一. 什么是Lambda tQ=P.14>:
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 JGl0
(i*|
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, 4X tIMa28
EaaLN<i@0
Fd!Np7xw
D4nYyj1O3
class filler qKu/~0a/
{ JB.f7-
public : M?m Pi 3
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} W]b>k lp;
} ; pRyePxCDj)
%mKM9>lf#
Fq\vFt|m<
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: S"+X+Oxp7?
jroR2*
2wR?ON=Q
5=Cea
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); r ]JV!'R
jpijnz{M
-JgN$Sf
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 GH ]c
e$'|EE.=q+
!R@v\Eu
ejs_ ?
二. 战前分析 %l{0z<
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。 =^a Ngq
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 (lPiv+'n
klpYtQ
})~M}d2LXB
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); miWog 8j
/* --------------------------------------------- */ {vCB$@/o
vector < int *> vp( 10 ); ;1x(~pD*o
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); =+>cTV
/* --------------------------------------------- */ .8[*`%K>
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); tZ|0wPp
/* --------------------------------------------- */ O7D aVlln
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); n{'LF #4l
/* --------------------------------------------- */ vH14%&OcN
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); );*:UzsC_
/* --------------------------------------------- */ :Y4m3|
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); JTg:3<L
z{;~$."
mE1m
oUSv)G.zb
看了之后,我们可以思考一些问题: l-/fFy)T
1._1, _2是什么? R3 Zg,YM
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。 3Lg)237&j
2._1 = 1是在做什么? 4^*+G]]wZ~
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。 BOc2<M/\
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。 e'nhP
dV/ ^@[
C[X2]zr
三. 动工 \tCxz(vKz
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: /[V}
nC6 ;:uM
wlC7;u
8&q[jxI@8
template < typename T > k`aHG8S\
class assignment {KQ]"a 6
{ P:8qmDXo
T value; /9QC$Z):<
public : yxx9h3
assignment( const T & v) : value(v) {} OdSglB
template < typename T2 > :<QmG3F
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } /TEE<\"
} ; TmEJ!)*
lEXER^6
eVRPjVzQ'Q
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 9_Ws8nE
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ,SV34+(
FTJvkcc?m
UI]UxEJ
?GT,Y5
class holder i:/Ws1=q
{ q+ZN$4 m
public : O yG#
template < typename T > *4HogC
assignment < T > operator = ( const T & t) const n.l7V<1
{ G4<M@ET
return assignment < T > (t); S4O'N x
} fUKi@*^ZUa
} ; oVAY}q|wU
:iEIo7B
R!z32 <5k
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: YJm64H,[
!5^&?plC@
static holder _1; qK-\`m
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 -hU1wX%U
1}/37\
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); nBg
tK
而不用手动写一个函数对象。 nhImO@Q:
LW#$%}
A7enC,Ey
^| r6>b
四. 问题分析 yM
PZ}
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。 s2kom)
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。 :ceT8-PBRx
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Va-.
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 1e)5D& njS
下面我们可以对这几个问题进行分析。 `:*O8h~i^8
?#0m[k&`
五. 问题1:一致性 0J z|BE3Y
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?| aH'=k?Of;
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 8#h~J>u.
HceZT e@
struct holder
iF^
{ 4?',E ddo
// V2oXg
template < typename T > ~{00moN"m
T & operator ()( const T & r) const d`sIgll&n
{ kE[Hq-J=N
return (T & )r; AAc*\K
} XCyAt;neon
} ; f+V^q4
:zK\t5
这样的话assignment也必须相应改动: LUKt!I0l
L43]0k
template < typename Left, typename Right >
`)n/J+g
class assignment p%#=OtkC
{ ZxoAf;U~
Left l; S%IhpTSe6
Right r; VlFhfOR6t
public : 3R?6{.
