一. 什么是Lambda
|cY HH$ 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
G=17]>U 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,
"H(3pl. cDz@3So.b n?r8ZDJ' pwfQqPC#_ class filler
@9 S :: {
}VJ>}i* public :
,g7O void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
hTLf$_|P } ;
yg}O9!M J z]8Mv(eL s|<n7 =J 这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决:
Q;3`T7 )m7%cyfC x!GDS> o!UB x<4 for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
/(s |'"6 Q"FN"uQ}x -"nkC 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
IwnDG;+Ap c.]QIIdK 0<`qz |_h BGibBF^ 二. 战前分析
H I|a88
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。
a8T9=KY^ 开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码
- nNKUt.I @3c'4O
im&N&A for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
Zt9G[[] /* --------------------------------------------- */
R5=J :o vector < int *> vp( 10 );
yP$esDP transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
(9%?ik /* --------------------------------------------- */
R&W%E%uj sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
bDWLHdu
a /* --------------------------------------------- */
G]aey>) int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
~Re4zU /* --------------------------------------------- */
9]=J+ (M for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
jq)Bj#'7 /* --------------------------------------------- */
o
i'iZX for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
),N,!15j, ~fkcal1@ Z]b;%:>= QO;Dyef7b 看了之后,我们可以思考一些问题:
PzKTEYJL 1._1, _2是什么?
u|IS7>Sm 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。
`"CA$Se8 2._1 = 1是在做什么?
*Ze0V9$' 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。
)KFxtM- 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。
tjThQ x@43ZH_ y$7Ys:R~ 三. 动工
HQ"T>xb 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
Q(w; QTa\&v[f B;[ .u>f ldTXW(^j template < typename T >
M4)U
[v class assignment
n[DRX5OxR' {
IWv5UmjN T value;
#w|v.35%? public :
eowwN>-2C assignment( const T & v) : value(v) {}
vE(]!CB template < typename T2 >
7#j.yf4 T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
$rW(*#C } ;
k
?KJ8 (
xooU 8d =|AYT6z, 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
}d}sC\>U 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
]
hK}ASC %7mGMa/ :u9'ZHkZ DQ+6VPc^o class holder
ZbT$f^o}M] {
*yT> public :
k^ZP~.G template < typename T >
W6>t!1oO+ assignment < T > operator = ( const T & t) const
Ci-Ze j {
ep"{{S5g return assignment < T > (t);
tcoG;ir }
A^).i_ } ;
'8)kFR^9 8'@5X-nD =M-=94 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:
F&!vtlV) fWJpy#/^*K static holder _1;
toGd;2rl Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
eef&ZL6g AjEy@/ for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
=_BHpgL 而不用手动写一个函数对象。
HUjX[w8 k F^4kCJ@ f$^wu~ qZF&^pCF} 四. 问题分析
X[Ufq^fyA 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。
/v9qrZ$$ 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。
j|pTbOgk% 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
PY_8*~Z 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
4r4 #u'Om 下面我们可以对这几个问题进行分析。
T5T%[Gv j=T8b 五. 问题1:一致性
B /uaRi% 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?|
}I
uqB*g[t 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
}&/>v' G s1wlO y struct holder
d@ 8M_
O | {
tgG
8pL //
)e5=<'f1 template < typename T >
Z:^#9D{ T & operator ()( const T & r) const
M>5OC)E {
o} QP+ return (T & )r;
eZa7brC| }
=5*Wu+S4r } ;
plPPf+\ J|{50?S{^ 这样的话assignment也必须相应改动:
36{OE!,i ;SI (5rS? template < typename Left, typename Right >
EGgw#JAi#t class assignment
'6vo#D9M {
^k7I+A Left l;
@4UX~=:686 Right r;
A^FkU public :
3}s]F/e assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
n*$g1 HG6 template < typename T2 >
"{vWdY|" T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
wG MhKZE } ;
7~+Fec`Ut* y}oA!<#3 同时,holder的operator=也需要改动:
g]Y%c73 k%gj template < typename T >
Mm*V;ADF assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
c&wg`1{Hal {
}=v4(M `% return assignment < holder, T > ( * this , t);
~vt*%GN3 }
>vo 6X]p~ |dEPy-Xe 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
)nf%S+KV 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
gmH`XKi\ |Q)mBvvN return l(rhs) = r;
xdbzpU
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
'.z7)n 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
@2.
