一. 什么是Lambda
o;3j:#3 | 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
8NnhT E 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,
z>6.[Z(T c
Qld$ u\`/Nhn ~6p5H}'H1 class filler
6|QTS|! {
P,(9cyS{ public :
~\2;i]| void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
ucw`;<d8 } ;
7g-Dfg.w t-_#Q bzE{ S#,+Z7 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:
$h,d?
.u6w ZQ|5W6c rB,ldy,f {`a(Tl8V for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
8Bq-0=E 8+9\7* Fav?,Q,n 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
{Jrf/p9w '}_=kp'X )&>L !,z X1Qr_o-BR 二. 战前分析
ThtMRB)9 首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。
6_WmCtvF 开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码
mxgqS=` jDkm:X}: -!l^]MU for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
L${m/@9 /* --------------------------------------------- */
:WVSJ,. ! vector < int *> vp( 10 );
Uls+n@\! transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
DE%fF,Hk3 /* --------------------------------------------- */
VrVDm*AGQ sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
w^ 3|(F /* --------------------------------------------- */
?b56AE int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
6.[)`iF+# /* --------------------------------------------- */
?H`j>]%& for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
6F(hY !}5 /* --------------------------------------------- */
vHS2q
> for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
guU=NQZ +s ULo #G[t X6gU *#zS^b n 看了之后,我们可以思考一些问题:
m~;B:LN< 1._1, _2是什么?
CI^[I\$& 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。
}w#F6 2._1 = 1是在做什么?
h(nj,X+ 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。
>zQOK- 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。
88+
=F
XG T<P0T< ]w!0u2K<Q\ 三. 动工
wqP2Gw7jh6 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
>VP5vkv= z|I0-1tAK dq(E&`SzK i3P9sdTD template < typename T >
Hs$'0: class assignment
~q 7;8<U {
H'Nq#K T value;
-G-3q6A public :
BKay*!'PX assignment( const T & v) : value(v) {}
~ltg template < typename T2 >
>k;p.Pay% T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
\%TyrY+`K } ;
<[ZI.+_Wt =G4u#t) *1$ 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
w.z<60%},0 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
~@D/A/| A@2Bs5F 5rloK" RJhK$\ class holder
^&Q<tN7 {
E=]]b;u-n public :
et` 0Je template < typename T >
5]d{6Nc3P assignment < T > operator = ( const T & t) const
)S*1C@ {
b# u8\H return assignment < T > (t);
f!x[ln< }
m'bi\1Q } ;
5$%XvM doR4nRl9 0q#"clw 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:
n1,S_Hs
JRY_nX static holder _1;
:RiF3h( Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
FshC )[w, h&`y$Jj for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
_~&9*D$
{> 而不用手动写一个函数对象。
<^c3} lL0M^Nv m(_9<bc> Us=eq "eu 四. 问题分析
Vm,,uF 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。
I3(d<+M 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。
"(f`U. 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
oL-2qtv 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
RgZOt[!. 下面我们可以对这几个问题进行分析。
nZ
E )_ +D`*\d1 五. 问题1:一致性
MA*
:<l 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?|
:$%>4+l 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
lP3h<j E
oe}l
struct holder
uR:rO^ {
! %Ny0JkO //
?aWx(dVQ template < typename T >
gCJIIzl%Bh T & operator ()( const T & r) const
hqDqt"dKz {
Ilq=wPD}j return (T & )r;
R5(T([w' }
[E|uY]DR } ;
[Y8S[YY q7_+}"i 这样的话assignment也必须相应改动:
(s&&>M]r_ ?JXa~.dA template < typename Left, typename Right >
UQPU"F7. class assignment
g)1X&> {
dYF=c Left l;
1m)M;^_ Right r;
!MV@)
(. public :
W5 ec assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
