一. 什么是Lambda
,*iA38d.! 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
\Sd8PGl*' 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,
WrGA7&!+ (1'DZxJ&u i"G'#n~e ?z1v_Jh class filler
{K.H09Y {
F(hPF6Zx( public :
R `tJ7MB void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
n- 2X?<_Z } ;
>IIq_6Z# To*+Z3Wd fF)Q;~_VA 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:
bKpy?5&> q2X::Yqk AfA"QCyO T2Yf7Szp for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
4Et(3[P71 a|FkU%sjzZ g.&B8e 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
Q!P%duO ZK]qQrIwy {J==y;dK ==[(Mn,%d 二. 战前分析
J|BElBY 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。
^^V3nT2rR3 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
vb=]00c ~Y/A]N86, Em(_W5
ND{ for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
*|=D 0 /* --------------------------------------------- */
kK=VG<
:M vector < int *> vp( 10 );
;}+M2Ec51 transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
W p)!G /* --------------------------------------------- */
'oIE:#b sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
zufphS| /* --------------------------------------------- */
bX$z)]KKu int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
WRD
z*Zf /* --------------------------------------------- */
X_2N9$}, for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
)P(S:x'b0 /* --------------------------------------------- */
v8-My1toV for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
Q("m*eMRt uU 7 <8G mEJ7e# h q7f"` 看了之后,我们可以思考一些问题:
MZz9R*_VS 1._1, _2是什么?
Rmw=~NP5 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。
]Uwp\2Bc 2._1 = 1是在做什么?
@4;'>yr(
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。
lBfthLBa 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。
\na$Sb+ tKt}]KHV ]00 so` 三. 动工
\$_02:# 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
Ln#o:" E 6!]@S|vDX @_C]5D^J^~ &`qYe)1Eo template < typename T >
TAUl{??, class assignment
4+hNP'e {
aA4RC0' T value;
iAH,f5T public :
t5E$u(&+'B assignment( const T & v) : value(v) {}
:XY%@n template < typename T2 >
wG)e8,# T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
a
Y)vi$;] } ;
%d+Fq=< ^dpM2$J w<B
S 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
'aEK{#en 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
TIJH}Ri 1e[?}q]* x~5,v5R^] qA '^b~ class holder
}p?,J8=- {
Tg^8a,Lt public :
K.yc[z)un template < typename T >
-Hm"Dx assignment < T > operator = ( const T & t) const
e&x)g;bn {
W%+02_/) return assignment < T > (t);
-dovk?'Gj
}
c$1u } ;
F qJ`d2E G
T~rr*X "1gIR^S%9 由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上:
7D<Aa?cv_l "=Z=SJ1D static holder _1;
h~Ir=JV Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
|$/#,Dv7 C@*x for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
!!L'{beF 而不用手动写一个函数对象。
6|p8_[e` ky|k g@n{ ;}6wj@8He UhJS=YvT 四. 问题分析
N_
ODr]L 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。
Dl.<(/ 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。
Vb?wwx7= 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
/HUT6B 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
q2xAx1R`sV 下面我们可以对这几个问题进行分析。
iY`[dsT t?&; 五. 问题1:一致性
aO$0[-A 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?|
EJ
{vJZO 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
pImq<Z 06HU6d, struct holder
IsT}T}p,t {
.~I:Hcf/ //
:Jyr^0`J template < typename T >
_L)LyQD]T T & operator ()( const T & r) const
GdC=>\] {
<!t;[ie?y return (T & )r;
!QdX+y<re }
t~qSiHw } ;
~<u\YIJ c@,1?q1bv 这样的话assignment也必须相应改动:
roZn{+f F$i50s template < typename Left, typename Right >
1g=T"O&= class assignment
CHS}tCfos> {
y=9fuGL6 Left l;
j(I(0Yyh Right r;
%J6>Vc!ix= public :
Ox
,Rk assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