:fK %dnpO|L template < typename Tp >
r
ezp7 class constant_t
[;IE Z/ZX {
L&s~j/pR const Tp t;
{1Cnrjw public :
{+#{Cha constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
i|z=WnF$& template < typename T >
D+;4|7s+ const Tp & operator ()( const T & r) const
@&m]:GR {
m-4#s return t;
>b"@{MZ@t }
wxcJ2T d H } ;
8hS^8 J \|~k2~ 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
KRlJKd{ 下面就可以修改holder的operator=了
X7OU=+g
y
_ap T<P template < typename T >
_Jg#T~ assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
{sB-"NR`K {
9Br+]F_i return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
g7?[}?]3"p }
8K9HFT@yV ssQ1u.x9 同时也要修改assignment的operator()
3<<wHK;) *:d``L template < typename T2 >
]T/%Bau T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
yLLA:5Q1 现在代码看起来就很一致了。
):hz/vZ ]vB^% 六. 问题2:链式操作
SaGI4O_\s 现在让我们来看看如何处理链式操作。
} 'xGip@W 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。
%8I^&~E1 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。
G"&$7!6[Y 比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。
H+I,c1sF 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
:I7qw0? [r>hKZU2 template < typename T >
^k%+ao struct result_1
l
opl {
< w}i typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
lwt,w<E$ } ;
)|v du -"ZNkC= 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:
V^FM-bg%9 6{i0i9Tb template < typename T >
**__&Xp1 struct ref
bj0HAgY@ {
<H]PP6_g: typedef T & reference;
;DX{+Z[ } ;
Q(N'Oj:J template < typename T >
!lzj.|7=1 struct ref < T &>
s[{8:Px {
Ay6T*Nu` typedef T & reference;
dEXhn } ;
A4l"^dZc gmu.8 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
b/*QV0( .T8^>z1/\F template < typename T >
,B;mG]_ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
)?&mCI* {
o7+<sL return l(t) = r(t);
chD7^&5] }
fXnTqKAfu6 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。
_Q^jk0K8ga 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
=aj|auu &/uakkS 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
U[;ECw@ _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
;(,GS@sP _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
TuCHD~rb +5 调用divide的对象返回一个add对象。
1c"s+k]9 最后的布局是:
o/
\o-kC} Add
6flO;d/v / \
Us "G X_ Divide 5
Ap\]v2G / \
6T~+vT _1 3
Kg2@]J9m 似乎一切都解决了?不。
Vt zSM%= 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。
xF) .S@ 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。
*]q`:~u2 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:
oU3gy[wF;b N0lFx?4 template < typename Right >
tZ=|1lM assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
^{yb4yQ
0 Right & rt) const
P/~dY[6m {
gHUW1E return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
wMF1HT<* }
n$j B"1 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
>Gg[J=7` 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。
aAoAjV NkK 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。
;/m>c{ 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。
Y
uZ 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。
S WsD]rn 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?
