3
Divide 5 :RH0.5)
/ \ DeAi'"&
_1 3 .[1"3!T
似乎一切都解决了?不。 u9:+^F+
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。 >brf7h
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。 Ev R6^n/
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: 9<9 c^2
|Mm9QF;iA
template < typename Right > H</Mh*Fl2G
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const (61_=,jv\h
Right & rt) const ^zMME*G
{ A@W/
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); [CBhipoc
} QB Nnvg4v
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 a*pwVn
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。 g@va@*|~d
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。 Jf/X3\0N7
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。 mv,<#<-W
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"]/3`k-
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? t~luBUF
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: %4%$NdU"
=`b/ip5
template < class Action > 4rmSo^vK
class picker : public Action {x+"Ru~7,
{ ^+ hJ& 9W
public : m5G9
B-\?
picker( const Action & act) : Action(act) {} : *~}\M*
// all the operator overloaded 8+L,a_q-
} ; v[aFSXGj)
: DxCjv
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 wQ 7G_kVp
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: J<
E"ZoY
oPX `/X#
template < typename Right > AF=9KWqf
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const 3N'f Hy
{ P~>E
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); j A 9!
} )]=1W
98%M`WY
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > <h$Nh0
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。 C/JeD-JG
]<pnHh+2A
template < typename T > struct picker_maker 6a+w/IO3OU
{ ha;Xali ]
typedef picker < constant_t < T > > result; fI/?2ZH
} ; Y\.ds%G
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > nTJ-1A7EP
{ 3
e19l!B
typedef picker < T > result; 6hE. i
x
} ; ,+u.FQv~
=1JS6~CTLN
下面总的结构就有了: _?vh#6F
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。 "!9hcv-;
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。
Gj~1eS
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 B]`!L/
至此链式操作完美实现。 n>)'!
/D]V3|@E
X" hoDg
七. 问题3 JYY:~2
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。 d$3;o&VUNI
eb])=
template < typename T1, typename T2 > .HM1c
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Y:~A-_
{ %{fa
.>6
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); G2bZl%
,D
} RGeM.
23lLoyN
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: J3]W2m2Zw
ECO4ut.d
template < typename T1, typename T2 > F/"Q0% (m
struct result_2 a?zn>tx
{ >q'xW=Y
j\
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 3f u*{8.XZ
} ; 6 9 PTo
'f#i@$|]
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? ?P+n0S!
这个差事就留给了holder自己。 z/JoUje
ArFsr
Kk}|[\fW
template < int Order > sHqs)@D
class holder; fpjy[$8
template <> *^BW[C/CTR
class holder < 1 > }!5x1F!
{ B! `Dj,_
public : FS3MR9
template < typename T > W\'njN
struct result_1 I9! eL4e
{ Ub0hISA
typedef T & result; /Hox]r]'e
} ; vyME
template < typename T1, typename T2 > F{#m~4O
struct result_2 Q*S|SH-cZ0
{ w/8`]q
typedef T1 & result; xbh4j!FD$
} ; 7x/S4Gs'4
template < typename T > E<[_L!2
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ZZkxEq+D
{ AL%gqt]
return (T & )r; }{! #`'s
} }Yi)r*LI3
template < typename T1, typename T2 > dmq<vVxC
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const wq|~[+y
{ C~do*rnM^
return (T1 & )r1; p!+7F\
} S?X2MX
} ; dQoZhE
Uoskfm
template <> Wq bfZx
class holder < 2 > g/)$-Z)Nu
{ }PZz(Ms
public : R&w2y$
template < typename T > L53qQej<
struct result_1 Q^^.@FU"x
{ \5+?wpH
typedef T & result; k,EI+lC X
} ; {U$qxC]M
template < typename T1, typename T2 > v&6=(k{E@R
struct result_2 hjuzVOE|W
{ _%HpB=
typedef T2 & result; r52X}Y
} ; '~dE0ohWb
template < typename T > K3eYeXV
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const MA:2]l3e
{ Hpo/CY/
return (T & )r; 0-)D`s%
} 87/!u]q
template < typename T1, typename T2 > 9n$0OH
/q
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const '64&'.{#>r
{ >28.^\?H4
return (T2 & )r2; GZ L{~7n
} J`6X6YZ
} ; ~~U2Sr
~,
hPi
0D[D;MW
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> >。 $rB20!
