一. 什么是Lambda
dpn&)?f 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
b=
ec?n #7 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,
w@$o *rFbehf H )%@WoBRj A8Z?[,Mq! class filler
kR~4O$riG {
mF:s-+ public :
ABe^]HlH void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
lGHu@(n< } ;
{ugKv?e; *9{Wn7pck/ %TTL^@1!b 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:
{*Wwu
f. {2*l :' iXS-EB/ hsVJ&-# for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
Sq8Q* B';>Hk =? *"V-l 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
Ihq@|s8 a;owG/\p .,K?\WZ vyOC2c8 二. 战前分析
ne24QZ~} 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。
Qufv@.'AY 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
wOkJ:k l=?y=2+ {UC<I.5X for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
RTA=|q /* --------------------------------------------- */
z,x"vK( vector < int *> vp( 10 );
OQ&D?2r transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
0uJzff!| /* --------------------------------------------- */
DCzPm/#b sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
lJY=*KB(6 /* --------------------------------------------- */
)MW}!U9G int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
}'0Xz9/ l /* --------------------------------------------- */
}vA
nP]!A5 for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
[qMO7enu# /* --------------------------------------------- */
=y]b|"s~2 for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
R9-JjG2v eh/OCzWH -R
\@W q@ k3.p@8@: 看了之后,我们可以思考一些问题:
T9<nD"=: 1._1, _2是什么?
?BvI/H5d 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。
j!o3g;j 2._1 = 1是在做什么?
"LIii1]k 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。
0THAI 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。
~#km0<r? :.<TWBo V eo52X&I 三. 动工
TY[d%rMm 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
0HuRFl n:."ZBtY* zXU{p\;)\ 3U.qN0] template < typename T >
"t&k{\$\ class assignment
17]31 {
qFChZ+3> T value;
%
j{pz public :
EI+/%., assignment( const T & v) : value(v) {}
:k/U7 2 template < typename T2 >
ftuQ"Ds T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
T`{MQ:s } ;
b!~%a ;C3?Ic g*.(!
! 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
m_I$"ge 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
vK7,O%!S lBZ*G nGgc~E$j A1}+j-D7!y class holder
Hf!4(\yN {
ER0#$yFpM public :
J15T!_AW< template < typename T >
PR6uw assignment < T > operator = ( const T & t) const
"UnSZ[;t {
.ehvhMuG| return assignment < T > (t);
<FT\u{9$ }
#$C]0]| } ;
-gGK(PIf !TZ/PqcE )stWr r& 由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上:
B2WX#/lgd oySM?ZE static holder _1;
;rAW3 Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
BQ0PV BXw,Rz } for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
)qXe`3d5 而不用手动写一个函数对象。
-" K:ve(K U)]natB A@AGu#W A"VXs1>_^ 四. 问题分析
k0Yixa 虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。
F+S#m3X 1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。
Q&Ahr 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
e`1s[ ^B 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
^O*hs%eO% 下面我们可以对这几个问题进行分析。
!Qa7- >&Q. .`q 五. 问题1:一致性
Q.$h![`6 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?|
NX_S 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
>*xzSd?\ ;FflEL<7Y struct holder
t3JPxg]0k' {
4!%LD(jB`B //
Y!$z7K
template < typename T >
G{=$/&St T & operator ()( const T & r) const
6dp_R2zH~o {
I;:_25WGC return (T & )r;
gdNp2b }
7/!C } ;
K):sq{ :#jv4N 这样的话assignment也必须相应改动:
jk}PucV &bu`\|V template < typename Left, typename Right >
`.WKU"To class assignment
oe"ShhT {
4\es@2 q Left l;
/loNOutw Right r;
:]hfmWC public :
1V?)zp assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
a Z,Wa-k template < typename T2 >
q0Pu6"^ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
(OJ9@_fgG[ } ;
|JQKxvjT &2pM3re/f 同时,holder的operator=也需要改动:
/*HSAjv muY^Fx template < typename T >
L$Z_j()2 assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
[_1G\z_iE {
Q3Lqj2r return assignment < holder, T > ( * this , t);
YWFHiB7x }
x^BBK' 0M -AIQ5 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
[~S0b 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
_lqAxWH <sOB j' return l(rhs) = r;
['1?'* 在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
*E_= 8OV 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
c7wgjQ[
R.;59s template < typename Tp >
>z$|O> j class constant_t
DR8dJ# {
<:-&yDh u const Tp t;
!iqz 4E public :
u\?u}t v constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
75i)$}_1B template < typename T >
J1t?Qj;f3 const Tp & operator ()( const T & r) const
!/j|\_O {
6V/mR~F1r return t;