gDfM} 2]/ 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:
3H"F~_H p(4Ek" template < class Action >
Q!~1Xc0S`p class picker : public Action
@AG=Eq9<o {
BI#(L={5 public :
jvd3_L-@E< picker( const Action & act) : Action(act) {}
0~<t :q! // all the operator overloaded
VasQ/ } ;
Q4ii25]* IP !zg|c, 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。
/Jk.b/t.*S 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:
%iV\nFal> $\4O r template < typename Right >
qy\SOAh picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
E.VEW;= {
/KvpJ4 return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
%u|Qh/?7 }
QIN# \ )Knsy Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
8v;T_VN 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。
/e*<-a z9#jXC#OdN template < typename T > struct picker_maker
f}FJR6VO {
Ej VB\6, typedef picker < constant_t < T > > result;
y;9K } ;
NVC$8imip template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
=g@hh)3wP {
@izS_I, typedef picker < T > result;
";0-9*I } ;
H<b4B$/ 4f0dc\$ 下面总的结构就有了:
GEb)nHQq 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。
WWTJ%Rd| 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。
yNx"Ey dk` picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
XnvaT(k7Y 至此链式操作完美实现。
<* PjG}Z. xi\uLu?i hi]\M)l&x 七. 问题3
v#sx9$K T 如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。
^T@-yys /_bM~g template < typename T1, typename T2 >
V|0UwS\n ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
-H_7GVSnl {
Q;1$gImFz return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
}Ty_} 6a5 }
9>@"W- 1G8t=IA%D 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:
n_] OYG>U |om3* ]7 template < typename T1, typename T2 >
~Uz|sQ*G struct result_2
KQqQ@D&n {
tX}Fb0y typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
`+@%l*TQ } ;
m7mC
7x }KkH7XksF 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?
]gj@r[ 这个差事就留给了holder自己。
.^1=*j(; 6Ue6b$xE ]7"mt2Q=3 template < int Order >
X]CaWxM class holder;
BQ&h&57K template <>
/L[:C=u class holder < 1 >
8|Y^z_C {
~yf 5$~Z public :
{gi"ktgk template < typename T >
1Kebl struct result_1
veE8
N~0N. {
kp;MNRc typedef T & result;
Z#W`0G>' } ;
[K9q+ template < typename T1, typename T2 >
I3aEg struct result_2
zKWi9 {
S"Zs'7dy` typedef T1 & result;
pK1(AV'L } ;
/ci.IT$Q^ template < typename T >
g-(xuR^* typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
!p9F'7;Y< {
@fYA{-ZC return (T & )r;
+l3
vIN }
?
8!N{NV template < typename T1, typename T2 >
cRfX typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
j+ys&pDczm {
Pr/&p0@aV return (T1 & )r1;
CC87<>V }
1Q;`<= } ;
)DLK<10 y! 1NS template <>
P?uKDON class holder < 2 >
(c*Dvpo1 {
YvHn~gNPhs public :
+yea}uUE template < typename T >
Rx<pV_|H, struct result_1
XKK*RVs# {
<(t<gS # typedef T & result;
F^~#D, \ } ;
E|Lh$9XONA template < typename T1, typename T2 >
n*xNMw1x"T struct result_2
aY+>85?g {
Zj<T#4?8 typedef T2 & result;
Q\z*q,^R } ;
|Z/ySAFM template < typename T >
&boBu^,94 typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
q.X-2jjpx: {
(6+0U1[Iz return (T & )r;
Ek.j@79 }
RGKJO_*J2 template < typename T1, typename T2 >
+[7u>RJ typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
K^vMIo h {
=f p(hX" return (T2 & )r2;
tw')2UGg }
MdfkC6P } ;
6a!X`%N= Zj0&/S fjJIF% 新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
*Ee# x!O 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
%qv7;E2C 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
87/{\h g/yXPzLU return l(i, j) = r(i, j);
cK } Qu 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
vNt2s)J$ = @f;s<v/ return ( int & )i;
A|+{x4s` return ( int & )j;
8YJ({ Ou_ 最后执行i = j;
Y#5S;?bR 可见,参数被正确的选择了。
]_,~q@r$ +$'/!vN BW;u?1Xa _B[(/wY yiU dUw/ 八. 中期总结
32Z4&~I 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:
dA~6{*) 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
h 2zCX 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
sOW|TN>y\ 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
q.t5L=l^
r mB~&nDU PrcM'Q $p@g#3X` }1P yC5|"+
A$ 九. 简化
4c yv
8 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。
*%e#)sn* 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