suVmg-d template < typename T2 >
FFvCi@oT T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
NBOCt)C;H } ;
r4Q|5kT*i zK;XFN#U^ 同时,holder的operator=也需要改动:
O|'1B>X }r3~rG<D71 template < typename T >
K 1W].(-@4 assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
!20XsO {
76@qHTh} return assignment < holder, T > ( * this , t);
H=~9CJ+tc }
f~ U.a.Fb >5ChcefH 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
s&Yi 6:J 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
8ObeiVXf) v("wKHWTI@ return l(rhs) = r;
r*XLV{+4 在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
DNP@A4~ 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
G%{0i20_ Apfnx7Fv template < typename Tp >
;Gd~YGW^# class constant_t
MbA\pG'T {
4 b,N8 const Tp t;
PJ\0JR7a public :
{_>em*V b constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
5o0Ch template < typename T >
:]II-$/8 const Tp & operator ()( const T & r) const
Ed-M7#wY {
tSHFm-q` return t;
Vw~\H Gs/~ }
@PSLs*
} ;
m;,xmEp 7wVH8^| 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
^3~e/P KM 下面就可以修改holder的operator=了
^?GmrHC) y7lWeBnC template < typename T >
1[PMDS_X assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
a`c:`v2o {
$B
.Qc!m return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
go'j/4Tp }
/'wF2UR :dnJY%/q 同时也要修改assignment的operator()
T@YGB]*Y h{'t5&yY template < typename T2 >
[hh/1[ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
/aqEJGG> 现在代码看起来就很一致了。
+%0z`E\?M# `I;F$ `\ 六. 问题2:链式操作
K5 KyG 现在让我们来看看如何处理链式操作。
\ |!\V 其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。
K$[$4 dX] 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。
U[\Vj_?(I 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。
Q[u6|jRt 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
>n*\ bXf J/x2qQ$9 template < typename T >
AkBMwV struct result_1
P'$ `'J]j {
u8L$]vOg typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
MMQ;mw=^] } ;
v ~)LO2y
n/Dp"4H%q 那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为:
%,q.),F anN#5jt template < typename T >
<48<86TP struct ref
\}"m'(\c {
0C$vS`s& typedef T & reference;
5M_Wj*a}7 } ;
l=m(mf?QBg template < typename T >
lB;FUck9 struct ref < T &>
Ol/N}M|3 {
xge7r3i typedef T & reference;
elPE%' } ;
S::>N.y CA s>AXbs 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
;H0 {CkH ko\):DN template < typename T >
'MxSd( T
= typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
F"jt&9jg {
K|r Lkl9 return l(t) = r(t);
L^`}J7r }
|oFAGP1 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。
2N [= 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
sM2MLh 'D b/("Y.r= 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
$'wq1u _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
%Y nmuZ _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
dA~
3>f*b_ +5 调用divide的对象返回一个add对象。
Xyx"A(v^l 最后的布局是:
,FSrn~-j9 Add
Dm0a.J v / \
n6Z|Q@F Divide 5
+cu^%CXT / \
k!L@GQ _1 3
/n,a?Ft^N) 似乎一切都解决了?不。
6"
B%)0 你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。
bn9;7`>. 如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。
zw@'vncc OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码:
o^p M[]A2'fS template < typename Right >
L:&k(YOBA assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
E8[T Right & rt) const
v3[@1FQ" {
\,G#<>S return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
(R}ii}& }
5TKJWO. 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
OjE`1h\ XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。
wIvo"|% 因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。
Vm1-C<V9 最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。
A<MtKb
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。
`)$_YZq|SR 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?
