一. 什么是Lambda pb}QP
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 r3/H_Z
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, 28LjQ!
cW26TtU(
}!(cm;XA"
lEANN u
class filler =cM\o{ q
{ 5X nA.?F^
public : {G/4#r
2>
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} ?H0 #{!s
} ; OYgD9T.8^
3F[z]B
1N1MD@C?P
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: 7
\!t/<
C*b!E:
zy8W8h(?
<:2El9l!
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); $dgY#ST%
R.!'&<Svq
y0M^oLx
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
b(I-0<
( m\PcF
&$qqF&
QK%{\qu
二. 战前分析 pqBd#
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。 d11~mU\
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 GG5wiN*2S
#<S+E7uTs
SQ]&nDd
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); vR3'B3y
/* --------------------------------------------- */ |(*ReQ?=
vector < int *> vp( 10 ); cMsm[D{b
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); =" #O1$
/* --------------------------------------------- */ V"#ie
Yn
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); ),mKEpf
/* --------------------------------------------- */ g599Lc&
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); vkOCyi?c
/* --------------------------------------------- */ #Fl"#g$
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); H@qA X
/* --------------------------------------------- */ b/Z=FS2T
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); =m:xf&r#
B5~S&HQ?B6
^9%G7J:vGO
tz)aQ6p\X
看了之后,我们可以思考一些问题: D4ESo)15'
1._1, _2是什么? p}.L]Y
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。 S2kFdx*Zf
2._1 = 1是在做什么? T+9#P4
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。 -[|R\'i
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。 kKr7c4q
y>3Zh5=
;x$,x-
三. 动工 Jv %,v?
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: \ty{KAc&
.EM0R\q
<3m_}
=\
X&8&NkH
template < typename T > oa? bOm
class assignment <xKer<D
%
{ S4aN7.'Q
T value; [
p$f)'
public : Kp'_lKW)]q
assignment( const T & v) : value(v) {} lRF04
template < typename T2 > <La$'lG4J
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } -hiG8%l5
} ; SpU+y|\[0
O; 7`*}m
?{NP3
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 zt/b S/
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ?'Y\5n/*$
(/Lo44wT
6oMU) DIa
$l@nk@
class holder e;GLPB
{ c
Owa^;
public : RSC^R}a5
template < typename T > <^c?M[j
assignment < T > operator = ( const T & t) const y[:\kI
{ 9=O`?$y
return assignment < T > (t); dlmF?N|EC
} y{
%2Q)
} ; gHpA@jdC*
0}C> e`<'
}:<`L\8q\
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: 4$#nciAe
m-Q!V+XQp
static holder _1; i t.Lh'N;T
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 E #q
gt9
8[\F*H
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); B+[ri&6X\
而不用手动写一个函数对象。 M!Q27wT8O
|T\`wcP`q
r"sK@
-c|dTZ8D)8
四. 问题分析 AiKja>Fl<
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。
V`7
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。 ]rGZ
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 5Iine n3>
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 N4]QmRX/j
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Fk=Sx<TX
.sI*\@w.