-d~'tti 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:
5*r6#[S\ 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
koU.`l. +-*/&|^等
td~3N,S 2. 返回引用。
#]'xUgcE9 =,各种复合赋值等
g/J!U8W" 3. 返回固定类型。
@wPmx*SF 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
zkOgL9
(_8 4. 原样返回。
=EJ"edw]%0 operator,
\4[Ta,;t 5. 返回解引用的类型。
tQ67XAb operator*(单目)
{mQJ6
G'ny 6. 返回地址。
pf_ /jR operator&(单目)
2^aTW`>L 7. 下表访问返回类型。
>seB["C operator[]
BSY#xe V 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
m @%|Q; operator<<和operator>>
>vU
Hf`4T bW]+Og 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。
+*q@= P, 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
/~[R
u %ab79RS]C template < typename Left >
jo*9QO struct value_return
-G 'lyH {
e{,/ template < typename T >
mI%/k7:sf struct result_1
URgF8?n {
pS\>X_G3 typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
AngwBZ@ } ;
._Xtb,p{ i]z
i[Zo$ template < typename T1, typename T2 >
z"#.o^5 struct result_2
[}p.*U_nw {
'Ot[q^,KRG typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
l?o-
p } ;
4o3GS8 } ;
`N|CL `^kST>< cw.7YiU 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
(% P=#vZ Ev16xL8B 下面我们来剥离functor中的operator()
wrU[#g,uvr 首先operator里面的代码全是下面的形式:
I\~V0<"jI *zWn4BckN return l(t) op r(t)
'r%oOZk)z return l(t1, t2) op r(t1, t2)
jxaoQeac return op l(t)
v2{s2kB= return op l(t1, t2)
|Y11sDa9h return l(t) op
[\1l4C return l(t1, t2) op
vNbA/sM return l(t)[r(t)]
mtHz6+ return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
$@)d9u
cd HV.7IyBA^ 很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式:
#8jd,I%L 单目: return f(l(t), r(t));
3)a29uc:U return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
ltR^IiA} 双目: return f(l(t));
<4,?lZ return f(l(t1, t2));
}o-P 下面就是f的实现,以operator/为例
8B/9{8
/GUuu struct meta_divide
"S:N-Tf%U {
8A .7=C' z template < typename T1, typename T2 >
'wrpW# static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
tqCg<NH.!m {
[@Y q^.6t return t1 / t2;
C6~dN&q }
bobkT|s^s } ;
I:<R@V<~# m=B0!Z1xx 这个工作可以让宏来做:
!++62Lf 8zWPb #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
FOi`TZ8 template < typename T1, typename T2 > \
~*[4DQ[\ static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
5FI>T=QF 以后可以直接用
iGLYM- DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
-d'|X`^nE 来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数
GNc|)$ (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。。。)
,0]28D nn4Sy,cz FaE orQ 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
g"S+V#R d
A{Jk template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
T(^8ki class unary_op : public Rettype
gq3OCA!cX {
GuvF Left l;
|LE++t*X~ public :
GQq'~Lr5 unary_op( const Left & l) : l(l) {}
e622{dfVS v^fOT5\ template < typename T >
lG>e6[Wc typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
^\jX5)2{ {
b]?;R return FuncType::execute(l(t));
4CT9-2UC }
z,YUguc|
S=SncMO nE template < typename T1, typename T2 >
Cpv%s 1M typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
bGc|SF<V {
}tO<_f)) return FuncType::execute(l(t1, t2));
PM!t"[@& }
$i~`vu* } ;
y/hvH"f :~R
Fy?xRa i!x5T%x_ 同样还可以申明一个binary_op
@|%ICG c eh4"_t template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
S@NhEc class binary_op : public Rettype
3MJWC o-[ {
%MZDm&f>Kk Left l;
O \8G~V
5" Right r;
Ia:puks= public :
mIEaWE;E" binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
_J~ta. ik0Q^^1?Y template < typename T >
n4T2'e typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
p+UHJ& {
4Xk;Qd return FuncType::execute(l(t), r(t));
F6]!?@ }
4 ~YQ\4h= Prz+kPP template < typename T1, typename T2 >
+{i"G,3 typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
PFgjWp"Y {
JO{-
P return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
X]U"ru{1q }
b(-t)5^} } ;
}.V0SM6 >@"3Q` IYg3ve`x 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
Y_>-p(IH 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
~V"cLTj" DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
C|IQM4 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。
Qwo9>ClC 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
wDMB 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。。。