[.l,#-vp template < typename T2 >
R1hmJ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
A]iT
uu5 p } ;
%l%ad-V ih("`//nP 同时,holder的operator=也需要改动:
Eva&FHRTY %d:cC:` template < typename T >
x%)oL:ue assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
vZQraY nJ {
6a9:P@tY return assignment < holder, T > ( * this , t);
xX%{i0E }
[2Y@O7;nI @sa_/LH!K 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
_$A? 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
iPCn-DoIS VSO(DCr"L return l(rhs) = r;
,V!Wo4M 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。
Y A+R!t:F{ 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
d?5oJ'JU 2 .Xx)(> template < typename Tp >
9[~.{{Y class constant_t
PQi(Oc {
l^tRy_T:- const Tp t;
Z[!kEW public :
BSkmFd(* constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
n2o)K;wW+ template < typename T >
NHU5JSlB const Tp & operator ()( const T & r) const
;<o?JM {
@@3NSKA return t;
) F -8 }
wtL=^ } ;
Z1$S(p=)L &n?RKcH}d 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
MYJMZ3qBi 下面就可以修改holder的operator=了
1e9~):C~W J10 /pS template < typename T >
3it*l-i\ assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
,y0 &E8Z {
q(46v`u return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
D
@wIbU }
Kl ?C[ WOgkv(5KN 同时也要修改assignment的operator()
_^?_Vb nql{k/6 template < typename T2 >
3 %BI+1&T_ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
HOPl0fY$L 现在代码看起来就很一致了。
6%9 kc+
9 ,<7HLV 六. 问题2:链式操作
//3fgoly 现在让我们来看看如何处理链式操作。
lwG)&qyVd 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。
rw
2i_,.*~ 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。
B}zBbB 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。
$BLd>gTzmv 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
/&qE,>hd.+ ]"O*& template < typename T >
O<AGAD struct result_1
<v\$r2C* {
r_8;aPL typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
FBrh!vQ< } ;
ifl
LY7j dBM{]@bZ 那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为:
\,m*CYs` hZ|0<u template < typename T >
+s7w@ struct ref
r|z B?9Q {
G `eU typedef T & reference;
>,Zn~8&Z } ;
W}k/>V_ template < typename T >
hVz]', struct ref < T &>
00>knCe6 {
aU.!+e%_ typedef T & reference;
EpT^r8I } ;
L[5U(`q[ 'aeuL1mz 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
+~1FKLu GAs.?JHd template < typename T >
svt3gkR0 typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
[tC=P&< {
Oku7&L1 return l(t) = r(t);
g%)cyri }
39pA:3iTd 可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。
Q7zpu/5? 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
#<V5sgqS =|fB":vk 有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么
H4wDF:n0H _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
SpIiMu( _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
JCB3 BZg7& +5 调用divide的对象返回一个add对象。
_$vbb#QXZG 最后的布局是:
T'Jl,)" Add
#N"QTD|i / \
mYk~ ]a- Divide 5
[1Qg * / \
+'w6=qI _1 3
d&ff1(j( 似乎一切都解决了?不。
[_KOU2 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。
zTq"kxn' 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。
A&jR-%JG 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:
e?o/H p&2d&;Qo0 template < typename Right >
(_N(K`4#W assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
U9\w)D|+eE Right & rt) const
y\:Ma7V {
^FTS'/Q return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
>C5u>@%9O }
k|jr+hmn": 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
.WBp!*4 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@fy*T\3 因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。
cQ`0d3 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。
4T~wnTH0Xg 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。
SoFl]^l 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?