VR?^HA9 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:
19e8 #s5N[uK^m template < class Action >
rRFAD{5) class picker : public Action
olux6RP[B {
}?8uH/+ZA public :
T D@v9 picker( const Action & act) : Action(act) {}
:$3oFN*g // all the operator overloaded
>]D4Q<TY } ;
@* ust>7 e /K#>, Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。
GIwh@4; 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
?\=/$Gt `CE^2 template < typename Right >
NZLAk~R;0 picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
vb{i {
r#i?j}F} return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
\_6OC Vil }
,El!fgL 2\D8.nQr Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
;t#]2<d* 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。
LJlZ^kh aBuoHdg; template < typename T > struct picker_maker
V&{MQWy {
rJyCw+N0 typedef picker < constant_t < T > > result;
>h~IfZU1 } ;
je,}_:7 template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
= "ts`> {
+a@GHx4- typedef picker < T > result;
%|W.^q } ;
l ,|%7- a6xj\w 下面总的结构就有了:
7*+]wEs 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。
RzKb{>
;A 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。
NPnHH:\; picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
%:v`EjRD0 至此链式操作完美实现。
=qVP] 9 ~#K@ADYr gk0.zz([ 七. 问题3
tA.`k;LT 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。
L71!J0@a# nSx8E7 |V template < typename T1, typename T2 >
(t^n'V ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
~:4kU/] {
>H][.@LyR return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
\*T"M*; }
f>j wN@( +|cI:|H> 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:
>TL^>D b&)5:&MI template < typename T1, typename T2 >
<i?a0 struct result_2
^Mkk@F&1 {
;!>Wz9 typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
Xf'=+f2p } ;
`(y(w-:W1 ,U,By~s 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?
sUkm|K`# 这个差事就留给了holder自己。
6rti ' E\7m<'R )}v3q6?_ template < int Order >
R9vT[{!i class holder;
eP1nUy=T template <>
5/><$06rq class holder < 1 >
^?"\?M1 {
cV
K7 public :
0rSIfYZa template < typename T >
[4Ll0GSp struct result_1
{16<^ {
pE]?x$5U typedef T & result;
zSTR^sgJ } ;
qeL pXe0c template < typename T1, typename T2 >
Ji'(`9F&a struct result_2
Z$KLl(( {
-!M,75nU typedef T1 & result;
R"Liz3Vl% } ;
's?Ai2=# template < typename T >
Nt`b;X& typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
S:Q! "U {
~^I>#Dd return (T & )r;
: 9!%ZD }
"bQ[CD template < typename T1, typename T2 >
FjfN3#qlg typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
9W7#u}Z {
j|fd-<ng return (T1 & )r1;
t
!`Jse> }
y7\"[<E`(V } ;
Fqq6^um nt1CTWKM8^ template <>
v9RW5 class holder < 2 >
*V^ #ga#A {
&[R8Q|1j public :
O>y'Nqz template < typename T >
MhEw
_{? struct result_1
!eR3@%4 {
S0/usC[r typedef T & result;
$P
o} } ;
V3N0Og3 template < typename T1, typename T2 >
cR{>IH 4^ struct result_2
4'pS*v {
:PYtR typedef T2 & result;
.lG5=Th! } ;
PaB!,<A template < typename T >
Z,7R;,qX typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
kYwb -; {
1$lh"fHU return (T & )r;
1nhtM }
5~
' Ie<Y_ template < typename T1, typename T2 >
*ZSdl0e typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
A1Y7;-D {
zdun,`6 return (T2 & )r2;
#Doq P: }
SjEAuRDvUz } ;
|+IZS/W" ,1{Ep` hqSJ(gs{ 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> >。
!/{+WHxIr| 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
Oc?+M 5 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
&p
UZDjo? R>@uY(>dJ return l(i, j) = r(i, j);
Vn=qV3OE] 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
KLQTKMNv S]3Ev#> return ( int & )i;
?dZt[vAMn return ( int & )j;
9 t
n!t 最后执行i = j;
;,'igdold 可见,参数被正确的选择了。
oS,I~}\kQ NVV}6TUV '(&%O8Yi JWP*>\P V:NI4dv/R 八. 中期总结
XJ0{
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:
7sNw 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
d^ ZMS~\* 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
^}yg%+ 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
8euZTfK9e cTZ.}eLh ,38Eq`5&W Tsb{25`+ Br>Fpe$q4 u~zs*
qp 九. 简化
lb'Cl 3H 很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。
`'_m\uo 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
SU _SU". 首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种:
W{cY6@ 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
Q-TV*FD. +-*/&|^等
&:*q_$]Oz 2. 返回引用。
9~IQw#< =,各种复合赋值等
0"k|H& 3. 返回固定类型。
[p r"ZQ] 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
Y]`.InG@ 4. 原样返回。
6qvp*35Cx operator,
E9!N>0 5. 返回解引用的类型。
s=I'e/"7 operator*(单目)
\g)Xt?w0Wo 6. 返回地址。
RH;:9_*F operator&(单目)
g\oSG) 7. 下表访问返回类型。
3#kitmV operator[]
g\A
y`.s 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
u8zbYd3 operator<<和operator>>
}}{!u0N},V 6"j_iB 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。
{.e=qQ%P5) 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
:q##fG'm/ iP~,n8W template < typename Left >
*y[PNqyd struct value_return
XV>JD/K2 {
Y OyX[&oi template < typename T >
rPzQ8< struct result_1
sPAg)6&M {
0Rxe~n1o typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
H/F+X?t$0 } ;
q]&.#&h ]ekk }0 template < typename T1, typename T2 >
Vsq8H}K struct result_2
DmqX"x%P {
zRl~^~sY typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
DLPUqKL] } ;
+';>=hha } ;
E|"=.
