一. 什么是Lambda hVz] wKP
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 kY?tUpM!TB
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, O/U? Wq
HSWki';G
Z3yy(D>*
UEx13!iFo
class filler nG";?TT
{ ;\v&4+3S
public : 2F+"v?n=\
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} ^mg:<_p
} ; I 12Zh7Cc:
H|_@9V
?YMBZ
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: ohbU~R3{U
EDz;6Z*4N
x`c7*q%
1tq ^W'
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); eR,/}g\
dl"=ZI
'^
0hhxTOp
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Ab]tLz|Z
2i0;b|-=
_9]vlxgtG(
-wrVEH8
二. 战前分析 {
"M2V+ep
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。 41]a{A7q
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 `#'j3,\6
wAw1K 2d
.'&pw}F
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); o5j6(`#;
/* --------------------------------------------- */ I(Qz%/ Ox
vector < int *> vp( 10 ); c9G%;U)
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); [-VK!9pQ
/* --------------------------------------------- */ $ OG){'X
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); v)T#
iw[
/* --------------------------------------------- */ B~E">}=!
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); @dk-+YxG
/* --------------------------------------------- */ /{: XYeX
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); %Z4*;VwQ
/* --------------------------------------------- */ E}KGZSj
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); $#-rOi /
8R%<~fq r
SswcO9JCX3
<5D4h!
看了之后,我们可以思考一些问题: Xy%||\P{)
1._1, _2是什么? {Ef.wlZ
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 <{k`K[)
2._1 = 1是在做什么? ZG0^O"B0
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 6}m `_d?
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 Lu{/"&)
G^tazAEfo
?_FL
'G
三. 动工 V'e%%&g~N
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: Q
8Hl7__^
Wlxmp['Bh
@I-,5F|r
@!=Ds'MJC
template < typename T > &ocuZ-5`
class assignment JRi:MWR<r
{ Ovc9x\N
T value; _]33Ht9
public : 1Xo0(*O
assignment( const T & v) : value(v) {} z]r'8Jc
template < typename T2 > v@|<.
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } ~h_
_Y>
} ; &BLCP d
J}&U[ds p
y~\ujp_5w
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 qF4tjza;k
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment "d:rPJT)(@
vRH^en
'KIT^k0"Ih
C{}PO u
class holder J{^md0l
{ Mib.,J~
public : iphC\*F
template < typename T > iAZ8Y/
assignment < T > operator = ( const T & t) const !p/SX>NJ
{ i_Hm?Bi!F
return assignment < T > (t); ]y6{um8"
} m=sEB8P
} ; Fy"M 4;7
Et!J*{s
&n;*'M
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: -'g>i
w")
G:K
static holder _1; )-_^vB
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 3 nG.ah
+Ps.HW#NY
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); I)V=$r{
而不用手动写一个函数对象。 g%l ,a3"
2L1y4nnbwo
CyR`&u
nf^?X`g
四. 问题分析 beBG40
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。 aaig1#a@1b
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。 u0Wt"d-=
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 g}v](Q
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 j{OA%G(I
下面我们可以对这几个问题进行分析。 @>Yd6C
R1X'}#mU
五. 问题1:一致性 sJ|pR=g)!
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?| q4[8\Ua
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 {6H[[7i
}lIc{R@H
struct holder V*b/N
{ *sOb I(&
// 3~T ~Bs
template < typename T > S~);
T & operator ()( const T & r) const (O{OQk;CF
{ *rmC3'}s
return (T & )r; ?4%H(k5A
} [(@K;6o
} ; R>O_2`c
It[51NMal
这样的话assignment也必须相应改动: c'i5,\ #X
,fp+nu8,
template < typename Left, typename Right > UqI #F
class assignment 4HGTgS
{ i8V\ x> 9
Left l; HpEd$+Mz
Right r; L]H'$~xx*
public : g8N"-j&@
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ksC_F8Q+
template < typename T2 > 6p4BsWPx
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } M5h
r0R{
} ; xT"V9t[f
QCW4gIp
同时,holder的operator=也需要改动: 9>&zOITTaL
xRD+!3
template < typename T > ;[::&qf
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const ;|WUbc6&g
{ d5l42^Z
return assignment < holder, T > ( * this , t); /eQAGFG
} p75 o1RU
S/XU4i:aV
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。 aDdGhB
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 \Ip)Lm0
;stuTj@vH
return l(rhs) = r; Ab ,^y
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。 nZbI}kcm
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: oIE
1j?