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: -1tdyCez
首先 assignment::operator(int, int)被调用: !J34yro+s
cJEOwAN
return l(i, j) = r(i, j); O"otzla
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) X(D$eV
u3!aKXnv<
return ( int & )i; _9Pxtf
return ( int & )j; cz8%p;F:
最后执行i = j; HaP0;9q
可见,参数被正确的选择了。 | v?
pS
9aLS%-x!+
-Yaw>$nJ
Qm|Q0u
>*xa\ve
八. 中期总结 }*!7
Vrep
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: j1!P:(
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 b8V]/
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 2.I'`A
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor \V@Hf"=j
` [ EzU+
Nw'3gJ:
j@0/\:1(U
\NYtxGV[Z
X-oHQu5
九. 简化 Q AJX7
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 B;M{v5s~]
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 39;Z+s";
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: =*q|568
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 Te%'9-jk
+-*/&|^等 RjO9E.nm
2. 返回引用。 sPCp20x:y8
=,各种复合赋值等 @MfuV4*
3. 返回固定类型。 O?uT'$GT
各种逻辑/比较操作符(返回bool)
Bp3%*va
4. 原样返回。 =d/\8\4
operator, Lc>9[!+#
5. 返回解引用的类型。 ;!<WL@C~
operator*(单目) Wt +,6Cq
6. 返回地址。 RUTlwTdv
operator&(单目) h+mM
7. 下表访问返回类型。 2[&3$-]
operator[] R5LzqT,/N:
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 0\tk/<w2
operator<<和operator>> X !5
$!c)%qDq
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。 GyV3 ]Qqj
例如针对第一条,我们实现一个policy类: !F0MLvdX7^
wj>mk
template < typename Left > tt=?*n
struct value_return H'myd=*h~8
{ GS |sx
template < typename T > Ti/t\'6
struct result_1 r3o_mO?X
{ L&1VPli
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; (~/VP3.S
} ; uLYz!E+E
e{edI{g
template < typename T1, typename T2 > !1f8~"Z
struct result_2 $'3`$
{ +zxj-diM
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; u,0N[.&N
} ; xq:.|{HUk
} ; <dx
xXzLT
_//)|.6c3
bWv4'Y!p
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait =z'w-ARy
DSY:aD!
下面我们来剥离functor中的operator() U^4
/rbQ
首先operator里面的代码全是下面的形式: SCl$+9E
N9r}nqCN
return l(t) op r(t) :+ef|,:`/
return l(t1, t2) op r(t1, t2) lkf(t&vL2
return op l(t) ~je#gVoUR
return op l(t1, t2) JGPLVw
return l(t) op >=hOjV;
return l(t1, t2) op YV*s1t/
return l(t)[r(t)] -f0Nb+AR
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] jR@j+p^e
>:M3!6H_~{
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: -;_`>OU{
单目: return f(l(t), r(t)); ` bd
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); >9c$2d|>
双目: return f(l(t)); ]!J 6S.@#+
return f(l(t1, t2)); @SA*7[?P
下面就是f的实现,以operator/为例 PF@+~FI
vS-k0g;
struct meta_divide yc5C`r +6
{ "Mgx5d
template < typename T1, typename T2 > :mLcb.E
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) C=ni5R
{ )/H=m7}1h
return t1 / t2; mLU4R Q}5
} @cPb*
} ; f3e#.jan
U0'> (FP~2
这个工作可以让宏来做: U@+
@Mc
uR{HCZ-
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ u2
a
U0k:
template < typename T1, typename T2 > \ (OT /o&cQ
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 3*$A;%q
以后可以直接用 @'U9*:}U
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 5Qhu5~,K
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 ~dfc
(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。。。) t>|Y-i3cb
Go3EWM`Cd8
{hB7F"S
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 ghm5g/
y0qrl4S)v
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 9Vz1*4Ln
class unary_op : public Rettype h)BRSs?v_D
{ Q[^IX
Left l; Dt)\q^bH)
public : {dJC3/Rf
unary_op( const Left & l) : l(l) {} !b0'd'xe
Vu '/o[nF>
template < typename T > pv&:N,p
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 3o%,8l,
{ YQOdwcLG
return FuncType::execute(l(t)); %3scz)4$
} R0y={\*B5k
IbC(/i#%`
template < typename T1, typename T2 > IlsXj`!e
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const /2-S/,a
{ v!?bEM3D
return FuncType::execute(l(t1, t2)); n'=-bj`
} (&0%![j&
} ; A_1cM#4
d_=@1JM>
8R Wfv}:X
同样还可以申明一个binary_op 6H67$?jMyJ
<jF]SN
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > cc7*O
class binary_op : public Rettype ^D\1F$AjC
{ xc[@lr
Left l; YLVV9(
Right r; 9tsI1]1[m
public : 4k_&Q?1
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} zQ9"i
$j:$
`
template < typename T > $u_0"sUV
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const !Uz{dFJf;
{ o9G%KO&;D,
return FuncType::execute(l(t), r(t)); L ^} Z:I
} 0F-X.Dq
1C\OL!@L
template < typename T1, typename T2 > S!<YVQq
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const !TY9\8JzV
{ |t*(]U2O0
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); t
m?[0@<s
} n"8vlNeW
} ; IY6DZP
S-{[3$
c^vPd]Ed
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 \"B?'Ep;
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 7l> |G,[c
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) D].!u{##
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。 u
Jy1 vI
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! YO7Y1(`
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。。。 Wr Ht
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 BDSZ '
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) ){`s&? M0
下面是修改过的unary_op :b)IDcW&j:
HQ~`ha.