&
\C1QkI 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:
j]mnH`#BL r0pwKRE~t template < class Action >
0hXx31JN N class picker : public Action
zW`a]n. {
SC3_S. public :
d<m.5ECC} picker( const Action & act) : Action(act) {}
SUvrOl
// all the operator overloaded
yKz%-6cpSl } ;
YPKB4p# y M-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。
>oi?aD% 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:
G2sj<F=AV z$ {[Z= template < typename Right >
YB:}Lb picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
I%<pS,p {
~g@}A return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
M[u6+` }
]$-<< N{}' g`2Oh5dA Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
NE Zu?g 使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。
&2ty++gC ;R@D template < typename T > struct picker_maker
N&$ ,uhmO {
{#pwr WG typedef picker < constant_t < T > > result;
2^r J|Ni } ;
Wn?),=WQ{ template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
.Ep&O# {
E},zB*5TH typedef picker < T > result;
|GP&!] } ;
I;G(Wj j^hLn> 下面总的结构就有了:
7y.iXe!P 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。
ao|n<*} 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。
e3[Q6d&| picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
{/,AMJ<:G] 至此链式操作完美实现。
z"Cyjmg" O{U j `'pAiu 七. 问题3
@a
7U0$,O# 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。
5;HCNwX {&6i$4T template < typename T1, typename T2 >
pEW~zl ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
NQvI=R-g {
DhsvN&yNM return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
)ac!@slb^7 }
>
+00[T Y;
to9Kv$ 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:
6V#EEb C\dk}A template < typename T1, typename T2 >
M0KU}h struct result_2
YPCitGBl {
3od16{YH typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
NBLjBa%eL } ;
|WOc0M[U Oi-%6&}J 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?
[Q/kNK 这个差事就留给了holder自己。
B$hog_=s <num!@2D M9Nr/jE template < int Order >
:l?mNm5 class holder;
Bx5kqHp^1 template <>
TgHUH>k class holder < 1 >
]M'~uTf {
6}|h public :
j"VDqDDz template < typename T >
"{Y6.)x struct result_1
S.<4t*, {
wTG(U3{3K typedef T & result;
Y4_xV& } ;
/?Mr2!3N template < typename T1, typename T2 >
AD@ {7 struct result_2
,*?[Rg0]+ {
ooC9a>X typedef T1 & result;
A(cR/$fn6 } ;
JZ&_1~Z= template < typename T >
aeAx0yE[p typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
)8SWU)/ {
>[~7fxjK- return (T & )r;
t`>Z#=cl\ }
8.+
yZTg template < typename T1, typename T2 >
:fq4oHA# typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
Ps[#z@5{x {
%&q}5Y4! return (T1 & )r1;
nb6Y/`G }
KeXt"U } ;
aUA)p}/: tCar:p4$ template <>
#3'M>SaoH class holder < 2 >
kQQDaZ8 {
*v?kp>O public :
0'YJczDq:7 template < typename T >
5}Xi`'g, struct result_1
NSH4 @x {
LhM$!o?W typedef T & result;
(mKH,r } ;
*;~u 5y2b template < typename T1, typename T2 >
U=U5EdN; struct result_2
AYpvGl' {
(oG.A typedef T2 & result;
j-DWz>x } ;
pVrY';[,| template < typename T >
Uqy/~n-v< typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
e0otr_)3F {
%~PT7"4 return (T & )r;
%H,s~IU }
D{[{ &1\)r template < typename T1, typename T2 >
?,8+1"|$A] typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
XrWWV2[ {
5C^@w return (T2 & )r2;
I3d}DpPx% }
JY^i } ;
+%u3% } =9,^Tu| FouN}X6 新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
het<#3Bo 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
sf# px|~9 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
RVLVY:h|F 4RYH^9;>K return l(i, j) = r(i, j);
@qj]`}Gx' 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
|r36iUHZS Id>4fF:o return ( int & )i;
t8rFn return ( int & )j;
D|Wlq~IpQ 最后执行i = j;
X J)Y-7c 可见,参数被正确的选择了。
F*r) pe\Nwq V/kndV[j oD1k7Gq1 Xc}XRKiy{ 八. 中期总结
1?1Bz?EKF* 目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事:
8N?D1;F; 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
o)^Wz 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
jX(hBnGW 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
T?1V%!a;f GQ>0E ~1[n@{*: ( w>=N~0@t w`V6vYd@ .R'M'a#*!A 九. 简化