:EV.nD7
template < typename Tp > $XhMI;h
class constant_t BuV71/Vb{Q
{ P`lv_oV
const Tp t; ekhv.;N~
public : ie6c/5
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} wtek5C^
template < typename T > \Osu1]Jn>
const Tp & operator ()( const T & r) const ==[=Da~
{ ZRxOXt&;
return t; aj`&ca8
} fs
ufYIf
} ; rw'+2\
'(5GRI<
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 GM6,LzH
下面就可以修改holder的operator=了 lD,2])>
J 6KHc^,7
template < typename T > :/T\E\Qr
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const 8 ??-H0P
{ |Mq+QDTTw~
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); G\gjCp?!
} TN0KS]^A3
O=2|'L'h!
同时也要修改assignment的operator() U=G49~E
]j3> =Jb;
template < typename T2 > Mh7m2\fLbd
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } yiZtG#6K{
现在代码看起来就很一致了。 0)WAQt\/
>R F|Q
六. 问题2:链式操作 2$Mnwxfk
现在让我们来看看如何处理链式操作。 >$ZG=&
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 oN1D&*
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 Wi&v?nm
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 XR+
SjCA
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct Ks%0!X?3q
X+;[Gc}(W
template < typename T > ?Zb+xN KJ(
struct result_1 3NpB1lgh&:
{ i5}Z k r
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; DO:,PZX
} ; J9mK9{#q
?#K.D vGJ
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: *C*ZmC5
?),b902C
template < typename T > |Vpp'ipr
struct ref x?wvS]EBg
{ H3rA
?F#+*
typedef T & reference; =p@`bx
} ; !2|Lb'O
template < typename T > cdMSC7l!
struct ref < T &> hObL=^F
{ XG/xMz~
typedef T & reference; Ooz,?wU6
} ; LE8<JMB
*k LFs|U
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: c| ?(>
aN0[6+KP;
template < typename T > ;b {#$#`=
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const =
7y-o
{ arL>{mj
return l(t) = r(t); 7H3v[ f^Q
} 59Pc:Gg;
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。 R0-0
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 bB_LL
T3{O+aRt
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 TWRP|i!i
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: RCR= W6
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 oV%:XuywT
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 VExhN';
最后的布局是: B"GC|}N)v
Add ;"MChk
/ \ *J-pAN
Divide 5 G8M~}I/)
/ \ <Q|\mUS6
_1 3 wp?:@XM
似乎一切都解决了?不。 {W,5]-
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。 uFWA] ":is
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。 s%D%c;.|
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:
DN2 ]Y'
s>>&3jfM
template < typename Right > roS" q~GS,
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const v,-Tk=qP
Right & rt) const |A3"Jc.2o
{ IBT>&(cnV
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); T)zk2\u
} eft=k}
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 pQa51 nc
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。 O\=Z;}<N
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。 F1yn@a "=J
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。 *?m)VvR>|
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。 X/4CXtX^
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? oXG_6E!^
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: `jE[Xt"@
wo`.sB&T
template < class Action > 8:TX9`,
class picker : public Action 7:UeE~uB:
{ x$LCLP#$H
public : }3*<sxw7<
picker( const Action & act) : Action(act) {} Bq8#'K2i,
// all the operator overloaded xGsOnY;
} ; ~}_^$l8#-Q
*u$aItx
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。 *Dp&;, b
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: if'=W6W
kORWj<
template < typename Right > /!Rva"
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const 2|,$#V=
{ >fC&bab
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Z[@ i/. I
} Oa/^A-'Q
e4YfJd
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ;?Pz0,{h
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 9
/H~hEVK
s-CAo~,
template < typename T > struct picker_maker iWt%Boyi
{ [(n5-#1S
typedef picker < constant_t < T > > result; JO|j?%6YY
} ; k[x-O?$O@
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > K&[0`sH!