li^E$9oWC }
Mq?21gW } ;
$hh=-#J8 -+/| 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
$=R\3:j 下面就可以修改holder的operator=了
VEm[F/' 9x<
8(]\ template < typename T >
^k=[P assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
n\U6oJN {
']x]X, return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
PnvLXE}F }
JJXf%o0yq enM 3 同时也要修改assignment的operator()
(@9}FHJzi ,3u19>2 template < typename T2 >
dtm@G|Ij T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
0nAS4Az 现在代码看起来就很一致了。
`mVH94{+I T^t`Hp 六. 问题2:链式操作
NunT2JP. 现在让我们来看看如何处理链式操作。
uc8>B&B% 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。
0"Hf6xz 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。
lom4z\6 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。
akoI LX~u 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
#a|5A:g% s!Vtwp9 template < typename T >
V,}cDT> struct result_1
i8F~$6C {
1'U-n{fD typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
:+n7oOV } ;
.w&Z=YM ?##GY;# 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:
oT w1w O"GzeEY7 template < typename T >
8~7EWl struct ref
X.Kxio
$o {
w *0T"hK typedef T & reference;
h/ic-iH(> } ;
%'
Fc%3 template < typename T >
1Cthi[B struct ref < T &>
Gf>T{Q`,is {
{S c1!2q typedef T & reference;
1Low[i } ;
z$A5p4=B'^ l8Ox]%F 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
6|9fcIh]B _G42|lA$/ template < typename T >
-.y3:^){^ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
eZHi6v)i {
<JlKtR&nSo return l(t) = r(t);
fO+;%B }
va)\uXW.N 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。
-z@}:N-uR 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
<GC:aG SU^/qF%8 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
%pdfGM9g _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
TQFD _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
`YJ`?p +5 调用divide的对象返回一个add对象。
6K&V} 最后的布局是:
ax$0J|}7 Add
#t\Oq9}^ / \
uAJC Q)@ Divide 5
qe0@tKim / \
{=kA8U _1 3
;tj_vmZ@R 似乎一切都解决了?不。
l#%w,gX 你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。
na~ r}77o 如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。
OTzh=Z^r OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码:
!Bd2$y. ^#%[ template < typename Right >
+r ' assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
\J6T:jeS, Right & rt) const
X~x]VKr/ {
'del|"h!M return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
i/->g:47P }
nWh?zf#{ 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
f-#fi7 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。
nBQG.3 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。
VFyt9:a 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。
R8axdV9( 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。
5s0H4 ?S 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?
E~24b0<7 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:
mu*wX'.' jjs-[g'} template < class Action >
"<kmiK/ class picker : public Action
xv
/w % {
TJCoID7a8 public :
-7lJ picker( const Action & act) : Action(act) {}
dJ$}] // all the operator overloaded
lA{Sr0fTP } ;
~-,<`VY -Q,lUP Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。
5dhRuc 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
F3?v& OyVp 3O template < typename Right >
Fw=-gb_. picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
xi-^_I {
<K)^MLgN return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
fO9e ; }
^ c:(HUo# Hkpn/,D5 Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
U,/>p=s 使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。
o rEo$e< Yx,
template < typename T > struct picker_maker
P
/Js!e<\ {
RS$e^_ W typedef picker < constant_t < T > > result;
[IMa0qs' } ;
idV4hMF9 template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
sb;81?| {
f9!wO';P6 typedef picker < T > result;
~6R|
a } ;
|n0 )s% 8` 2;A].5>l 下面总的结构就有了:
,]>Eg6B,u 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。
nF05p2Mh 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。
{>Zc#U' picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
]zu"x9-` 至此链式操作完美实现。
-\LB>\;qn ~v2_vEu}JX D=e&"V a 七. 问题3
TfMuQ i'> 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。
op[5]tjL KyDQ<Dq& template < typename T1, typename T2 >
=6/0=a[ ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
r..\(r {
0,,x|g$TpT return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
C:W}hA! }
2rne=L >Efv?8$E\ 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:
R}BHRmSQ 'AHI;Z~Gk template < typename T1, typename T2 >
TR]~r2z struct result_2
'Exj|Y& {
u=A&n6Q[Vo typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
|nB2X;K5~ } ;
>lRX+? ~c+0SuJ 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?
