一. 什么是Lambda
z!O;s
ep?/ 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
`Wg"m~l$N 在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象,
^4+NPk
kN
Ll|in@ 6QCVi 1W{ oj class filler
J8p; 1-C" {
5WJ ~%"O public :
ndzADVP void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
a1y<Y`SC9 } ;
'ia-h7QWS 3qf#NJN} I9qFXvqL 这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决:
_<#92v!F 3*~`z9-z SsTBjIX v_EgY2l( for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
IDT\hTPIs g9|OhymB 5L[imO M0 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
M,@M5o2u m+;U,[%[*E T`":Q1n <O0tg[ub 二. 战前分析
i0K 2#}=^ 首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。
(ct1i>g 开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码
os"R'GYmf Qe>_\-f
Ye&/O<G'V for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
\-pwA j? /* --------------------------------------------- */
x _>1x# vector < int *> vp( 10 );
U&1O transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
kC%H E /* --------------------------------------------- */
:rQDA=Ps sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
4X]/8%]V /* --------------------------------------------- */
(m:Q'4Ep int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
T&dNjx /* --------------------------------------------- */
EQ,`6UT> for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
_>\33V-?b /* --------------------------------------------- */
ElUFne= for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
jH9PD8D\ @I?,!3`jS <Y7j' n /~u^@@. 看了之后,我们可以思考一些问题:
@3KSoA"^ 1._1, _2是什么?
)VkVZf | S 显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
klnNBo! 2._1 = 1是在做什么?
94PI 既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。
dxAGO( Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。
v)_c*+6u .O1w-,= GqL&hbpi 三. 动工
5@%Gq)z5 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
`aAE4Ry? Zt!$"N., e8("G[P> Z,2?TT|p template < typename T >
\#]%S/_ A class assignment
'RKpMdoz {
,]wQ]fpt T value;
xaVX@ 3r.3 public :
>8I~i:hn assignment( const T & v) : value(v) {}
3]?='Qq.( template < typename T2 >
Ebs]]a>PO T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
01-rBto$ } ;
h<3b+*wYJC OP=brLGu0 x}K|\KXy 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
HJN GO[*g 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
1?H;
c5?d& NzyEsZ]$ "=s}xAM|A pP":,8Q{ class holder
^g6v#]&WA {
KJoa^e;~ public :
X5/j8=G H` template < typename T >
'uL$j=vB assignment < T > operator = ( const T & t) const
0vfMJzk {
j[gqS% return assignment < T > (t);
;%2+Tc-7I }
,dQ*0XO! } ;
}EwE#sZ# lhYJectJa 1gK^x^l*f 由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上:
8Pa*d/5Y( YQC.jnb2 static holder _1;
'6qH@r4Z< Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
WuY#Kx~2 U.SC,;N^ for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
,jC~U s< 而不用手动写一个函数对象。
)uHat# #Y7iJPO ];Noe9o YT!iI 四. 问题分析
@-S7)h>~ 虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。
Fz(;Eo3 1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。
N\ Mdia 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
18%$Z$K, 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
A,EG0yb 下面我们可以对这几个问题进行分析。
8Gy]nD @4*eH\3 五. 问题1:一致性
V=+|]` 首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?|
,)xtl`fc 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
Ne|CWUhO [DjlkA/Zg struct holder
h\@X!Z, {
;}Lf //
u3 LoP_| template < typename T >
yO7H!}y_ T & operator ()( const T & r) const
A2\hmp@A@7 {
JJ) return (T & )r;
VO:
}
Cj~e` VRhk } ;
W895@ >Vq07R 这样的话assignment也必须相应改动:
/'DAB** 4uO88[= template < typename Left, typename Right >
>qy62:co class assignment
]Whv% {
TxQsi"0c Left l;
SHPDbBS Right r;
X1B)(|7$ public :
(G+)v[f assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