{ `:C1Wo^<
typedef picker < T > result; RE t&QP
} ; ]t0o%w
5Dkb/Iagi
下面总的结构就有了: s@L ;3WdO
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。 N]W*ei
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。 Nn_fhc>
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 dy6zrgxygP
至此链式操作完美实现。 2?
E;(]dQ
=CQfs6np:N
VD.TosVeWo
七. 问题3 \92M\S
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。 q{9vY:`[
NO*,}aeG
template < typename T1, typename T2 > u$JAjA
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const "Da1BuX\
{ T, #-: }
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); *8)?ZZMM
} C1-U2@
6[t<g=
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: \6
\bD<
?62zv[#
template < typename T1, typename T2 > hrniZ^
struct result_2 v6)QLp
{ xsZN@hT
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; J^"_H:1[
} ; *9n[#2sM<
1:eWZ]B5"
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? =o(}=T>:"
这个差事就留给了holder自己。 KF7w{A){
D*.3]3-I
Oem1=QpaC
template < int Order > ~|KqG
class holder; `v?hL~
template <> 8$-MUF,
class holder < 1 > 6Jgl"Jw8
{ j"jssbu}
public : 8J,^O04<
template < typename T > `O7vPE
struct result_1 Apu-9|oP
{ ]:f.="
typedef T & result; ^?e[$}
} ; 'N{1b_v?
template < typename T1, typename T2 > <);j5)/
struct result_2 /[6wm1?!
{
'Ft81e)/
typedef T1 & result; XB'rh F8rl
} ; oN}\bK
template < typename T > ~T}D#}
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const E zcch1
{ Hl$qmq
return (T & )r; Q^{TcL8
} g(P7CX+y
template < typename T1, typename T2 > f?Ex$gnI
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 2@(+l*.Q
{ *c#DB{N
return (T1 & )r1; iB0r+IbR
} U,b80%k:
} ; vT5GUO{5
b$2=w^*
template <> 3~`\FuHHe
class holder < 2 > xDe^>(,"
{ rE*yT(:w
public : `_yksh3zL4
template < typename T > ,8*A#cT
B
struct result_1 OC5oxL2HTe
{ 0084`&Ki
typedef T & result; QY+{ OCB
} ; G$zY&
template < typename T1, typename T2 > 9@t&jznt<
struct result_2 8+!G/p
{ UVXruH
typedef T2 & result; e[k\VYj[
} ; Fz8& Jn!
template < typename T > WA}'[h
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const T72Li"00
{ !T`g\za/
return (T & )r; =0e>'Iw2
} ?o V.SG'
template < typename T1, typename T2 > fe4/[S{a
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Tx?s?DwC
{ 1mgw0QO
return (T2 & )r2; ^/2O_C
} [GyPwb-
} ; v2|zIZ
s,-<P1}/
L^^f.w#m
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> >。 "j%Gr:a
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Y+S<?8pA
首先 assignment::operator(int, int)被调用: \.P'8As
J{Ij
return l(i, j) = r(i, j);
mC]Krnx
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) tklS=R^Vn
k5&}bj-
return ( int & )i; j; /@A
lZl
return ( int & )j; SFWS<H(IN
最后执行i = j; AJ
0Bb7
可见,参数被正确的选择了。 Xj?LU7
d}E6d||A
;d7Qw~v1s
L%7WHtU*#
R
"W=V
八. 中期总结 = r=/L
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: B%Oi1bO
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 Uwiy@T Z
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 I-s$U T[p
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor e,vgD kI;
<O9WCl
cL%eP.