)
=sm{R%T 这个差事就留给了holder自己。
{3'z}q _"=Y j3?G% x?T/=C template < int Order >
1)vdM(y3j class holder;
wS#.Wzp.w template <>
*s<FE F class holder < 1 >
JZ'`.yK: {
MJb!+E+ public :
Uk5jZ| template < typename T >
)9,9yd~SI struct result_1
GAV|x]R {
/`3<@{D typedef T & result;
j$a,93P5 } ;
Ar N *9 template < typename T1, typename T2 >
a6fMx~ struct result_2
xn}sh[<:P {
Av]<[ F/ typedef T1 & result;
0 @~[SXR } ;
* 3WK`9q template < typename T >
YeK PoW typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
nxw]B"Eg {
Z25^+)uf*U return (T & )r;
pS;jrq
I# }
j-ZKEA{:1 template < typename T1, typename T2 >
I HgYgn typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
5Jlz$]f {
tUH#% return (T1 & )r1;
Y]Td+Zi }
+2!F6"hP } ;
Tt<Ry'Z$3 ](vOH#E template <>
1^TOTY class holder < 2 >
weYP^>gH' {
?>LsIPa public :
I#tn/\n template < typename T >
lZ'-?xo struct result_1
+eg$Z]Lht {
8lh{ R typedef T & result;
|]w0ytL>(2 } ;
iZyhj%# template < typename T1, typename T2 >
LcI,Dy|P struct result_2
76(-!Z@=J {
a39Kl_\ typedef T2 & result;
"WV]|
TS"] } ;
q4C$-W%rj template < typename T >
HNu/b)-Rb typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
<p;cR` %uE {
t
5g@t0$ return (T & )r;
wK!4:]rhG }
18jI6$DY template < typename T1, typename T2 >
7;ZSeQyC typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
+pURF&Pr {
p(fYpD return (T2 & )r2;
S;[9
hI+ }
(hEqh
nnm` } ;
g-q~0 ,dOd3y'y wM8Gz.9, 新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
*"2TT}) 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
l_Mi'}j 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
' !>t( Sa 21_>|EKp return l(i, j) = r(i, j);
x'tYf^Va28 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
n$i}r\
so c&vY0/ [ return ( int & )i;
,#@B3~giC return ( int & )j;
:
z*OAl" 最后执行i = j;
t>:2F,0K9 可见,参数被正确的选择了。
C(qqGK{ uU=O 0?'zq Y;JV9{j <iDqt5)N jl YnV/ ] 八. 中期总结
`Hld#+R 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:
O RAKg.49 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
of!Bz 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
SO^:6GuJ 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
o*& D; ^kA^>vi 1'@/jR tEh YQZ ppH5>Y
6c 8(J&_7u 九. 简化
\x\_I1| 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。
*(5y;1KU 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
!B_i~Rmg 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_ KLd 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
xFvDKW)_X7 +-*/&|^等
7m3|2Qv 2. 返回引用。
?4vf2n@ =,各种复合赋值等
d#6'dKV$ 3. 返回固定类型。
UT!gAU 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
8:E)GhX 4. 原样返回。
.cJWYMC operator,
MdM^!sk&` 5. 返回解引用的类型。
". #=_/op operator*(单目)
T5(]/v,UT 6. 返回地址。
6Tjj++b(* operator&(单目)
t4>%<'>e 7. 下表访问返回类型。
A82Bn|J operator[]
hqOy*!8'@ 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
rjqQWfShY operator<<和operator>>
DdJ>1504 Wm! lWQu7 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。
RQiGKz5
例如针对第一条,我们实现一个policy类:
,w&8 &wj zG)XB*c template < typename Left >
j}}:&>; struct value_return
|eH>55 b {
e%.Xya#\ template < typename T >
Hg$t,\j struct result_1
~u|k1 {
U"\$k& typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
)pELCk } ;