五. 问题1:一致性 VPW@y
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?| /~~aK2{^X~
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 GOrDDp
v EppkS U1
struct holder -< D7
{ yw2Mr+9I
// `G7LM55
template < typename T > ]^j:}#R
T & operator ()( const T & r) const o81RD#>E)
{ fy]z<SPhVJ
return (T & )r; sdN@ZP
} cCx@VT`0
} ; ~Cc%!4f'
h,%`*Qg6
这样的话assignment也必须相应改动: cq:<,Ke
zG-pqE6
template < typename Left, typename Right > fy9mS
class assignment _3@[S
F
{ yvR3|
Left l; R9XISsM^
Right r; eajctkzj
public : -': ;0
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ykK21P,v
template < typename T2 > H4RqOI
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 2E5n07,
} ; +g %h,@
! |4fww
同时,holder的operator=也需要改动: WXHvUiFf
LX f r
template < typename T > SB~HHx09
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const )(bAi
{ o]T-7Gs4p
return assignment < holder, T > ( * this , t); %G6Q+LMwm
} %!DdjC&5*
<"/b 5kc
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。 QguRU|y
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 7`eg;s^
(h{"/sR
return l(rhs) = r; CCoT
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。 B|9[DNd
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: W5i{W'
'O>p@BEK
template < typename Tp >
55O_b)$
class constant_t X%(1C,C(
{ '`s\_Q)hG_
const Tp t; *<HA])D,
public : $-^
;Jl
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} `-_kOxe3
template < typename T > PFR64HK2
const Tp & operator ()( const T & r) const +az=EF
{ !AR@GuQPE
return t; #*;G8yV
} EBQ,Ypv
} ; aI. 5w9
:O?+Ywn
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 UP<B>Y1a
下面就可以修改holder的operator=了 S?Y%}
oS>VN<
template < typename T > MS5X#B
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const Yt]Y(
{ d.e_\]o<@
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); N[=c|frho
} 7a0T]
c"*xw8|
同时也要修改assignment的operator() ]g] ]\hS
}BYs.$7
template < typename T2 > . E8Gj'yO
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } xg(*j[ff3
现在代码看起来就很一致了。 op8[8pt%
Mi^/`1
六. 问题2:链式操作 m>FP&~2
现在让我们来看看如何处理链式操作。 +HDfEo T
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。 $I0&I[_LzK
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。
M4H~]Ftn
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 JnE\z*NB
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct y.>1r7
(e"\%p`
template < typename T > P>}OwW
struct result_1 bU4l|i;j
{ Z Jgy!)1n
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; '_q&~M{
} ; `8 Ann~Z|k
PAD&sTjE*
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: jjT)3
c:J[
qs$w9I
template < typename T > 5M v<8P~
struct ref F+<e9[
{ sgLw,WZ:
typedef T & reference; m!-R}PQC
} ; ]]Fe:>
template < typename T > S^Mx=KJG
struct ref < T &> #fVk;]u`[3
{ Hb&C;lk
typedef T & reference; *-eDUT|O
} ; %/n#{;c#
H |%'$oWp
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: T`$!/BlZ
4e20\q_{
template < typename T > 50`=[l`V
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const zI7iZ"2a
{ FZBdQhYF
return l(t) = r(t); % `\}#
} ]q`'l_O
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。 cj;k{Moc
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 $Wn!vbL
w#
R0QF
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 GT 5J`
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: b3.}m[]
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 230ijq3YG
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 i'YM9*yN
最后的布局是: 6s.>5}M!
Add 7`J= PG$A
/ \ ^aI$97Li
Divide 5 45 B
|U
/ \ itmFZZh
_1 3 b"JX6efnN
似乎一切都解决了?不。 h+DK
.$
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。 c#zx" ,K
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。 QTIC5cl,
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: !d
Z:Ih.[{
frRO?
template < typename Right > HVz|*?&6
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const O77^.B
Right & rt) const >&[q`i{
{ O0_kLH$.
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); /l` "@
} E#n=aY~u-
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 /?%1;s:'
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。
*v#Z/RrrA
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 {d '>J<Da
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 &BxZ}JH=k
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 je;|zfe]
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? /0YO`])"
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: )|,Zp`2/
G-[.BWQ
template < class Action > LI9
Uc\
class picker : public Action PiJ>gDx
{ \C kb:
public : M@ =VIrX,m
picker( const Action & act) : Action(act) {} _/z3QG{Ea^
// all the operator overloaded CHckmCgf4
} ; AOM@~qyc
tjJi|
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 a v"dJm
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: |t6 :4']
Hto+spW
template < typename Right > Gt$PBlq0
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const 4Z0Y8y8)
{ wCt!.<, .