_uh@fRyh
@zR_[s
};(2 na
九. 简化 o)
eW5s,6
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 {KqW<X6Hp
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ld~*w
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: 5k_%%><: q
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 "=f,4Zbj
+-*/&|^等 |b
Z
58{}
2. 返回引用。 Y0'~u+KS`5
=,各种复合赋值等 Sr10ot&ox
3. 返回固定类型。 UL8"{-`_\
各种逻辑/比较操作符(返回bool) ue
*mTMN
4. 原样返回。 pv|D{39Hs
operator, 0/+TQD!L
5. 返回解引用的类型。 tV.96P;)/9
operator*(单目) r-BqIoVT
6. 返回地址。 aj+I+r"~
operator&(单目) >48)@sS
7. 下表访问返回类型。 q[Y*.%~
operator[] YWhS< }^
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 1p>&j%dk
operator<<和operator>> kJXy)
Re\V<\$J
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 "'8o8g
例如针对第一条,我们实现一个policy类: o AS 'Z|
53^1;
template < typename Left > AQBr{^inH|
struct value_return [aC2ktI
{ h1_KZ[X
template < typename T > jK=-L#hz
struct result_1 d~d~Cd` V
{ l$p"%5]_
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 3Z)vJC9'
} ; 'UCF2L
)vur$RX
template < typename T1, typename T2 > wmv/?g
struct result_2 WAw} ?&k
{ .=b)Ae c
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ! F&{I
} ; d 7QWK(d
} ; n;dp%SD
Y6%O 9b
;@u+b0
j
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 8>^O]5Wo`X
_Ai\XS
Am
下面我们来剥离functor中的operator() tdRnRoB
首先operator里面的代码全是下面的形式: 5E|/n(
T;I>5aQ:q4
return l(t) op r(t) +Y^/0=6h
return l(t1, t2) op r(t1, t2) eYjr/`>O
return op l(t) UD r@
return op l(t1, t2) Jqi^Z*PuX
return l(t) op Q,f5r%A.
return l(t1, t2) op *j=
whdw%J
return l(t)[r(t)] [[:wSAO>6'
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] b_0Xi
Hb *&&
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: &@D,|kHk
单目: return f(l(t), r(t)); "^iw {]~U
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); bxg9T(Bj
双目: return f(l(t)); A=k{Rl{LA
return f(l(t1, t2)); ddjaM/.E
下面就是f的实现,以operator/为例 G&*2h2,]
)![?JXf
struct meta_divide ('p~h-9Vi
{ ,NaNih1
template < typename T1, typename T2 >
bR5+({yH
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) D7x"P-ie
{ HTCn=MZm
?
return t1 / t2; >'lte&
} -5yEd>Z
} ; 3+jqf@ fO
9a9{OJa6M
这个工作可以让宏来做: UYb:q
y|%rW
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ h|1 /Q
(
template < typename T1, typename T2 > \ JuT~~Z
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; :AB$d~${M>
以后可以直接用 n P4DHb&5
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) dAcy;-[[P
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 ',p`B-dw
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) 5zF7yvS.w
vJfex,#lv
*<_8]C0>
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 VS \~t
qMe$Qr8
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 9rmOf Jo:
class unary_op : public Rettype It@.U|
{ $/Q*@4t
Left l; 7.l[tKh
public : g k[8'
unary_op( const Left & l) : l(l) {} LN?W~^gsR
TM|ycS'
template < typename T > u>.qhtm[
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const q G%'Lt
{ G u-#wv5@
return FuncType::execute(l(t)); %9A6c(L
} |^i+Srh
>{^&;$G+*
template < typename T1, typename T2 > W`^Zb[
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const E(oI0*S.5
{ 7x^P 74
return FuncType::execute(l(t1, t2)); 58Fan*fO
} z\8Kz ]n~
} ; F\Gi;6a
:)\<
$>;U^- #3
同样还可以申明一个binary_op tQ:)j^\
Ln})\
UDK)
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > xCMcS~
3/
class binary_op : public Rettype @4D$Xl
{ !(soMv
Left l; y#Ao6Od6
Right r; /K"koV;
public : 4cni_m]
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 8`*Wl;9u
G.,dP+i
template < typename T > q]Cmaf (
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const @<tkwu
{ mRw &^7r
return FuncType::execute(l(t), r(t)); h$FpH\-
} +tNu8M@xFo
>?q()>l
template < typename T1, typename T2 > kmm1b (
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const UHYnl]
{ *;wPAQE
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); d3#
>\QCD9
} eEIa=MB*
} ; d3AOuVUf
:Uf\r
`a9
Q0I22?