:^?-bppYW template < typename T2 >
,/p+#|>C= T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
J)Yz@0#T(; } ;
,|$1(z*a{c -2}ons( 同时,holder的operator=也需要改动:
%u9Q` Mj>QV(L8t template < typename T >
e/g9r assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
6bj77CoB {
qmnl return assignment < holder, T > ( * this , t);
8SroA$^n }
r\fkx> $ZyOBxI 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
4Hf'/%kW 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
XLiwE$:t% ~5|R`% return l(rhs) = r;
fGeie m 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。
s~(`~Y4 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
&k*oG:J3 ImB5F'HI$ template < typename Tp >
)g8Kicox5 class constant_t
$HOe){G {
b (HJ| const Tp t;
wGs'qL"z public :
M*T!nwb constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
EVqqOp1$v4 template < typename T >
au=@]n#<( const Tp & operator ()( const T & r) const
W^HE1Dt] {
6X'0 T} return t;
7fWZ/;p }
wU'+4N". } ;
!}x-o`a5 mBye)q$ 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
XkUwO ] 下面就可以修改holder的operator=了
yZ=O+H &QQ6F>'T template < typename T >
%b_0l<+
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
6j1C=O@S {
_Hx'<%hhI return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
TEer>gD:v }
G,WLca[ 'HV@i)h0%V 同时也要修改assignment的operator()
x5g&?2[ I4qS8~+# template < typename T2 >
H^o_B1 T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
'"Uhw$#t 现在代码看起来就很一致了。
$P8AU81 <M5fk?n,| 六. 问题2:链式操作
6,1oLvU 现在让我们来看看如何处理链式操作。
pfc"^Gi8 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。
4k{xo~+%, 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。
Xep2)3k> 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。
_'y`hKeI[ 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
4,YL15. R $dNdd9m template < typename T >
q3v5gz^t struct result_1
ntPX?/ {
N2j^fZd_ typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
+>yh`Zb } ;
yoieWnL} <7Yh<(R e^ 那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为:
keQRS+9 ^g2Vz4u template < typename T >
M'X,7hZ struct ref
Hv'
OO@z {
+S#Xm4 typedef T & reference;
#_3ZF"[zq } ;
/`#JM template < typename T >
@Wm:Rz struct ref < T &>
NTK9`#SA {
|G/)<1P typedef T & reference;
mss.\ } ;
=?]S8cth ][//G|9 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
O\=Zo9(NHF &Vpr[S@:{ template < typename T >
C^_m>H3b typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
L"c.15\ {
e^;:iJS return l(t) = r(t);
E}0g }
1jBIi 可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。
Xyz/CZPi 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
e*I92 iW9 有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么
6h&t%T _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
\v{HjqVkC _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
5K&A2zC| +5 调用divide的对象返回一个add对象。
}2c&ARQ.m> 最后的布局是:
3)e{{]6 Add
kQ2WdpZ/ / \
`d/* sX?k Divide 5
(6}7z+ / \
:1"k`AG _1 3
T^$`Z. 似乎一切都解决了?不。
uB6Mjdp6 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。
?djH! 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。
I^n,v )
8 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:
JXt_ #
eFdu template < typename Right >
f\RTO63|O assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
"?iyvzo Right & rt) const
F]<2nb7 {
i>-#QKqJ return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
.>}Z3jUrf }
8y[Rwa 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
bl10kI:F 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。
?y"M># 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。
`q | )_ 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。
hc9ON&L\> 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。
4OAR ["f 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?