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 7v
V~O@JP
} si1Szmx,
PouWRGS_
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 2gJkpf9JN
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。 =`g@6S
1StaQUB
template < typename T > struct picker_maker b[^|.>b
{ glomwny
typedef picker < constant_t < T > > result; 4W<8u(
} ; JIXZI\Fk
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > (9KiIRN
{ TJ>$ ~9&Sy
typedef picker < T > result; `Y,<[ Lnr
} ; 6&KcO:}-
^WUG\@B
下面总的结构就有了: xM_+vN*(
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。 Yan,Bt{YJ
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。 d`3>@*NR<
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 -r%k)4_
至此链式操作完美实现。 h3Y|0-D
Vrt*,R&
aa&\HDh *
七. 问题3 c JOT{
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。 ,HwOMoP7
'8c-V aa
template < typename T1, typename T2 > ozkmZ;
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const |3C5"R3ZGO
{ j/, I)Za
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); h|N!U/(U
} y eWB.M~X
zt2#6v
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: -'uz%2 {
cd.|>
template < typename T1, typename T2 > IN?rPdY
struct result_2 SquuK1P=
{ -d*je{c|
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; <xh";seL
} ; 78kT}kgW
]5+<Rqdbg
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? 2`pg0ciX (
这个差事就留给了holder自己。 h@+(VQ
&d=ZCaP
O~c\+~5M*
template < int Order > .9!?vz]1
class holder; S?u@3PyJm
template <> y\mK?eR
class holder < 1 > z+]YB5zK%
{ LfX[(FP
public : l{t!
LTf;
template < typename T > PvW~EJ
struct result_1 cm`x;[e6l
{ =j~Xrytn
typedef T & result; &6^QFqqW`-
} ; <nJ8%aY,
template < typename T1, typename T2 > ]]50c
struct result_2 aK]H(F2#
{ "p"~fN
/I9
typedef T1 & result; `|e3OCU
} ; u.,l_D_
template < typename T > wqAj=1M\
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const V%JG :'6L
{ Q6hWHfS
return (T & )r; dReJ;x4
} ?y2v?h"
template < typename T1, typename T2 > 1{?5/F \ +
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const %ql2 XAY
{ Pvz\zRq
return (T1 & )r1; Y(C-o[-N
} V?N8 ,)j
} ;
t&H3yV
p_qJI@u8
template <> @WICAC=
class holder < 2 > PLhlbzc f
{ d7qYz7=d
public : f~{4hVA
template < typename T > E\vW>g*W
struct result_1 UJk/Lxv
{ -P-&]F5
typedef T & result; 4+q3
Kw
} ; ,7ZV;f81
template < typename T1, typename T2 > 6HRr4NDcj
struct result_2 ,L$,d
{ o|nN0z)b4
typedef T2 & result; 9_lWB6
} ; QN^AihsPi
template < typename T > V2IurDE
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const p>= b|Qy|
{ X*e<g=
return (T & )r; ;0-Y),
} 3oMhsQz~z
template < typename T1, typename T2 > dr]Pns9
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const hYSf;cG}A
{ `l+
pk%
return (T2 & )r2; 3pjK`"Nmz\
} 1hW"#>f7
} ; M7\yEi"*
WbGN
5?9Q
#SqU>R
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 I3d!!L2ma
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: _
cm^Fi5
首先 assignment::operator(int, int)被调用: `R,g_{Mj
# GOL%2X
return l(i, j) = r(i, j); !Hx[
`3
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) h9I vuv'
v6KRE3:V
return ( int & )i; L<0eIw
return ( int & )j; .?)gn]#
最后执行i = j; 6 B*,Mu4A
可见,参数被正确的选择了。 v&Oc,W
2dnyIgi
wOF";0EN
rLp (}^
F-PQ`@ZNW
八. 中期总结 -;j
'=?
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: 69$gPY'3
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 =p>IP"HJ
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Sq[LwJ
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 9_xJT^10
h Nx#x
1s6L]&B
XxLauJP
K
uO5y{O2W
;-6
九. 简化 kn&>4/')
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。 T1i}D"H %
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 +{au$v}
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: I8Q!`KJ
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 oe,yCdPs
+-*/&|^等 Xhp={p;
2. 返回引用。 $$e"[g
=,各种复合赋值等 lky5%H
3. 返回固定类型。 ]4eIhj?