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} p/ au.mc
template < typename T2 > Mh"vH0\Lj
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } XtftG7r9S
} ; Lg2z `uv
YgR}y+q^6
同时,holder的operator=也需要改动: <!a%GI
DTN)#GCtF
template < typename T > f\X7h6k8{
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const ]&_z@Z.i
{ e3=-7FU
return assignment < holder, T > ( * this , t); W{X5~w(
} Fx3 X
7OdJ&Gzd
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。 /;;$9O9
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Y*-dUJK-`
,tl(\4n
return l(rhs) = r; M-zqD8D
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 P.W@5:sD
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: V2o1~R~
58[.]f~0
template < typename Tp > F-GrQd:O=
class constant_t %'&_Po\
{ !f01.Tq8
const Tp t; s0/y> ok
public : Q7(I'
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} XGSgx
template < typename T > WKB
K)=
const Tp & operator ()( const T & r) const 2@>#?c7
{ LB/1To
return t; ?X nKKw\
} Psw<9[
} ; LPS]TG\
2|JtRE+
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 OR<%h/ \f
下面就可以修改holder的operator=了 i/j eb*d0
Jk_}y
template < typename T > rtT*2k*
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const ueLdjASJ
{ >vZ^D
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); KA{JSi
} u iR[V~
zw}Wm4OH
同时也要修改assignment的operator() a]t| /Mq
;G4g;YHy|
template < typename T2 > OY,iz
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } >*"1`vcxF
现在代码看起来就很一致了。 wj-z;YCV
d6zfP1lQ
六. 问题2:链式操作 G%XjDxo$I
现在让我们来看看如何处理链式操作。 !BEl6h
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。 ;6tGRh$b
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 zdgSqv
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 g;\_MbfP
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct [w?v !8l
pe>[Ts`2F
template < typename T > XG8UdR|
struct result_1 )|`w;F>
{ n1)~/
>
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 0xzS9
} ; !w{(}n2Wq
YjzGF=g#
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: [KNA5(Y0
SxW.dT8{
template < typename T > ;, ^AR{+x
struct ref Xr]<v%,C
{ p{w:^l(
typedef T & reference; 0'O6-1Li
} ; .Gn-`
template < typename T > * %w8bB
struct ref < T &> I0v4TjHH
{ UY/qI%#L#,
typedef T & reference; _&K>fy3t&
} ; !H4C5wDu
!f)^z9QX8
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: f_;6uCCO
>36>{b<'$*
template < typename T > ITf4PxF
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const FGu#Pa
{ L
/V;;
return l(t) = r(t); 04@?Jb1 *
} f1
Zj:3e
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。 /m8&E*+T1
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 b
=R9@!
4nU+Wj?T
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 Ht&%`\9s
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: %Z{ 7*jtE
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 llRQxk
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 \ 3FOI
最后的布局是: FSA"U9 w<
Add Mo0pN\A}h
/ \ `l}+BI`4
Divide 5 BB3wG*q
/ \ V[avV*;3i
_1 3 o`~%}3
似乎一切都解决了?不。 O"m(C[+[
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。 LNI]IITx/
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。 lJdwbuB6
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: xF7q9'/F
|\J! x|xy
template < typename Right > xv~EwT)
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const 0`
UrB:
Right & rt) const DW0UcLO
{ n--w-1
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); `Uy4> ?
} M:cW/&ZJ
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 m
4V0e~]
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。 VTs
,Ln!,U
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。 $-"V
2
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 S%2q X"8
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 t[HA86X
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? H@V+Q}
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: /..a9x{At>
Iv51,0A
template < class Action > 4=7h1qex
class picker : public Action F92et<y.
{ 4NRG{FZ9
public : F8>J(7On
picker( const Action & act) : Action(act) {} w0YV87
// all the operator overloaded 31`Eq*Y)4
} ; lWWy|r'il
I9g!#lbl
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 8 CCA}lOG
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: v)-:0f
wSIfqf+y
template < typename Right > Ob
m%\h
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const Y(Q!OeC
{ OpxJiu=W
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); |QxT"`rT
} 3FE=?Q
`;v>fTcy
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > J6J|&Z~UT,
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 7)
-/gAb<=
template < typename T > struct picker_maker 6*%E4#4
{ vz}_^8O
typedef picker < constant_t < T > > result; P"ATqQG%D
} ; l_0/g^(
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > _p,1m[&M
{ Oj0,Urs7
typedef picker < T > result; {5J: ]{p
} ; y5$AAas
'o% .Qx
下面总的结构就有了: >%Nqgn$V
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。 JmJNq$2#c
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 ,c.(&@
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ~pve;(e=
至此链式操作完美实现。 @zAav>
U!Eo*?LU$
C ehz]C
七. 问题3 {>8u/
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#hsy;q;[
Lzy Ix!S
template < typename T1, typename T2 > r E<Ou"
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Ub| -Q
{ :9f/d;Mo3
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ?*: mR|=
} D<UX^hU
uZkh. 0yB
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: &#DKB#.2
6Cz%i6)
template < typename T1, typename T2 > 3,$G?auW
struct result_2
Z
Vj
{ BIeeu@p
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; d|RDx;rl8
} ; n|Smy\0
!a<}Mpeg
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? 0w<G)p~%n
这个差事就留给了holder自己。 9#D?wR#J=
oH]"F
3*;S%1C^
template < int Order > |8s45g>
class holder; \o=YsJ8U
template <> 8 CN~o|uN
class holder < 1 > +u]L#].;
{ HVkq{W|w
public : %MUh_63bB
template < typename T > EhK5<v}
struct result_1 XX;MoE~MM
{ n1
kh8,
typedef T & result; {Bm7'%i
} ; ?VP07
dQTe
template < typename T1, typename T2 > &<\i37y
struct result_2 z*BGaSX %
{ G@I/Dy
typedef T1 & result; iQj2aK Gs
} ; mb_~
"}A
template < typename T > H<wrusRg
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ;"j>k>tg
{ A<|]>[ax
return (T & )r; $9m>(b/;n
} DC6xet{
template < typename T1, typename T2 > +ZU@MOni
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const NP< {WL#
{ |(6H)S]$
return (T1 & )r1; /O/pAu>
} "{Jq6):mp
} ; dxAP7v
A:5B6Z
template <> "2a&G3}t"
class holder < 2 > p:@JC sH=
{ bX*c-r:
public : "- XJZ;5
template < typename T > 0b~{l;
struct result_1 [23F0-p
{ w=MiJr#3^
typedef T & result; U{%N.4:
} ; ZB@Bj>,bp
template < typename T1, typename T2 > 01;
struct result_2 >t Ll|O+
{ Z;4pI@u
typedef T2 & result; x8q3 Njr
} ; yB~`A>~M
template < typename T > :*0l*j
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const pk5W!K
{ pg:1AAhT[
return (T & )r; y%4G[Dz
} pcl'!8&7
template < typename T1, typename T2 > B^C!UWN>%X
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const %@9pn1,
{ <!qv$3/7
return (T2 & )r2; >nA6w$
} lmjoSINy
} ; S+7:fu2?+
gk.c"$2
JDA :)[;
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
Y o$NE
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: K9 tuiD+j
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 1s@%q
<
Z F&aV?