O^ &m 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:
N<Ym&$xR BT3yrq9 template < class Action >
nLANWQk9 class picker : public Action
w|0:0Rc~u {
/Q89 y[ public :
QTN24 q4 picker( const Action & act) : Action(act) {}
[P }mDX // all the operator overloaded
7&]|c?([4 } ;
S
{+Z.P v<(+ l)Ln 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。
$|[N3 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
k#/cdK!K #2Vq"Zn template < typename Right >
p)m5|GH24 picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
w~=xO_% {
#IDLfQ5g return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
,S`FxJcE }
O OABn* Fs =)*6}& Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
<{YzmN\Z 使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。
23'{{@30 FKhgUnw template < typename T > struct picker_maker
@FF{lK?[
{
DqmKDU typedef picker < constant_t < T > > result;
/+ais3 } ;
6V6Mo}QF
s template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
NMC0y|G {
V_ntS&2o typedef picker < T > result;
t0/Ol'kgs } ;
cBOt=vg,5 Rz&}e@stl 下面总的结构就有了:
,Qo:]Mj functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。
>'WTVj ` picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。
xwHE,ykE picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
WyM2h 至此链式操作完美实现。
ZnuRy: d6??OO=~>M A9J{>f
七. 问题3
]F;1 l3I- 如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。
\F+".X#jh Ul 85-p template < typename T1, typename T2 >
LN5q_ZvR ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
~6QV?j {
OJM2t`}_t return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
9q[[
,R
}
B|M@o^Tf \CS4aIp 很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2:
j+gh*\:q xbHI4A"Z template < typename T1, typename T2 >
X%B$*y5 struct result_2
!tx.2m*5 {
gv(MX
;B# typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
![]6| G& } ;
bwszfPM 4/ q
BD 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?
+Oo-8f* 这个差事就留给了holder自己。
MhD=\Lpj\ y~M6 +Ll29Buyi template < int Order >
M[-/ &;`f@ class holder;
bB*cd!7y template <>
$DnR[V}rR! class holder < 1 >
`/i/AZ{ {
^AXH}g public :
1L?W+zMO template < typename T >
8A-*MU`+ struct result_1
9.#")%_p {
J^PFhu typedef T & result;
R;&k/v } ;
_oefp*iWS template < typename T1, typename T2 >
7 ,uD7R_ struct result_2
[;:ocy {
$kkL)O*"] typedef T1 & result;
NH=@[t)P, } ;
k!WeE#"( template < typename T >
x>A[~s"|N typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
m<*+^JN {
(VHPcoL return (T & )r;
WVp6/HS }
R4DfqX template < typename T1, typename T2 >
NMrf I0tbG typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
"s t+2#{ {
txX>zR*)
return (T1 & )r1;
Z\n^m^Z
= }
EF9Y=(0| } ;
|;p.!FO 4gmlK,a template <>
g2u\gR5 class holder < 2 >
i;IhsKO0R {
Nm%#rZrN~Q public :
Uw3wR!: template < typename T >
|X6R2I struct result_1
Rz*GRe {
6 lEv<)cC typedef T & result;
vuJEPn% } ;
AOV{@b( template < typename T1, typename T2 >
_?I*::
I struct result_2
#)S&Z><< {
7lwFxP5QT typedef T2 & result;
) <w`:wD } ;
U5?QneK template < typename T >
t23W=U typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
^L.'At {
hC]:+.Q+ return (T & )r;
?k^m|Z }
:}gEt?TUhs template < typename T1, typename T2 >
ZcTjOy? typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
[ThAvQ_$ {
L EFLKC return (T2 & )r2;
xv%]g=Q }
iYlkc } ;
W}%[i+ 6%wlz%Fp "t-9q 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> >。
W!+=`[Ff 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
;U y}( 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
r-]%R:U* )?6%d return l(i, j) = r(i, j);
={o)82LV 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
lB#7j 5as5{"l return ( int & )i;
'cc{sjG return ( int & )j;
Np$ue
}yr 最后执行i = j;
GsiKL4|mj 可见,参数被正确的选择了。
h1f 05 j|XL$Q -q?, ]4K4Nh~ VAqZ`y 八. 中期总结
.}(X19R 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:
3hA5"G+7 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
#n|eq{fkK 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
h$%h w+"4 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
Ya!PV&"Z 'tX}6wurf mSk";UCn WQBV~.<Yv G%K&f1q% xNLgcb@v> 九. 简化
q:vGG K^ 很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。
8{6`?qst@ 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