6apK]PT ,Yx"3i, template < typename T1, typename T2 >
k=">2!O/ struct result_2
6M^P]l {
(s`oJLW> typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
P6q`i< } ;
c4Q{ } ;
<5rs~ {v{qPYNyh "f/91gIzm' 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
}NX9"}/ P5
fp!YF 下面我们来剥离functor中的operator()
?M?S+@( 首先operator里面的代码全是下面的形式:
"A\.`*6 Q(Q.( return l(t) op r(t)
K6"#&0 return l(t1, t2) op r(t1, t2)
7u8HcHl return op l(t)
c
*<"& return op l(t1, t2)
44;ZX$HL return l(t) op
yO}RkRA return l(t1, t2) op
X]up5tk~ return l(t)[r(t)]
ukM11LD5x return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
'wh2787 5m2`$y-nb 很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式:
fT)u`voE, 单目: return f(l(t), r(t));
ia=eFWt. return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
i$MYR @ 双目: return f(l(t));
\GA6;6%Oo return f(l(t1, t2));
s%Ez/or(T 下面就是f的实现,以operator/为例
Z(g9rz']0 (Ic{C5' struct meta_divide
%tx~CD {
?M2#fD]e template < typename T1, typename T2 >
z@@w?>* static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
Lbb{ z {
K5X,J/n return t1 / t2;
O7r<6(q( }
9[.vtk\iyH } ;
a3}#lY): GMc{g 这个工作可以让宏来做:
|.kYomJ Hj&mwn] #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
v.Fq.
template < typename T1, typename T2 > \
b(@[Y(_R static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
:W]IJ
mI\ 以后可以直接用
HzADz%~ DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
y k=o 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
[AAG:` (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。。。)
:5kgJu &E98&[`7 L0ZgxG3:g 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
l+# l\q%l 2Eq?^ )s template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
QiDf,$t|, class unary_op : public Rettype
WSA;p=_ {
~`J/618 Left l;
dOm`p W ^ public :
Z.9?u; unary_op( const Left & l) : l(l) {}
aDJ\% lgR;V]^YX template < typename T >
}` &an$Mu typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
wPhN_XV {
,SEC~)L return FuncType::execute(l(t));
G/Ll4
: }
B+e$S%HV "zU}]|R template < typename T1, typename T2 >
WxNPAJ6YH typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
6k?,'&z|~ {
z}XmRc_Ko return FuncType::execute(l(t1, t2));
<hG=0Zc r }
&V.ps1 } ;
F_8<
tA6 .}KY*y 8J60+2Wa 同样还可以申明一个binary_op
#ma#oWqF } +h!OdWD9 template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
fBgW0o.Bu class binary_op : public Rettype
^T}6oUd {
&zVF!xNy& Left l;
*.g0;\HF Right r;
WJH)>4M# public :
NZUQ
R`5 binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
S<RJ46 c;M7[y& template < typename T >
{+Rf?'JZH typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
gO
C5 {
li>`9qCmI return FuncType::execute(l(t), r(t));
o_un=ygU }
kbij Zj{ `1I@tz| template < typename T1, typename T2 >
%lL^[`AR typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
R-v99e iN {
FcR(uv< return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
hY5G=nbO* }
VUfV=&D-*g } ;
3Q-i%7l oBVYgv) OG\TrW-ug 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
vIk;x 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
UNc!6Q-. DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
vfW 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。