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 V&E)4KBOs
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 EC2KK)=n}
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) JZP>`c21y]
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 +.T&U7xV
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! f YR*B0tu
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 lz1l1.f8
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 `Li3=!V[
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) MS-}IHO
下面是修改过的unary_op YT6<1-E#
%SL'X`j
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > cbD&tsF
class unary_op N*N@wJy:5
{ @JS O=8
Left l; ika/ GG
GQOz\ic
public : ,mR$YT8
o })k@-oL
unary_op( const Left & l) : l(l) {} NuKktQd
z!quA7s<]
template < typename T > :[oFe/1K!4
struct result_1 s88lN=;
{ UW*[)y w]
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; /ov&h;
} ; FV>LD% uu
xJ)hGPrAl
template < typename T1, typename T2 > %Uj7g>
struct result_2 -ckk2D?
{ ][1*.7-
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; SyFOf
} ; ~{hcJ:bI
_6v|k}tW'Y
template < typename T1, typename T2 > JJ5s
|&}
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const !SAjV)
{ GU\}}j]
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); #y }{ 'rF?
} P)Vm4u
1
|'xVU8
template < typename T > R87-L*9B^0
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const xwr<ib:
{ i>w'$ {
return OpClass::execute(lt(t)); >L F
y:a
} !N- -
&)@|WLW
} ; B>}=x4-8
:gMcl"t--
Mvq5s +.
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 47b=>D8
好啦,现在才真正完美了。 g/&`NlD
现在在picker里面就可以这么添加了: 6\ g-KO
m0+X 109
template < typename Right > :|3n`,
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const SnsOuC5Ah
{ kYBy\
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); t(YrF,
} j^
VAA\
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。 $gU6=vN1#
~{7/v
kZXsL
E? 1"&D
m
kXGJZ$
十. bind ;*K@8GnU
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。 ]03+8#J
先来分析一下一段例子 j3`#v3
v|:2U8YREf
eHUr!zH:
int foo( int x, int y) { return x - y;} \^O#)&5 V
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 <u2rb6
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 Y;ytm
#=
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。 fG2hCP+
我们来写个简单的。 #jAlmxN
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: #flOaRl.
对于函数对象类的版本: bkfwsYZx
=~M%zdIXv
template < typename Func >
<WN?
struct functor_trait eYd6~T[9
{ i`-,=RJ
typedef typename Func::result_type result_type; rxZ%vzVQ>
} ; LWQ.!;HY p
对于无参数函数的版本: [jb3lO$Xa
[\(}dnj:
template < typename Ret > k*)O]M<,
struct functor_trait < Ret ( * )() > ^.5`jdk
{ 8zv=@`4@G
typedef Ret result_type; }}Gz3>?24=
} ; }TjiYA.