各种逻辑/比较操作符(返回bool) \`Ow)t:
4. 原样返回。 T':} p2}w+
operator, PIM4c
5. 返回解引用的类型。 jP}Ix8vc=
operator*(单目) R?iC"s!
6. 返回地址。 T.pc3+B8N
operator&(单目) THY=8&x)
7. 下表访问返回类型。 s5J?,xu
operator[] GGez!?E%
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 @@d6,=
operator<<和operator>> &*#Obv
bDjm:G
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。 CqR^w(
例如针对第一条,我们实现一个policy类: odhcU5
wf2v9.;X:<
template < typename Left > ?g9oiOhnG
struct value_return pB'{_{8aA
{ \EW<;xq
template < typename T > qu%}b>
struct result_1 )Y:C'*.r
{ .qS(-7<
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 8 DPn5E#M1
} ; HwZ"l31
@7`=0;g
template < typename T1, typename T2 > 1"f)\FPGe
struct result_2 v\dP
{ {'z(
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; A.cNOous|
} ; Td5yRN! ?
} ; 2Z+:^5
8c%_R23
7'.]fs:
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait A5go)~x\
*AJYSa,z
下面我们来剥离functor中的operator() 7x#."6>Dy
首先operator里面的代码全是下面的形式: )4^Sz &\
dy3fZ(=q^
return l(t) op r(t) dfT
return l(t1, t2) op r(t1, t2) _~bG[lX !
return op l(t) "Z)zKg
return op l(t1, t2) ;k
(M4?
return l(t) op e[Jh7r>'
return l(t1, t2) op t6Nkv;)>@
return l(t)[r(t)] i-,_:z=J
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] zg$NrI&
DLO2$d
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: FD/=uIXH2
单目: return f(l(t), r(t)); BK1I_/_!
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 7
lu_E.Bv
双目: return f(l(t)); 4wPP/`
return f(l(t1, t2)); {J-Ojw|Y b
下面就是f的实现,以operator/为例 H^+Znmo
e17]{6y
struct meta_divide NmTo/5s
{ ZQAiuea
template < typename T1, typename T2 > yT[)V[}
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ,6aF~p;wI|
{ [y"Yi PK
return t1 / t2; yC[Q-P *rG
} d
9]zB-A
} ; 9yp'-RKjw
4P?@NJp
这个工作可以让宏来做: bJ]blnH
B1TWOl?d{
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ B? 9"Ztb
template < typename T1, typename T2 > \ hfpis==
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 6t3Zi:=I
以后可以直接用 q-qz-cR
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) EP{/]T
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 (#nB90E{*
(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。。。) `!<#'PR
lQpl8>
@[bFlqsE
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 |}Z2YDwO/
meZZQ:eSl
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > c9Q _Qr0'
class unary_op : public Rettype .gY=<bG/fA
{ 2:&L|;
Left l; j-wKm_M#jX
public : rW+}3] !D/
unary_op( const Left & l) : l(l) {} + aWcK6
Li9>RY+3
template < typename T > ;<#=|eD2
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 0a:@DOzT
{ ($t;Xab
return FuncType::execute(l(t)); _gQ_ixu
} ) .W0}
UL"
M?).5
template < typename T1, typename T2 > !e}4>!L,(^
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const o_&Qb^W
{ |k]fY*z(
return FuncType::execute(l(t1, t2)); [<X ~m
} s?PB ]Tr
} ; =z\/xzAwX
B^C5?
mt4X
同样还可以申明一个binary_op
czH# ~
_z>%h>L|g
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > zZP&`#TAy
class binary_op : public Rettype .>p.k*vU
{ R#!Urhh
Left l; 7,Y+FZ
Right r; 7V&ly{</
public : luJNdA:t&
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} De<i
8/^=
GjbOc
template < typename T > Kf`/ Gc!