4m[C-NB!g 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
cW\Y?x
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)
Yk@s"qm3 下面是修改过的unary_op
::Q); G|oB'~{& template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
&\lS class unary_op
[piF MxZP {
hIo S#] Left l;
^npS==Y]!. :F
w"u4WI public :
+\[![r^P `e'o~oSu unary_op( const Left & l) : l(l) {}
.O%1)p CSqb)\8Oi* template < typename T >
q
'{<c3& struct result_1
/0&:Yp=> {
2G}7R5``9 typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
4[CBW } ;
<Bb<?7q$ld n5*{hi template < typename T1, typename T2 >
Fp6[W5>(- struct result_2
+'Y(V& {
+;wqX]SD & typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
=
EChH@3 } ;
%OTA5 d7tD|[(J template < typename T1, typename T2 >
SAE'?_ typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
cvXI]+`<3\ {
+s(IQt return OpClass::execute(lt(t1, t2));
Q'Kik5I }
FDd>(!> E<#4G9O< template < typename T >
ZR-s{2sl typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
CBnouKc: {
.Lr)~ return OpClass::execute(lt(t));
G<^]0`"+)t }
:UDn^(# cYWy\+ } ;
OQL09u
b~Pxgfu" Y^ZBA\D2,k 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
['4\O43yv 好啦,现在才真正完美了。
JGO$4DK-1 现在在picker里面就可以这么添加了:
Rp`_Grcd +`s&i%{1> template < typename Right >
h6T/0YhWLP picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
['OCw {< {
1S[5#ewB;j return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
^'u;e(AaE
}
e=n{f*KG` 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。
F`BgKH! HLoQ}oK|K l@Eq|y, Q(;B) Oz#EGjz 十. bind
78a-3){ 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。
VmOFX:j!, 先来分析一下一段例子
+/!=Ub[:U A{8K#@! 0nD=|W\@{ int foo( int x, int y) { return x - y;}
qv0
DrL,3 bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
aa0`y bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
`l gjw= 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。
)_c=mT 我们来写个简单的。
EB29vHAt~ 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?~d']XD 对于函数对象类的版本:
e:GgA Id.Z[owC`Y template < typename Func >
;&W; struct functor_trait
lR@i`)'?U {
$nfBvf typedef typename Func::result_type result_type;
^L8Wn6s' } ;
<h@z=ijN 对于无参数函数的版本:
# +QWi0B
InPy:} template < typename Ret >
~[uV struct functor_trait < Ret ( * )() >
CmJ?_> {
pg?i F1 typedef Ret result_type;
.?i-rTF: } ;
N7~)qqb 对于单参数函数的版本:
rZ!Yi*? f m,@1LwBH template < typename Ret, typename V1 >
F[7Kw"~J struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
d@D;'2}Yc {
X@yr$3vC typedef Ret result_type;
e:$7^Y,U/ } ;
o/dMm:TF 对于双参数函数的版本:
W) 33;E/} K{zCp6 template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
2GiUPtO&Gj struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
FM9X}%5nu9 {
:PFx& typedef Ret result_type;
%l8*t$8 } ;
4#@W;' 等等。。。
UKKSc>D1 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
SvX=isu!. UBhciZ template < typename Func >
Y3P.| struct func_return
];pf {
]<8B-D?Z template < typename T >
8NaL{j1` struct result_1
zmB31' _ {
FI1THzW4J typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
GJIWG&C03 } ;
%_b^!FR Q$|^~ template < typename T1, typename T2 >
R,x> $n struct result_2
GP[6nw_'^ {
XdGpW typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
J7'f@X~nM } ;
X!7VyE+n } ;
] Wx>)LT IP30y>\ S]e j=6SP 最后一个单参数binder就很容易写出来了
" K 8&{= ySwYV template < typename Func, typename aPicker >
Cdp]Nv6 class binder_1
4?>18%7& {
$N}/1R^?r Func fn;
tjZ \h= aPicker pk;
i<4>\nc public :
9^ >M>f" :M22P`: template < typename T >
fJ)N:q` struct result_1
fg9?3x
Z {
:W.jNV{e\F typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
0T9@,scY } ;
[F/^J|VMV ;dqk@@O"( template < typename T1, typename T2 >
*'9)H0 struct result_2
gEr4zae {
Si?$\H*: typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
>aEL;V=}P } ;
G3RrjWtO [!1)mR binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
Fw_
(q! KqM! ! template < typename T >
o {=qC: b typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
V I6\ {
M"=8O>NZ2 return fn(pk(t));
$h G;2v }
I86e&"40 template < typename T1, typename T2 >
'oz hz2s typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
^ckj3Y#; {
Yv)Bj return fn(pk(t1, t2));
)!'n&UxPo$ }
)\{'fF } ;
IK*oFo{C=K Y%<`;wK=^ \*f;!{P{ 一目了然不是么?