对于单参数函数的版本: GORu*[U8
o RT<h
template < typename Ret, typename V1 > egcJ@Of
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Q@B--Omfh
{ 7?Vo([8
typedef Ret result_type; ?+{=>{1
} ; 3n{'}SYyz
对于双参数函数的版本: kigq(a
vK\n4mE[,
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > CG!/Lbd
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > Q>qx?
g
{ u~MD?!LV
typedef Ret result_type; ~ZbEKqni2
} ; F/c7^
等等。。。 l
AF/O5b
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ~Q7)6%
u2=gG.
template < typename Func > >iefEv\
struct func_return x8H%88!j*
{ 3QlV,)}
template < typename T > 6*3J3Lc_<
struct result_1 ^+Ho#]
{ W\xM$#)m
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 9Yih%d,
} ; H"hL+F ^
.yp"6S^b
template < typename T1, typename T2 > |BrD:+
struct result_2 oNV5su
{ V_Owi5h
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Z]-C,8MM
} ; pAwmQS\W
} ; C1
qyjlR
a&yIH;-
fJ"#c<n
最后一个单参数binder就很容易写出来了 -&87nR(eW
V. sIiE
template < typename Func, typename aPicker > ~I^}'^Dbb
class binder_1 1eG@?~G
{ 4
qdLH^dX
Func fn; {4u8~whLp
aPicker pk; d0(GE4+/
public : BPAz.K Q
q0Rd^c
template < typename T > iO^z7Y7
struct result_1 &%YFO'>>}
{ @bu5{b+8
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; yxfV|ox
} ; -
zaqL\
.;6G?8`
template < typename T1, typename T2 > [5&zyIi
struct result_2 Q8:`;W
{ wFr}]<=Mi
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ,>-Q#
} ; Zkn$D:
iy&*5U
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} :/e=J
v` 9^?Xw)
template < typename T > )u{)"m`&[J
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const lNV%R(
{ Mp;yvatO
return fn(pk(t)); .BLF7>
M1
} fneg[K
template < typename T1, typename T2 > :v/6k
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const }@Mx@ S
{
0>D:
return fn(pk(t1, t2)); D8+68_BEM
} ^Pc>/lY$Q%
} ; G$\2@RT9[
BV=L.*
LM_/:
一目了然不是么? Pw4j?pv2
最后实现bind p_hljgOV
t(SSrM]
;d17xu?ks
template < typename Func, typename aPicker > 6MC*2}W
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 6km{=
```
{ 3HsjF5?W
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); o6e6Jw
} >m!l5/
_#c^z;!
2个以上参数的bind可以同理实现。 =2%EIZ0oW
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。 ^'8T9N@U
{b@rQCre7
十一. phoenix c"+N{$ vp
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 7#Qa/[? D
*b"(r|Ko
for_each(v.begin(), v.end(), Ty]/F+{
( EXz5Rue
LV
do_ p9<OXeY
[ S3"js4a
cout << _1 << " , " DI=Nqa)r
] {aq\sf;i{
.while_( -- _1), b~ ?TDm7
cout << var( " \n " ) U5mec167
) =+gp~RR,
); t"1'B!4
;_0)f
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: JWG7QH
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 ^o't&
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 )@Yp;=l
那么我们就照着这个思路来实现吧: WfVkewuPo
{jzN
%+$P<Rw7
template < typename Cond, typename Actor > xJ9_#$ngeM
class do_while =5&)^
{ Yfy6o6*:
Cond cd; lwLK#_5u
Actor act; 2]NP7Ee8Z
public : uVqJl{e\
template < typename T > ;?;D(%L
struct result_1 :o$ R@l
{ @u/<^j3Q
typedef int result_type; 1G|Q~%cv
} ; <9bQAyL9
c>K/f7
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} Xj$J}A@
|aN0|O2
template < typename T > fDq,
)~D
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const fRT:@lV
{ bi!4I<E>k
do <Q=ES,M
{ ^e8R43w:!
act(t); \{da|n-
} P<kTjG
while (cd(t)); ZP?k |sEH
return 0 ; c}mJ6Pt
} #s1M>M)
} ; ;JFE7\-mC
NpD}7t<EF
c
i7;v9
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). %e7{ke}r
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。 oKt<s+r
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。 X5wS6v)#(
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。 6u7(}K
下面就是产生这个functor的类: /+RNPQO O
u7j-uVG
z/fRd6|[
template < typename Actor > @.*[CC;&
class do_while_actor ~<