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const [Xww`OUsh
{ 3e1%G#fu
return FuncType::execute(l(t), r(t)); [ ^gb6W9Y
} o90[,
N'Vj& DWC
template < typename T1, typename T2 > r`e6B!p
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ?=b#H6vs
{ 9r
](/"=f
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 'r rnTd c
} AI-ZZ6lzR
} ; fJ+4H4K
lXXWQ=
M,we,!B0
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 !\\OMAf7
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 *!yA'z<
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 3*-!0
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。 yUs/lI, Q
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! h;A~:}c,
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。。。 kb!W|l"PN
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 H=9{|%iS
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) l@`n4U.Gwl
下面是修改过的unary_op {dlG3P='`f
q><wzCnRu~
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ;A0ZcgF
class unary_op ={50>WXE
{ P>R u
Left l; ;8w
CQ
N!<X%Ym
public : 6\? 2=dNX
f;!L\$yKy
unary_op( const Left & l) : l(l) {} (^m~UN2@~m
eF?jNO3
template < typename T > K6 ,d{n
struct result_1 !8tqYY?>@\
{ VUD9ZyPw
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
" s/ws
} ; _~;K]
-i]2b
template < typename T1, typename T2 > ?8)k6:
struct result_2 uM9Gj@_
{ [K1z/ea)V
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; /as+ TU`A
} ; _5o5/@
**c"}S6:mC
template < typename T1, typename T2 > :wfN+g=
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const uCgJF@
{ be [E^%
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); i]& >+R<6
}
I p|[
4^!%>V"d/
template < typename T > |#Q0UM|'Q
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const EmyE%$*T
{ [_*?~
return OpClass::execute(lt(t)); 7gREcL2
} @B!gxW\C
>^g\s]c[
} ; .-1'#Z1T
4}0Ry\
6
%0vWyU:K9
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 ~SI G0U8
好啦,现在才真正完美了。 ;8b!T
-K
现在在picker里面就可以这么添加了: 3!8 u
$5DlCN
template < typename Right > M2nUY`%#v
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const w`atk=K
{ L#fK
,r8
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); mNJCV8 <
} 6UU<:KH
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 0JW
=RW
u.}H)wt
<(1[n
pS&+
(Mw+SM3<
^_BjO(b'e
十. bind 9zm2}6r4
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 QkYKm<b
先来分析一下一段例子 NTVaz.
9)uJ\NMy
At&kW3(
int foo( int x, int y) { return x - y;} ,lVQ-qw5
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 FJBB@<>:
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 csV3mzP
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 %zO>]f&
我们来写个简单的。 z6|kEc"{
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: z&\N^tBv
对于函数对象类的版本: Y/
%XkDC~
TY?O$d2b3
template < typename Func > m=a^t
struct functor_trait a'O-0]g,
{ JW"n#sR4
typedef typename Func::result_type result_type; w8zr0z
} ; }|wC7*^)
对于无参数函数的版本: *d31fBCk%
Zh_3ydMD1
template < typename Ret > 5ka6=R(r
struct functor_trait < Ret ( * )() > WT}xCni
{ un}!&*+
typedef Ret result_type; D'#,%4P,e\
} ; [kMWsiZ
对于单参数函数的版本: 3E}j*lo
1v*N]}`HU
template < typename Ret, typename V1 > 5uJ!)Q
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > -?-yeJP2
{ \y+^r|IL
typedef Ret result_type; ZuKOscVS#T
} ; OF,_6"m
对于双参数函数的版本: [MD"JW?4B
AqHGBH0
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > w*X(bua@
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > *n EG<Y)
{ (px3o'ls h
typedef Ret result_type; ^2i$AM1t
} ; 7cO1(yE#vr
等等。。。 {7`1m!R
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ;D@ F
gUYTVp Vf
template < typename Func > a%`L+b5-$
struct func_return @9l$jZ~x
{ 2nCHL'8N
template < typename T > w|4CBll
struct result_1 :_Iz(
2hV
{ 3N4kW[J2i
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
[WXcp1p
} ; S'`RP2P
=F_j})O5
template < typename T1, typename T2 > Ox@$ }
struct result_2 !E,|EdIr
{ 7/K'nA
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; n*TKzn4E
} ; ~*`wRiUhis
} ; O{Q+<fBC9
VBW][f
g[;&_gL
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ;u<F,o(
Swgvj(y;!A
template < typename Func, typename aPicker > V7vojm4O
class binder_1 ]#7baZ
{ w:](F^<s,
Func fn; bAUYJPRpy
aPicker pk; ,^jQBD4={
public : 65tsJ"a<
#A:^XAU1Z@
template < typename T > F4:5 >*:
struct result_1 !/1~
{ -6^Ee?"