*0y|0J+0 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
}=kf52Am,} 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。。。
SG6@Rn*^ 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
A]VcQ_e 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)
C)2Waj} 下面是修改过的unary_op
JaC
=\\B :5/P{Co( template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
k!/"J
; class unary_op
zbL!q_wO {
#lA8yWxr Left l;
8FY.u{93 qPgLSZv public :
9S"c-"y\# h> K~<BAz' unary_op( const Left & l) : l(l) {}
IvLo&6swW -Fcg}\9 template < typename T >
Y6(I
%hE` struct result_1
X2
{n&K {
7%aaqQ1T typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
5<-_"/_ } ;
]ZkhQ% ?y( D_Nt L template < typename T1, typename T2 >
> UT Ak struct result_2
@^Tof5?F? {
l#8SlRji typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
tz(\|0WDQ } ;
w#v8a$tT Z
P\A template < typename T1, typename T2 >
Wb! "L`m typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
)wU.|9o]M {
JX_hLy@` return OpClass::execute(lt(t1, t2));
e/@t U'$ }
)9sRDNr & i,on6 template < typename T >
#bX~.jKW typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
TV$Pl[m {
a9rn[n1Q return OpClass::execute(lt(t));
m>4jRr6sF }
Y)@mL~){ I>k>^ } ;
^WDAW#f*< )+]8T6~
N q$vATT 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
S4RvWTtQV 好啦,现在才真正完美了。
m&)5QX 现在在picker里面就可以这么添加了:
L(tA~Z"k !;'.mMO&% template < typename Right >
r&AX picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
=2HR+ {
&
[)1LRt_ return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
e|:#Y^ }
N>z<v\` 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。
b2;+a( k/+-Tq; u|m>h(O [n/'JeG5 19od#
d3+ 十. bind
D3#/*Ky 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。
Y40Hcc+Fx 先来分析一下一段例子
%x_c2 %GUu{n<6 \VmqK&9 int foo( int x, int y) { return x - y;}
8D[8(5 bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
Jd_w:H. bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
~.qzQ_O/ 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。
wN,DTmtD
我们来写个简单的。
m=&j2~<i 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
ODn6%fp% 对于函数对象类的版本:
rK%<2i ajIgL<x template < typename Func >
5Z{h!}Y struct functor_trait
%AbA(F {
J{$+\ typedef typename Func::result_type result_type;
+RexQE } ;
'LZF^m _<< 对于无参数函数的版本:
td^2gjr^5 ~@ZdO+n? template < typename Ret >
(uG.s %I struct functor_trait < Ret ( * )() >
reml|!F-) {
=PXQX(_ typedef Ret result_type;
n`";ctQT } ;
fsa 对于单参数函数的版本:
D8P<mIu}Y `_Bvaej?, template < typename Ret, typename V1 >
%lZ++?&^ struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
j.MpQ^eJ7 {
8%s^>.rG typedef Ret result_type;
eCB(!Y| } ;
a
p-\R 对于双参数函数的版本:
2 g"_*[ 910Ym!\{: template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
O[Xl*9P struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
X%W_cb2 {
O@[c*3]e typedef Ret result_type;
|fdr\t#'~ } ;
}^uUw& 等等。。。
=E Cw' 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
`6V-a_8;[ )|`eCzCB template < typename Func >
Q+|8|V}w struct func_return
)&di
c6r {
zI/)#^ SQ template < typename T >
0wZ_;FN*- struct result_1
<,qJ%kc {
dzDh V{ typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
P;[5#-e } ;
? lC.