T 8U2dcx:G3 VU|dV\> 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
j|.} I V)o,1
下面我们来剥离functor中的operator()
\J^ 首先operator里面的代码全是下面的形式:
2+8#H. y9Y1PH7G return l(t) op r(t)
]bCq=6ZKR return l(t1, t2) op r(t1, t2)
]
7;f?+ return op l(t)
][PzgzG return op l(t1, t2)
~o3Hdd_#}N return l(t) op
C}g9'jY return l(t1, t2) op
XdgUqQb} return l(t)[r(t)]
Zwt; d5U return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
\~rlgxd "+ "{+k5t 很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式:
"GT4s?6O 单目: return f(l(t), r(t));
@!=\R^#p return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
{kI#A?M 双目: return f(l(t));
f}%D"gz return f(l(t1, t2));
JM$.O;y
- 下面就是f的实现,以operator/为例
nHFrG
=o, "LhUxnll struct meta_divide
.o{0+fC# {
I lR\
# template < typename T1, typename T2 >
?gGt2O1J static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
yQS+P8x&|] {
yWPIIWHx! return t1 / t2;
EER`?Sa( }
S|AM9*k9 } ;
"pxzntY| &Y P#M| 这个工作可以让宏来做:
USJ-e DbX{#4lx #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
{aKqXL[UP template < typename T1, typename T2 > \
F#|O@.tDG static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
P'@<:S| 以后可以直接用
84zTCX DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
%bXx!x8( 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
< O*6T%; (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。。。)
;d.K_P !#ri5{od =Yo1v=wxN 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
eS/B24;* =%)+%[wv template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
!{,F~i9 class unary_op : public Rettype
EC&@I+'8Q {
;|%dY{L- Left l;
;E2>Ovv public :
YEu1#N unary_op( const Left & l) : l(l) {}
[t\B6XxT }n,Zl>T9 template < typename T >
Myat{OF typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
dth&?/MERL {
fpyz' return FuncType::execute(l(t));
XK(`mEi
}
+KGZHO! =]R3& ]#n template < typename T1, typename T2 >
0X2@CPIFf typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
ij5g^{_T;8 {
8$N8}q% return FuncType::execute(l(t1, t2));
NMO-u3<6. }
w
JwX[\ } ;
$Kj&)&M Z[!d*O%R_ Ey{%XR+*; 同样还可以申明一个binary_op
1iT\df 23(=Xp3;> template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
73A)lU. class binary_op : public Rettype
iJFs0?* {
{Ee>n^1 Left l;
B-.v0R`5 Right r;
X#a`K]!B public :
57{oh") binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
{)f~#37 ExSe=4q# template < typename T >
G}@#u9 typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
j Ib {
DH DZ_t: return FuncType::execute(l(t), r(t));
kyh_9K1 }
u
D 5%E7 TfxwVPX template < typename T1, typename T2 >
,''cNV typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
jg
2qGC {
^ OJyN,A return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
t-u|U(n }
=bh*[,- } ;
~H)4)r^ $v.C0 x 9_ICNG% 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
M/PFPJ >` 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
9n]|PEoAB DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
p5=|Y^g ! 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。
D*5hrkV9 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
sGDV]~E 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。。。
j;yf8Nf 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
&MR/6"/s 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)
"o!{51!' 下面是修改过的unary_op
/il@`w;G #yseiVm; template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
(LvS
:?T} class unary_op
$ZPX]2D4B# {
;wiao(t>4N Left l;
`?*%$>W#" I|oT0y& public :
31^cz*V <q)4la unary_op( const Left & l) : l(l) {}
6Q4X6U:WB IJOvnZ("A template < typename T >
rn@`yTw^ struct result_1
U;_[b"SW% {
4Ph0:^i_ typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
\2[<XG(^ } ;