hqmE]hwc 很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。
`[U.BVP' 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
_vDmiIn6K 首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种:
1EEcNtpub] 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
NRx I?v +-*/&|^等
-)VjjKz]8 2. 返回引用。
TjYHoL5 =,各种复合赋值等
y_=y% 3. 返回固定类型。
#kq!{5, 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
x\8|A 4. 原样返回。
3}F>t{FDk operator,
El;"7Qn 5. 返回解引用的类型。
Jou*e% operator*(单目)
tqCkqmyC 6. 返回地址。
' BS.:^ operator&(单目)
(;%T]?<9# 7. 下表访问返回类型。
c@3 5\!9 operator[]
[|=M<>?[ 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
=DDKGy.g operator<<和operator>>
nReld
:#T ?_Z-}f OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。
RLB"}&SF] 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
dIlpo0; F ||awNSt template < typename Left >
/#H P;>!n struct value_return
=\5WYC {
G[yzi template < typename T >
z+{qQ! struct result_1
,f$P[c {
k:R\;l5 typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
] \_tO } ;
ce}A!v ;p`to"6IFD template < typename T1, typename T2 >
~uty<fP struct result_2
/pPH D] {
PQ[?zNrSV typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
X )tH23 } ;
-bzlp7q* } ;
5~@-LXqL aaT3-][ j2UQQFh 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
e&d$kUJrq \GxqE8 下面我们来剥离functor中的operator()
KGg
S"d 首先operator里面的代码全是下面的形式:
]0ErT9 #?>)5C\Hqy return l(t) op r(t)
]Z8u0YtM) return l(t1, t2) op r(t1, t2)
4^l 9d return op l(t)
3zD#V3= return op l(t1, t2)
GyN|beou return l(t) op
C|TQf8 return l(t1, t2) op
>Wt@O\k return l(t)[r(t)]
9$;5J return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
-oyA5Yx0 `?(J(H 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:
&l1t5 ! 单目: return f(l(t), r(t));
fI<LxU_n: return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
O8A1200 双目: return f(l(t));
$jE<n/8 return f(l(t1, t2));
EOXkMr 下面就是f的实现,以operator/为例
<KU0K hQm=9gS struct meta_divide
0't)-Pj+, {
[07E-TT2U template < typename T1, typename T2 >
zdrP56rzZ static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
D5@=#/?* {
ofQs
/
return t1 / t2;
O0L]xr }
Qr$
7 U6p } ;
1bCE~,tD !6=;dX 这个工作可以让宏来做:
&|GH@^)@ M=pQx$%a #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
uhfK\.3 template < typename T1, typename T2 > \
bXF8V static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
c-XO}\? 以后可以直接用
>j hcSvM6 DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
mnK<5KLg1 来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数
JR.)CzC (ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。)
xOj#%; v.Bwg7R3 A&t8C8, 下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体
`+n#CWZ"Y 8$_{R!x template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
<1*.:CL"s class unary_op : public Rettype
\#:
W {
*eIX"&ba Left l;
8p%0d`sX public :
SQ4^sk_! unary_op( const Left & l) : l(l) {}
z:f&k}( g]?pY template < typename T >
zl:by? typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
`J,>#Y6(J {
>:6iFPP return FuncType::execute(l(t));
M> WWP3 }
)Y)_T&O Eb4NPWo template < typename T1, typename T2 >
";rXCH. typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
)Su>8f[?e {
`D[O\ VE return FuncType::execute(l(t1, t2));
IdAh)#)
7 }
m_/Ut } ;
,FzkGB# JT0j2_*Rr N)g _LL>^ 同样还可以申明一个binary_op
$J4\jIipL ~O\A 0e template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
VtLRl0/ class binary_op : public Rettype
uE')<fVX( {
k37?NoT Left l;
_D{A`z Right r;
erEB4q+ #O public :
g@>llve{ binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
'=E;^'Rl 3oLF^^^g template < typename T >
.>R`#@+I typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
8)9-*Bzj {
YXWDbr:JX return FuncType::execute(l(t), r(t));
U|Fqna }
O00;0w u i&>^"_4rc template < typename T1, typename T2 >
}jCO@v; typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
i;^lh]u {
Gb`)d return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
S2'a i }
zBy} > Jx } ;
vlkwWm $8eiifj ,@f"WrQ 很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
\HLo%]A@M 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