f*p=j(sF 首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种:
,;<M+V3+ 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
HJlxpX$_ +-*/&|^等
_|;{{8*? 2. 返回引用。
z 8#{=e =,各种复合赋值等
7>AMzNj 3. 返回固定类型。
D^f;X.Qm 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
,,7hVw 4. 原样返回。
j}fSz)`i operator,
rQ&XHG>Q* 5. 返回解引用的类型。
W?[
C
au- operator*(单目)
?t/\ ID 6. 返回地址。
ln6=XDu operator&(单目)
OE _V6Er 7. 下表访问返回类型。
p
)WRsJ8 operator[]
J90
)v7 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
##Qy6Dc operator<<和operator>>
4Bt)t#0 d-8{}Q 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#!.;AQ 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
&(|Ot`el]v ]c6h'} template < typename Left >
,zZ@QW5 struct value_return
N-45LS@ {
C+dz0u3s template < typename T >
7)FYAk$@ struct result_1
joNV4v"=` {
>Qg-dJt[ typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
D/,(xWaT } ;
1Cw$^jd q &S@\b template < typename T1, typename T2 >
O2U}jHsd struct result_2
~Qf\DTM& {
k$kxw_N5d typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
5Z=GFKf| } ;
}
na@gn } ;
S5YEz
XG iI &z5Q2 ]c]^(C 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
3/]~#y%2 _p^Wc.[~M 下面我们来剥离functor中的operator()
f6PYB&<1 首先operator里面的代码全是下面的形式:
J.O{+{&cd KJs`[,;< return l(t) op r(t)
Kb'4W-&u! return l(t1, t2) op r(t1, t2)
LX =cx$K return op l(t)
%Z-xh<& return op l(t1, t2)
u7 <VD return l(t) op
+&E\w,Vq^ return l(t1, t2) op
p=|S% return l(t)[r(t)]
BQs\!~Ux2 return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
!"'6$"U\K z<J2e^j 很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式:
RS@G.| 单目: return f(l(t), r(t));
:u)Qs#'29 return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
YHxQb$v) 双目: return f(l(t));
uh>"TeOi return f(l(t1, t2));
- Nt8'- 下面就是f的实现,以operator/为例
B$S@xD $ ~~Rq$'q} struct meta_divide
|Nadk(} {
[/<kPi template < typename T1, typename T2 >
<)Y jVGG static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
8I<j"6`+Q {
A.RG8" return t1 / t2;
`\/\C[Gg }
$FZcvo3@*S } ;
pOhjq#} ^/xb-tuV 这个工作可以让宏来做:
@xk ;]H80 t[AA= #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
.z*}%,G template < typename T1, typename T2 > \
0WyOORuK static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
u<+"#.[2v~ 以后可以直接用
Ag&K@ %|* DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
/_yAd,^-+ 来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数
h<n 2pz} (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。。。)
kUr/*an R38
\&F Yjl:i*u/ 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
$I<\Yuy-M9 D u_;!E template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
yQ&C]{>TS class unary_op : public Rettype
Ht@5@(W]I {
h8;H<Y;yQ Left l;
]LMtZUz public :
%zhSSB=BJ unary_op( const Left & l) : l(l) {}
3T[zieX czB),vooz template < typename T >
b'vIX<
g typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
z(#dL>d$' {
:8N{;aui return FuncType::execute(l(t));
IYr}%:P) }
;1>V7+/ nB/`~_9 template < typename T1, typename T2 >
?u0qYep: typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
i@ 86Ez {
Dr"PS
>. return FuncType::execute(l(t1, t2));
H29vuGQjq }
k7(lwEgNG } ;
k ,ezB+ Qv)DSl
&vfeBth 同样还可以申明一个binary_op
?=HoU3 J0o,ZH9 template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
p4$4;) class binary_op : public Rettype
`7.$
A U {
ij.NSyk9 Left l;
Z2-"NB Right r;
Fc|N6I'o public :
#eF
k binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
#T8PgmR EOS[MjX+J template < typename T >
-U;=]o1 typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
c_aj-`BKp {
-a'D~EGB^ return FuncType::execute(l(t), r(t));
Lzx/9PPYn }
N9u {)u 4E$d"D5]>p template < typename T1, typename T2 >
\{qtdTd typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
+F>erdV {
K?yMy,9%Yw return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
7Jpq7; }
AE Abny
q } ;
V@\u<LO0G c<{~j~+ R'oGsaPB2 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
hdqr~9 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
$8Z4jo DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
S7@/dHN 那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
R_vK^Da 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
oq,*@5xV2 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