TG48%L m4K* < template < typename T1, typename T2 >
"\"DCDKmG struct result_2
Eu}b8c {
5 /",<1 typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
+@9gkPQQ-@ } ;
{P9J8@D e/_C template < typename T1, typename T2 >
w"m+~).U typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
14eW4~Mr {
os3 8u!3- return OpClass::execute(lt(t1, t2));
CD j~;$[B }
C#rc@r,F JE5 template < typename T >
dBsX*}C typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
h[KvhbD3 {
7T``-:`[ return OpClass::execute(lt(t));
@r(Z%j7 }
xVB;s.'! {3a&1'a0g } ;
XKL3RMF9r p Y)5bSA M`,~ mU 该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug
U=Y)V% 好啦,现在才真正完美了。
1[F3 Z 现在在picker里面就可以这么添加了:
_i_Q?w` ->z54 T
template < typename Right >
# M, 7 picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
)"(] Lf's {
uhH^>z
KA return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
Zd^6ulx }
\ b
V6@#, 有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。
yfQ5:X z@|dzvjl
Q 'z@ 0 Kr'f- { @tohNO> 十. bind
"|Fy+'5} 既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。
0Q,g7K<d 先来分析一下一段例子
}uHrto3M iF5'ygR-Z c:S] R" int foo( int x, int y) { return x - y;}
W+wA_s2&D bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
zQ?!f#f bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
"@@I!RwA 可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。
[97:4. 我们来写个简单的。
+[@z(N-h 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
j| Wv7 对于函数对象类的版本:
5S
Xn? @53k8 template < typename Func >
'X).y1' struct functor_trait
0<"k8
k@J {
<tpmUA[] typedef typename Func::result_type result_type;
'crlA~/ } ;
c5q9LQ/ 对于无参数函数的版本:
"]'?a$\ky: yw[ # template < typename Ret >
+cJy._pi! struct functor_trait < Ret ( * )() >
:a8 YV!X {
C$Lu]pIL* typedef Ret result_type;
r0t^g9K0 } ;
pA.J@,>`}
对于单参数函数的版本:
>4Y3]6N0.F rD?L template < typename Ret, typename V1 >
2n><RZ/9 struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
=@Dwlze {
I4;A8I typedef Ret result_type;
3K&4i'}V } ;
84HUBud76Y 对于双参数函数的版本:
c0c|z
Ym m42T9wSsx template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
^2d!*W| struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
jdKOb {
I jr\5FA[p typedef Ret result_type;
!g~1&Uw1 } ;
5Dp#u 等等。。。
=4uSFK_L 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
AIb2k xX3'bsN template < typename Func >
^
PI 5L struct func_return
~vLW.: {
gM>t0)mGK template < typename T >
"gd=J_Yw struct result_1
^Jb
H? {
HS'Vi9 typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
Er/bO } ;
Ze<K=Q%(i UT~a&u template < typename T1, typename T2 >
mOo`ZcTU struct result_2
pY4}>ju(g {
]&Z))H typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
d@w~[b } ;
yJuQ8+vgR} } ;
z"D.Bm~ ] tH=P6vY ,Vd\m"K{ 最后一个单参数binder就很容易写出来了
u4z&!MT} fA'qd.{f^ template < typename Func, typename aPicker >
ly% F."v class binder_1
ob+euCuJ {
f>'Y(dJ'W Func fn;
01!s"wjf aPicker pk;
V)Z70J<' public :
d]9U^iy Bwr3jV?S template < typename T >
Z\[N!Zt| struct result_1
C]^H& {
pEECHk typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
OY[e.N
t& } ;
r&-m=Kk$ ?!qY,9lhH template < typename T1, typename T2 >
wf,7== struct result_2
TJE\A)|>g {
6y%0`! typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
Y@'8[]=0 } ;
Gm*X'[\DD 1[_mEtM:]B binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
w\)| XdH\OJ template < typename T >
Q{e\}wN typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
]weoTn: {
.q+0pj return fn(pk(t));
zByT$P- }
ceNix!P template < typename T1, typename T2 >
B^).BQ typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
\OlmF<~ {
?UM*Xah return fn(pk(t1, t2));
keRE==(D }
Em[DHfu1Q } ;
JNcYJ[wqv j}b\Z9)! QMv@:Eo 一目了然不是么?