!lNyoX/ DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
r
1r@TG\ 那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
h^=;\ng1l 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
Ak@!F6~ 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
zJw5+
+
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
C`;igg$t_ 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)
0(-4"u>? 下面是修改过的unary_op
CHKhJ v3+4 8C*@d_=q template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
.ifz9jM' class unary_op
&B(z**+9 {
"
7^nRJy Left l;
p\=T#lb *xNc^&. public :
wx3_?8z/O <K^a2 D unary_op( const Left & l) : l(l) {}
' J@J$#6 >(a35 b$ template < typename T >
n3~axRPO struct result_1
; H ;h[ {
/lC# !$9vz typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
*zPqXtw!j } ;
o664b$5nsI :%sBY0 yF template < typename T1, typename T2 >
h}SZ+G/L struct result_2
jXA/G%:[ {
uluAqDz` typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
fVn4=d6X } ;
Cik1~5iF p48enH8CO template < typename T1, typename T2 >
*w@1@6?j typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
l-%] f]> {
rgIWM" return OpClass::execute(lt(t1, t2));
9~W]D!m, }
+45SKu= c~(61Sn] template < typename T >
3&})gU&a typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
5{b;wLi$X2 {
O;RBK&P return OpClass::execute(lt(t));
&6s&nx }
)$S=iL8( ."ZG0Zg } ;
k'O.1 QtnNc!,n [voZ=+/ 该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug
~Fh+y+g? 好啦,现在才真正完美了。
+ytP5K7 现在在picker里面就可以这么添加了:
q~> +x?30 qj_0
td$ template < typename Right >
'zm5wqrkAd picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
}MOXJb @ {
op`9(=DJ] return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
%}TJr]'F }
"B:FSWM_- 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。
E&cC2(w #@DJf 7~P2q/2E> (NFrZ0 Chnt)N`/B4 十. bind
~NIhS! 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。
CqEbQ>? 先来分析一下一段例子
dGk"`/@ }T$BU>z33N K/*R}X int foo( int x, int y) { return x - y;}
:7 LA/j bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
yP3I^>AZ3 bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
Ua
\f]y 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。
$CMye; yL 我们来写个简单的。
=7}1NeC` 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
iHNQxLkk{: 对于函数对象类的版本:
cVx SO`jZw fCUx93,>z template < typename Func >
15jQ87) struct functor_trait
%mss{p!d6 {
j.] ]VA typedef typename Func::result_type result_type;
P0m9($JBD } ;
%WU=Vy 4 对于无参数函数的版本:
zlEI_th:~ -sA&1n"W&5 template < typename Ret >
L~PiDQr?r struct functor_trait < Ret ( * )() >
{g nl6+j {
PpFQoY7M typedef Ret result_type;
'sIne> } ;
8WV5'cX 对于单参数函数的版本:
2?7ID~\ K@=u F1? template < typename Ret, typename V1 >
+H&/C1u struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
[c=Wp {
c!\T0XtT typedef Ret result_type;
3?j:M]fR } ;
a%c <3' 对于双参数函数的版本:
^^}htg 7NRa&W2 template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
Zocuc"j struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
Kkq-x'gt^ {
Y$v d@Q typedef Ret result_type;
Xd A]);, } ;
I<RARB-j 等等。。。
R5e[cC8o. 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
~"%'(j_4 ggPGKY-b= template < typename Func >
&*/= `=:C8 struct func_return
uT=r*p(v {
h'S0XU
; template < typename T >
TP#Ncqh struct result_1
Io<T'K {
bp'%UgA)1 typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
5rLx
b } ;
`scW.Vem Vf:.C|Z template < typename T1, typename T2 >
5)Z=FUupA~ struct result_2
qnyacI {
4J[zNB] typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
v`mB82s } ;
7ucm1 } ;
Mhn1-ma: 9~=zD9,|iA %0y-f 最后一个单参数binder就很容易写出来了
u:J(0re TI8\qIW template < typename Func, typename aPicker >
5yt= ~ class binder_1
lS Y " {
HgW!Q(* Func fn;
j7E;\AZ^ aPicker pk;
vKW!;U9~P public :
e~gNGr]L/ ^`#7(S)a/ template < typename T >
b0'}BMJ struct result_1
Jq)k5X>&Sj {
*J^FV^E`` typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
#xx.yn(7 } ;
T\.~!Q "Ai\NC template < typename T1, typename T2 >
&V
7J5~_ struct result_2
Y>3zpeQ!& {
vbJdhaf typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
]0<K^OIY } ;
%`pi*/( ^!