&gI*[5v
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
vtc%MG1 这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan)
Ga pM~~ 下面是修改过的unary_op
/!60oV4p0 #E#@6ZomT template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
(^]3l%Ed class unary_op
/PG%Y]l0b {
z9v70
q Left l;
vOl3utu7 2Tv
W 6 public :
//bQD>NBO Fw^^sB unary_op( const Left & l) : l(l) {}
b27t-p8 Rhw+~gd*F template < typename T >
s~c cx"HH struct result_1
KbH|'/w {
6B}V{2 typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
Un&rP70 } ;
Dw,LB>Eq, n>)h9q S template < typename T1, typename T2 >
v7f[$s$m struct result_2
)"63g {
V5 Gy|X typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
8<J3Xe } ;
PK&X |
h 7lr;S(C template < typename T1, typename T2 >
>A}ra ^gU typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
?q y*` {
}|RL6p-/' return OpClass::execute(lt(t1, t2));
m&[(xVM }
(v$
i OJ.oHf=K! template < typename T >
_P%PjFQ)
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
\7e4t {
KYq<n& s return OpClass::execute(lt(t));
IU"8.(;o }
ly@%1 x6vkd%fCj } ;
Q v},X~^R g9IIC5 VS65SxHA 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
BU|m{YZ$ 好啦,现在才真正完美了。
/)4Q%Zp 现在在picker里面就可以这么添加了:
{&FOa'bP r>rL[`p(2 template < typename Right >
]#r Nz" picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
^GiWU +` {
'G`xD3 E3, return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
yz)Nco] }
gA 19f 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。
x$pz(Q&v _6]tbni?v Mv:\T%] `u8(qGg7GF r'@7aT&_ 十. bind
bKh}Y` 既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。
d~T@fa 先来分析一下一段例子
<<9|*Tz M -8d*#_P {<cgeH int foo( int x, int y) { return x - y;}
KSUhB bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
+hs:W'`% bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
+KIBbXF7 可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。
_9S"rH[ 我们来写个简单的。
-@~4: o 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
,<TJh[TzC6 对于函数对象类的版本:
s1X?]A ^xr &E template < typename Func >
m,F4N$ struct functor_trait
r_o\72 {
J~N!. i typedef typename Func::result_type result_type;
MI`<U:-lP } ;
1b@]^Ue 对于无参数函数的版本:
[5GzY`/m S5cs(}Bq template < typename Ret >
7uzc1}r struct functor_trait < Ret ( * )() >
K'[kl' {
)W1[{? typedef Ret result_type;
wid } ;
eXkpU7w; 对于单参数函数的版本:
@J6V, ]@l;;Sp template < typename Ret, typename V1 >
O_*tDq,e struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
_?XR;2] {
s|R`$+'{ typedef Ret result_type;
0 n|>/i } ;
[9yy<Z5 对于双参数函数的版本:
1=^| ?O9| template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
#5X+.!L struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
b>' c
{
O`;o"\P< typedef Ret result_type;
Z[kVVE9b? } ;
Krr51`hZH 等等。。。
.pblI 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
cHnd
gUW] |"}rC >+ template < typename Func >
A|m0.'/ struct func_return
7&Ie3[Rm_3 {
-r[O_[g w template < typename T >
:GM3n$ struct result_1
$7p0<<Nck {
{k']nI.> typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
(Y"./BDY } ;
p<B*)1Tj0 D% 2S! template < typename T1, typename T2 >
j% '~l#nw struct result_2
NFf?~I&mfu {
Uu|R]azbO typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
6)~7Uf:<v } ;
Zy>y7O(, } ;
M2A_T.F=H 98CS|NEe c3O&sa
V! 最后一个单参数binder就很容易写出来了
G6X5`eLQ i,l$1g-i template < typename Func, typename aPicker >
YIHGXi<"n class binder_1
bq{eu#rQJ {
X$_z"t Func fn;
)%hW3w aPicker pk;
Yr>7c1FZi public :
WH.3 fhro"5/4 template < typename T >
O/oLQoH struct result_1
161IWos {
| typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
Q%0
N\ } ;
\CYKj_c &p55Cg@e) template < typename T1, typename T2 >
> v4+@o[~ struct result_2
%'Z`425a {
nDz.61$[ typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
,
ksr%gR+ } ;
9ol&p> 9]g`VD6<v binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
6N/6WrQEeg *tl; 0<n template < typename T >
yY"n: &T( typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
Wyb+K)Tg {
z#d*Odc return fn(pk(t));
]5e|W Q>*X }
zTw<9 Nf template < typename T1, typename T2 >
.Z@ i z5 typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
@
b}-<~ {
gdg
"g6b return fn(pk(t1, t2));
p }3$7CR/ }
R^yh, } ;
43!E> mq UDlM?r:f (:RYd6i 一目了然不是么?