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > %JM:4G|q
class unary_op $ysemDq-a\
{ `Bk7W]{L
Left l; R06L4,/b
)I'?]p<
public : C( 8i0(1
W[BZ/
unary_op( const Left & l) : l(l) {} )=l~XV
jY%&G#4
template < typename T > cHOtMPyQ
struct result_1 MTo<COp($
{ nmZz`P9g
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; <<`*o[^L
} ; :;W[@DeO[
B.CUk.
template < typename T1, typename T2 > A^:[+PJHN
struct result_2 E^w2IIw
{ ifj%!*
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 0"7%*n."2
} ; I|69|^
D/)wg$MI
template < typename T1, typename T2 > x8k7y:
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 's>
{ &5puGnTZ
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); [P.M>"c\
} j#QJ5(#
1O@
qpNm
template < typename T > q/U(j&8W{
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const n&ZArJ
{ r(;oDdVc
return OpClass::execute(lt(t)); {Q],rv|;
} FY_.Vp
d%_=r." Y
} ; 6 "fYSn>
ir/m.~?
-F=?M+9[
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 VuA7rIF$66
好啦,现在才真正完美了。 k7JE{(Ok
现在在picker里面就可以这么添加了: WLl_;BgN
q1ybJii
template < typename Right > "%fh`4y3\
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const 0/K?'&$yvb
{ u3 k%
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); <knf^D<"
} $/;D8P5/&=
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。 nZZNx
a (AKVk\
su;u_rc,
G165grGFd
~hK7(K
十. bind G8=2=/ !
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。 e??tp]PLn
先来分析一下一段例子 ZoX24C'
m>yb}+
HVO
mM17
int foo( int x, int y) { return x - y;} n%'M?o]DF
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 TNe,'S,%
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 ZrY#B8
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。 p}q27<O*/
我们来写个简单的。 $ N`V%<W
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 9U[Gh97Sf
对于函数对象类的版本: |dIP &9
Qn=3b:S-
template < typename Func > e_'/4
n
struct functor_trait a&:1W83
{ ;pe1tp
typedef typename Func::result_type result_type; H$'|hUwds%
} ; U\aP
对于无参数函数的版本: =k.:XblEe[
EdGA#i3
template < typename Ret > ,fWQSc\}
struct functor_trait < Ret ( * )() > ;W%nBdE6|
{ <0lXJqd
typedef Ret result_type; aAM!;3j]B`
} ; F6>K FU8
对于单参数函数的版本: :5)Dn87
EUBJnf:q
template < typename Ret, typename V1 > CTawXHM
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Q{%2Npvq
{ dRwOt
typedef Ret result_type; :"m~tU3&
} ; (w4w
对于双参数函数的版本: y8} fj=
7$3R}=Z`\q
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > S1jI8 #z}_
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > m(0sG(A~
{ 4I7B
#{
typedef Ret result_type; 7AwV4r*:
} ; [5[}2B_t
等等。。。 F`!B!uY
然后我们就可以仿照value_return写一个policy fP 1V1ao
c:#<g/-{wM
template < typename Func > b#ga
struct func_return zED#+-7
{ yx5F]Z<M2
template < typename T > b-*3]gB
struct result_1 6P,vGmR
{ ]U[y3
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Pjz_KO/
} ; WFWQ;U{|
^gw htnI
template < typename T1, typename T2 > [6 d~q]KH
struct result_2 GMk\
l
{ k^<s|8Y
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; TUE*mDRmP
} ; }f
rij1/G
} ; pypW
gut[q
DI9hy/T(
最后一个单参数binder就很容易写出来了 -,xCUG<g
:Y? L*
template < typename Func, typename aPicker > ;8F|Q<`pV
class binder_1 /zt9;^e
{ 4%! #=JCl
Func fn; (<M^C>pldf
aPicker pk; ?yAp&Ad