az0cS*@ 最后实现bind
Vh"MKJ'R^ F,*2#:Ki 28nmQ template < typename Func, typename aPicker >
Gs[Vu@* picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
cCM
j\H@ {
UdT&cG return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
[RAj3Fr0 }
>f&xJq a
@6^8B?w; 2个以上参数的bind可以同理实现。
Zxg 1M 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。
`kv1@aQPL m)s
xotgXf 十一. phoenix
MV%Xhfk Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
n!GWqle "XCU'_k= for_each(v.begin(), v.end(),
}qer (
rmOQ{2} do_
h^}_YaT\ [
l iw,O 6 cout << _1 << " , "
Pj'62[5z ]
's)fO#
.while_( -- _1),
G49Ng|qn cout << var( " \n " )
)T>8XCL\} )
31WZJm^ );
$Axng
J c xN6>2e 是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:
\CcmePTN#x 首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor
(nGkZ}p operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
F[5S(7M
7 那么我们就照着这个思路来实现吧:
egfi;8]E g^1r0.Sp{8 j5kA^MTG template < typename Cond, typename Actor >
^w>&?A'! class do_while
d!o.ASL{ {
zVdKYs i^ Cond cd;
&]w#z=5SXi Actor act;
DL,[k
( public :
gW kjUz) template < typename T >
VSh !4z1 struct result_1
bZiyapM {
+4Q[N;[+* typedef int result_type;
XTV0Le\f } ;
&`\ ep9 ;TtaH do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
XJUEwX b7bSTFZxC template < typename T >
bZ/
hgqS typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
h0|[etaf {
V{!lk]p}a do
TZ'aNcGg {
f3!n$lj act(t);
h6g:(3t6m }
L/BHexOB while (cd(t));
!}ilN 1> return 0 ;
P@C
c]Z }
`mrCu>7 } ;
|"Z-7@/k$i D ZVXz|g 3)Zu[c[%'J 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
%VWp&a8 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
gt/!~f0r 其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。
gV|Y54}T 因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。
D i+4Eb
下面就是产生这个functor的类:
0pD[7~ ^o q3+I<qsAz glx2I_y template < typename Actor >
]oEQ4 class do_while_actor
mbyih+amCr {
;Z*'D} Actor act;
yxvjg\!& public :
PcB{=L do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
`NQ{)N0! ijFV<P template < typename Cond >
IP04l;p/ picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
gGI8t@t: } ;
-,^WaB7u\ uoHqL IpQ .U 39nd 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
U+} y
%3l 最后,是那个do_
;|!MI'Af >b>gr OX UT4f (Xo class do_while_invoker
P{cos&X| {
1aq2aLx public :
zks#EzQ template < typename Actor >
;,rnk- do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
d@ZoV {
Pu..NPl+ return do_while_actor < Actor > (act);
!R74J=#( }
?I[h~vr6. } do_;
^!}F% iS 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
_s*!
t 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
ra]:$XJ5=a 最后来说说怎么处理break和continue
%K?iNe 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。
.fEwk 具体实现手法这里就不罗嗦了。
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