3O|2Z~>3 最后实现bind
Bsj^R\ QGnUPiD^ VP1z"j: template < typename Func, typename aPicker >
lXutZ<S[ picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
M'@ {
4!-/m7%eF return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
ah#jvp }
+*wo iSD 7H?lR~w 2个以上参数的bind可以同理实现。
r(g#3i4Q 另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。
N^'(`"J s xN!In-v[j; 十一. phoenix
Xj<xen( Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
4@M`BH` 9dva]$^:*1 for_each(v.begin(), v.end(),
}eSrJgF4M (
&3\3wcZ,q do_
~eXI}KhBw6 [
$?DEO[p. cout << _1 << " , "
*1*i5c ]
sl)]yCD|5 .while_( -- _1),
>oapw5~5 cout << var( " \n " )
<Kk?BRxi )
Xc<Hm );
)k81 OZ&SxR%q4 是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:
.lGN
Fx 首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor
D4T(Dce operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
4
i`FSO 那么我们就照着这个思路来实现吧:
.qCI!%fg 8`Tj *7Y= ksyQ_4^SO template < typename Cond, typename Actor >
pV$A?b"?* class do_while
7s0pH+ {
-=qHwcId Cond cd;
O:#/To' Actor act;
Z OqD.=O( public :
gj4ONmY template < typename T >
}synU]^7\ struct result_1
*56q4\1 {
Sd\oL*lN typedef int result_type;
{z@a{L:SC } ;
Q'aVdJN, ov1#BeQ do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
Mz;KXP *~d<]U5h template < typename T >
m>!aI?g typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
b:$q5 {
soA] f do
zG<>-?q~' {
b6@0?_n act(t);
%z-n2% }
w=[ITQ|W% while (cd(t));
Wli!s~c5Fo return 0 ;
m(CsO|pz }
(w
Q,($@ } ;
^j2z\yo CUj$ <ay= u|(Iu}sE= 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
b\H,+|iK 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。
J4?SC+\ 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。
xj JoWB 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。
VI)hA
^S 下面就是产生这个functor的类:
SU(J xN6}4JB fbkAu template < typename Actor >
f2k~(@!h class do_while_actor
DKG;up0 {
;bFd*8?; Actor act;
~l*[=0} public :
QfL8@W~e do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
@QDpw1;V' uC2qP)m,^ template < typename Cond >
h@Ix9!?+ picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
jgBJs^JgYG } ;
n%6=w9.%c H^g&e$d0 X|y0pH:S 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
<SRo2rjRa 最后,是那个do_
@`aPr26>? |pE
~ PrF('PH7i class do_while_invoker
3lgD,_& {
x6Q_+!mnk public :
jIWX6 template < typename Actor >
T;3B_lu] do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
0&c<1; {
Rd|^C$6 return do_while_actor < Actor > (act);
J$&2GAi }
Cf@N>N#t) } do_;
3vEwui-5 +xNq8yS 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
I<S*"[nV 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
FmQiy+.| 最后来说说怎么处理break和continue
+d3h @gp 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。
>skl-f 具体实现手法这里就不罗嗦了。
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