h3#4 binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
Kn$t_7AF^ ?`Z:vqp>Z template < typename T >
*>?N>f" typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
.n_Z0&i/w {
E8PwA. return fn(pk(t));
#*9 |\ }
'wFhfZB1!B template < typename T1, typename T2 >
-ewR:Y@j typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
]6^S:K_" {
4xT /8>v2| return fn(pk(t1, t2));
#\N8E-d }
/zh:7N } ;
1O,5bi>t7 4E=QO!pVv v B~VJKD 一目了然不是么?
!oi
{8X@ 最后实现bind
0?t;3z$n ye(av&Hn ~pH!.|k-& template < typename Func, typename aPicker >
sa<\nH$_X picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
=?4[:#Rh {
]O:u9If return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
U.Vn|s(`z }
xX<T5Ls #s(ob `0| 2个以上参数的bind可以同理实现。
AXxyB"7A} 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。
OR+_s @Yg &b,A-1`w_ 十一. phoenix
dm"x?[2: Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
f
uU" pRlScD_}; for_each(v.begin(), v.end(),
d^54mfgI (
.KG9YGL# do_
D&K9!z"] [
2s,cyCw& cout << _1 << " , "
e/x 9@1s# ]
Q;l%@)m+~ .while_( -- _1),
N!<l~[rc cout << var( " \n " )
x ]}'H )
zN5};e}^v );
<]z4;~/& IC"ktv bHz 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:
$s
,g&7*- 首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor
si~zg\uY operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
.PT7 那么我们就照着这个思路来实现吧:
h8M_Uk 7Q'u>o mHW%^R= template < typename Cond, typename Actor >
x]hG2on! class do_while
v; ewMiK@E {
qmPu D/c Cond cd;
5cM%PYU4:v Actor act;
^vV AuO public :
+-TEB template < typename T >
3NZK$d=4 struct result_1
K5bR7f: {
[giw(4m#y typedef int result_type;
DfGq m-c } ;
oPBKPGD jp}.W do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
ldU ><xc2 ZvXw#0)v template < typename T >
uF3{FYM{I typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
-sf[o"T,j {
Jk`l{N do
VR_/Vh]@ {
i&m6;>?` act(t);
m=COF$< }
3qu?qD while (cd(t));
">8oF.A^ return 0 ;
Z/GSR$@lI }
dEkS T[Y3 } ;
dR>$vbjh1Z |FaK=e j5n"LC+oz 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
)BaGY 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
`B8`<3k/( 其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。
<jFov`^ 因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。
ZF#lh] 下面就是产生这个functor的类:
e{4e<hd \%}]wf} 1W0[|Hf2v* template < typename Actor >
;*nzb!u\\ class do_while_actor
D>U(&n {
Ln+ .$ C Actor act;
pnuwjU- public :
d'Dd66 do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
f2KH&j>~r P A*U\ template < typename Cond >
Q>\DM'{:4 picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
OFcP4hDi } ;
=SW <Vhtb %@aC5^Ovy+ Wy1.nn[ 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
Kn?h 最后,是那个do_
m,6u+Z, .A/xH
x 8{icY|:MTN class do_while_invoker
BlT)hG(M> {
&01KHJY)/G public :
(<Cg|*s template < typename Actor >
(<H@W/0$ do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
tK+JmbB\ {
?hp,h3s;n$ return do_while_actor < Actor > (act);
M0vX9;J }
jgEYlZ } do_;
8/P!i2o /UR;,ts 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
>*^SQ{9 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
Z;R/!Py. 最后来说说怎么处理break和continue
0Nk!.gY 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。
!-SI &qy 具体实现手法这里就不罗嗦了。
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