public : +65OR'd
#Z;6f{yWf
template < typename T > nsT]Yxo%M
struct result_1 6yDj1PI
{ ,m4M39MWJ
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; JA]TO(x
} ; 0!4;."S
cnJL*{H<2
template < typename T1, typename T2 > '5^$v{
struct result_2 g/*x;d=
{ m(2(Caz{
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; "n<rP 3y
} ; 7JC^+rk
c}XuzgSY
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 2bJqZ,@
^O>G?a
template < typename T > euxkw]`h6
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 3k%fY
{ woSO4e/
return fn(pk(t)); v %?y5w
} B #o/3
template < typename T1, typename T2 > 8PN/*Sa
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const .`I;qF
{ \o|5/N
return fn(pk(t1, t2)); 1yFVF
} L#
} ; yQP!Vt^
aJ!(c}N~97
xXa* d
一目了然不是么? S7|6dwQ&
最后实现bind xg:r5Z/|)
C-wwQbdG/
l7{]jKJue
template < typename Func, typename aPicker > f82$_1s^
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) *HT)Au"5
{ |_<'qh
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 5,Q3#f~!
} )^Ha?;TS
rwZI;t$hf
2个以上参数的bind可以同理实现。 tQ:g#EqL9B
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。 tVAWc$3T
;f]p`!]
3
十一. phoenix h;q=<[h\
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 96NZrT
t h!$R
for_each(v.begin(), v.end(), ,5Vc
( >rbHpLm1`
do_ 8Ce|Q8<8]
[ y15 MWZ
cout << _1 << " , " K;n2mXYGM
] fG *1A\t]
.while_( -- _1), 7m4gGkX#r
cout << var( " \n " ) "PFczoRZ
) E?VPCx
); 0r4,27w
&1=Je$,
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: k!&G; 6O-
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor |igr3p5Fw
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 PIZnzZ@Z;
那么我们就照着这个思路来实现吧: "7]YvZYu0
>DFpL$oP
MC
8t"SB
template < typename Cond, typename Actor > 5}
v(Ks>
class do_while 'ycr/E&m{
{ dkHye>
Cond cd; ?&ow:OH+
Actor act; G,{=sFX
public : OpNTyKbaD
template < typename T > z;c~(o@4
struct result_1 7o+JQ&fF;
{ ;~A-32;Y4
typedef int result_type; Fwu:x.(
} ; 0
|/:m
fbl8:c)I
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} qI] PM9
r8R]0\
template < typename T > YmBo/I M
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ]+U:8*
{ )A@
}mIs"
do 8+7n"6GY2/
{ tQrF A2F
act(t); .C6wsmQ
} k$ya.b<X/
while (cd(t)); }3b3^f
return 0 ; b I%Sq+"}
} pBZf=!+E
} ; nV[0O8p2Md
: ~RY
Czl4^STiC
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). @;6I94Bp
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。 #5Q?Q~E@
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。 "M-zBBY ]
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。 zeC@!,lH
下面就是产生这个functor的类: Z(|@C(IL0\
mQbpv'N
a/4!zT
template < typename Actor > uVSc1MS1
class do_while_actor 0h3-;%
{ tRUGgf`
Actor act; ?(t{VdZSzQ
public : t PJW|wo
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} H3}eFl=i2
hJ)\Vo
template < typename Cond > Wzn!BgxRr
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; JU6PBY~C'
} ; {vp|f~}zTw
A`#/:O4|f
)335X wA+
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 b0PQ;?R#V
最后,是那个do_ We8n20wf<
J~e%EjN5e
T#o?@;
class do_while_invoker o+wG69
{ '\,|B
x8Q
public : ?k 4|;DD
template < typename Actor > Iu)76Y@=5=
do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const M%3P@GRg
{ &8!~H<S
return do_while_actor < Actor > (act); &