Pq (j8tdEt template < typename T1, typename T2 >
?(GMe> struct result_2
WT Pp/Nq' {
GSg|Gz""J0 typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
/0QGU4= } ;
dw,Nlf~*0 } ;
2SU G/-P# 6GCwc1g f!;i$Oif 最后一个单参数binder就很容易写出来了
BQWEC,*N !}wJ+R ^2 template < typename Func, typename aPicker >
0S@O]k) class binder_1
d;&'uiS {
g~_cYy Func fn;
evf){XhT;n aPicker pk;
Kx9Cx5B public :
<mlQn?u ]bO{001y, template < typename T >
9_'xq.uP struct result_1
@`2<^-r\ {
'U]= T< typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
Q&:%U } ;
y
XZZ)i_ DZ~w8v7V template < typename T1, typename T2 >
BMU}NZA struct result_2
<{m!.9g9 {
4s/4z@3a typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
^
ab%Mbb } ;
X0
&1ICZ u2K{3+r`' binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
";B.^pBv@; 6N(Wv0b $ template < typename T >
sKIWr{D typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
jEfrxlj {
.!0),KmkK return fn(pk(t));
@K36?d]e }
a$Eqe_ template < typename T1, typename T2 >
pH.wCD:1n typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
6}mbj=E` {
"|RP_v2 return fn(pk(t1, t2));
<4}zl'. }
/b,M492 } ;
`L`*jA+_ ghd~p@4 E^L 一目了然不是么?
|Hg )!5EJ 最后实现bind
9,Zg'4",d #6'oor X Vnuz!
6. template < typename Func, typename aPicker >
{'Nvs_{6 picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
`Bx3grZ
7& {
QQPbKok> return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
!%J;dOcU }
/s& xI RL |.y~ 2个以上参数的bind可以同理实现。
v=nq P{ 另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。
T8>:@EL-k JC`|GaUy 十一. phoenix
:FwXoJc_+5 Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
u7G@VZ Ux5 `kIzT!HX for_each(v.begin(), v.end(),
G_zJuE$V (
aKS
2p3 do_
`;WiTE)&) [
Z `O.JE cout << _1 << " , "
/%}+FMj ]
5%(J +d .while_( -- _1),
NuI9"I/ cout << var( " \n " )
uSbOGhP )
9Am&G );
4IG=mG) >x@]wsj 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:
X!&DKE 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
M_+&XLnzsJ operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
!y$Hr[v 那么我们就照着这个思路来实现吧:
{%.
_cR2 <`5>;Xn= K"VphKvR template < typename Cond, typename Actor >
LtbL[z>] class do_while
EHkb{Q8 {
k:s}`h_n Cond cd;
k(<5tv d Actor act;
HxAq& J;xu public :
/A}3kTp template < typename T >
f 7{E(, struct result_1
OGg9e {
Htl6Mr*{ typedef int result_type;
^DXERt&3 } ;
dsX{5 7!w@u6Q do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
J}EQ_FC"$ {,.1KtrSN template < typename T >
,)'!E^n typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
pSkP8'
? {
im9 B=D do
/XS6X {
pBiC act(t);
[J\5DctX;c }
:Gqyj_|< while (cd(t));
9=@j]g| return 0 ;
4Ub_;EI> }
*$/7;CLq } ;
yw"FI!M >WE3$Q>bi y/mxdPw 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
G%S=K2v 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。
_X;^'mqf~ 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。
LdI) 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。
iq,qf)BY.| 下面就是产生这个functor的类:
w_@NT} VE4!=4 ,=B
"%=S template < typename Actor >
~cy/\/oO class do_while_actor
SEXeK2v {
}cgEC- Actor act;
)52:@=h*l public :
15VOQE5Fl` do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
ps"crV-W cKh { s template < typename Cond >
f<9H#S: picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
flIdL, } ;
iHr{
VQ VF!?B> RO'MFU<g 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
ZJsc ?*@ 最后,是那个do_
4pV.R5: @!'Pr$` c_}i(HQ class do_while_invoker
rOyK==8/Fg {
IGEf*! public :
Namw[TgJ template < typename Actor >
C>$5<bx do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
8NudY3cU! {
_ot4HmD return do_while_actor < Actor > (act);
h|yv*1/| }
G^p>fy~ } do_;
qWKpnofa v~q2D" 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
{,*G}/9< 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
;nji< 最后来说说怎么处理break和continue
~-GgVi*I 显然break的语义超出了我们的能力范围,然而却是有一个东西很适合模拟其行为,那就是异常。
T=:O(R1*0 具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]