lRh9j l 最后实现bind
Uye|9/w8 ! W0I#\b18 Bc3:}+l template < typename Func, typename aPicker >
oyo(1> picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
[qsEUc+Z.' {
o\vBOp?hj return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
\EseGgd21 }
ETs>`#`6o 8Lw B
B 2个以上参数的bind可以同理实现。
m N8pg4 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。
F R|&^j6 ~
T>U 十一. phoenix
Fl(T\-Eu Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
`y+tf?QN hy|b6wF& for_each(v.begin(), v.end(),
`est|C '+ (
}i!J/tJ)b do_
Z|}G6]h [
$XoQ]}"O cout << _1 << " , "
o M Zq+> ]
4Qn$9D+? .while_( -- _1),
K98i[,rP cout << var( " \n " )
YKQr,
Now )
A$6$,h );
\d::l{VB @JdZ5Q 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:
Haqm^Ky$ 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
>:lnt /N3 operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
e}1uz3Rh 那么我们就照着这个思路来实现吧:
^pHq66d%Z },|M9I0 H#ClIh?'b template < typename Cond, typename Actor >
#m={yck * class do_while
T0]MuIJ). {
_V`DWR
* Cond cd;
>M&3Y
XC Actor act;
](|\whI public :
ID/F template < typename T >
HV<Lf
6gE struct result_1
#c2ymQm {
_UuC,Pl3 typedef int result_type;
`-LGU7~+ } ;
(Cqn6dWK Bj7gQ%>H4 do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
irjP>3_e m# =z7.XrX template < typename T >
dO%W+K typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
7 [0L9\xm {
sJNFFOz do
rx}r~0i {
GgKEP,O act(t);
)p*}e8L }
.1LCXW= while (cd(t));
F:a ILx return 0 ;
W%\C_ }
r7qh>JrO } ;
ElUEteZ 6uR^%W8] }NB}"%2 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
B$Kn1 k 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
bV"G~3COy 其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。
p)+k=b 因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。
X]y)qV)a[c 下面就是产生这个functor的类:
7B?c{ vx4+QQYP mkR2i> template < typename Actor >
G z)NwD class do_while_actor
Po%(~ )S> {
\QB;Ja_ Actor act;
O+ICol public :
t%8d-+$ do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
j1(D]Z=\ o6p98Dpg template < typename Cond >
?Q&yEGm( picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
_Zr.ba } ;
b".L_Ma1* }1r m YID4w7| 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
c_>f0i 最后,是那个do_
?R$&Xe!5 #^]n0! mml
z&h class do_while_invoker
x,'!eCKN {
z<5m
fAm public :
AoyX\iqQ template < typename Actor >
*oybD=%4 do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
Qa.uMq {
&y#r;L<9 return do_while_actor < Actor > (act);
VJS8)oI~ }
YX#-nyK } do_;
I"`M@ % 9VbOQ {8 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
/Ju;MeE9 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
t2"FXTAq 最后来说说怎么处理break和continue
y a_<^O
9 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。
nqf,4MR 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 ]