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ony;U#^T
} ; Z=l2Po n
WGo ryvEx
template < typename T1, typename T2 > ?P}) Qa
struct result_2 X>Z83qV5d!
{ IvI;Q0E-3
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Z/:W.*u
} ; ?.ofs}
;zSV~G6-
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} <
B!f;
waG &3m
template < typename T > c~d*SDca
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const .5tXwxad"
{ W k "_lJ
return fn(pk(t)); P<9T.l
} )=5*iWe
template < typename T1, typename T2 > }ee3'LUPX
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const j`_Z`eG
{ 9h<iw\$'
return fn(pk(t1, t2)); iztgk/(+G
} !Wy&+H*0
} ; mn(MgJKQ\
|=W>4>
[P]M)vJ**
一目了然不是么? z;>O5a>z
最后实现bind {@s6ly].
$>Gf;k
]ed7Q3lq
template < typename Func, typename aPicker > [?da BXS
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) :ra[e(l9
{ [p)2!]y
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); y }h2
} YL[y3&K
2(GLc*B>
2个以上参数的bind可以同理实现。 =wa5\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。 e)i-$0L"
K%SfTA1TCB
十一. phoenix u@zT~\ h*
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: "T} HH
M[e{(iQ:
for_each(v.begin(), v.end(), luz,z(
v
( !m9g\8tE
do_ ul"Z%
1]
[ QdIoK7J 9
cout << _1 << " , " 4Cvo^k/I
] "eI">`!g
.while_( -- _1), l_fERp#y
cout << var( " \n " ) W61:$y}8
) 0b2;
); 5'xZ9K
^!O2Fw
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: !V/p.O
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 X4"[,:Tw
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 myB!\WY
那么我们就照着这个思路来实现吧: :m(" oC@}
!
n?j)p.
prxmDI
template < typename Cond, typename Actor > k7z{q/]M
class do_while 4Q\~l(
{ ;kVo? W]
Cond cd; pf0uwXo
Actor act; >
!HC
?
public : ry4:i4/[
template < typename T > JZ-M<rcC
struct result_1 > 'JWW*Y!
{ k59.O~0V
typedef int result_type; 6<UI%X
} ; [wJl]i
$U%N$_k?
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
.r@'9W^8
fXkemB^)_
template < typename T > C}]rx{xC
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const b*< *,Ds/G
{ 5}_,rF?cX
do PmDar<m
{ |>nVp:t^
act(t); ,q
Bu5t
} uL@'Hv A
while (cd(t)); $7\hszjZ
return 0 ; iLFhm4.PO
} xCm`g{
} ; iHyA;'!Os
qV@H u/;
3.
g-V
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). `Y7&}/OM
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 +]{PEnJ
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 Rs 0Gqx
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 .eDI ZX
下面就是产生这个functor的类: &E!-~'|z
, pr ",=
U,$^|Iz
template < typename Actor > =v=H{*dWA
class do_while_actor [0n&?<<
{ fOO[`"'Pq
Actor act; \"A~ks~
public : 'gz@UE1
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} @nF#\
%MN>b[z
template < typename Cond > fehM{)x2:
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; 2 lBu"R 6}
} ; rjT!S1Hs
4_?*@L1
zMN4cBL9m
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 TM$`J
最后,是那个do_ 6.GIUM%D
!rgdOlTR ^
m2Q#ATLW
class do_while_invoker ,vUMy&AV
{ n!\&X9%[8
public : i52:<<