return l(i, j) = r(i, j); eGi[LJ)np
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) yu>DVD
bw\a\/Dw
return ( int & )i; ,b/qcu_|-
return ( int & )j; O^W.5SaR
最后执行i = j; z%cpV{Nu
可见,参数被正确的选择了。 lm
1Mz
o;D[F
DL:wiQ
$%ts#56*
hQT
p&
八. 中期总结 'Lb-+X,
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: -(Y( K!n
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 rnV\O L
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 PFd
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor $B3<"
j$TTLFK1
9]DMHA@
L-}6}5[
x\r[Zp|
TrBBV]4
九. 简化 H]XY
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。 .*bu:FuDE
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 MI,b`pQ
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: Q{~ WWv
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ?k*%r;e>
+-*/&|^等 3~mi
2. 返回引用。 9Un3La8PX
=,各种复合赋值等 86BY032H
3. 返回固定类型。 2zz7/]?Q
各种逻辑/比较操作符(返回bool) e[(XR_EY
4. 原样返回。 y]veqa
operator, 3wQUNv0z
5. 返回解引用的类型。 2{sx"/k\A
operator*(单目) ^=lh|C\#
6. 返回地址。 rv\yS:2
operator&(单目) `<z"BGQ
7. 下表访问返回类型。 R2 I
7d'|v
operator[] kX2bU$1Q,i
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 i#lnSJ08
operator<<和operator>> dV( "g],
0E5"}8
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 *88Q6=Mm
例如针对第一条,我们实现一个policy类: aB N^J_
~rN:4Q]/
template < typename Left > &`RD5uml
struct value_return Y$%z]i5
{ Br,^4w[Hq
template < typename T > :U}.
struct result_1 TBGN',,
{ _=wu>h&7
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; B`)gXqBt
} ; VJeoO)<j
_shoh
template < typename T1, typename T2 > BXCB/:0
struct result_2 r ^m8kYezQ
{ -
DO
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; IYo{eX~=
} ; ]f3eiHg*
} ; +p%!G1Yz
GbLuXU
94>EA/+Ek
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait xejQ!MAB
&RzkM4"
下面我们来剥离functor中的operator() /.{q2]
首先operator里面的代码全是下面的形式: Z/r =4
.]0u#fz0y
return l(t) op r(t) AO R{Xm
return l(t1, t2) op r(t1, t2) q$|Wxnz
return op l(t) k`5jy~;
return op l(t1, t2) "x+o(jOy
return l(t) op 1^x"P #u
return l(t1, t2) op #s\HiO$BT
return l(t)[r(t)] C3XB'CL6
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] [%);N\o2Y
bK\Mn95]
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: |[RoR
单目: return f(l(t), r(t)); YPV@/n[N
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); /Vg=+FEO
双目: return f(l(t)); x?aNK$A~X
return f(l(t1, t2)); n7J6YtUwP
下面就是f的实现,以operator/为例 zmw <y2`
GV+K]
KDI
struct meta_divide ;yvx -
{ !R;NV|.eI6
template < typename T1, typename T2 > O7M8!3Eqm
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) Z8 X=Md8=
{ ;V=Y#|o
return t1 / t2; bc?\lD$$
} s#8mD!T|
} ; pdz_qj!Z
d3m!34ml
这个工作可以让宏来做: '@ $L}C#OI
o*[n[\cR
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ [eWZ^Eh"I
template < typename T1, typename T2 > \ EDl*UG83G
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; nE2w?
以后可以直接用 bvxol\7 ;
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) @d+NeS
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 ,EE,W0/zzM
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) K~C6dy
EO_:C9=d{
-KuC31s_W
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 B"@3Q av3
8NE+G.:G
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > lBpy0lo#
class unary_op : public Rettype '^npZa'%sW
{ U9*uXD1\
Left l; .~nk'm
public : _5t~g_(1OK
unary_op( const Left & l) : l(l) {} +;T `uOF}
&}:]uC
template < typename T > ;*H@E(g
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const D?Mj<||
{ RjcU0$Hi
return FuncType::execute(l(t)); )V6Bzn}9
} DV8b<)
+2KYtyI
template < typename T1, typename T2 > Ao0p=@Y
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ~$WBc qo
{ 5~pQ$-
return FuncType::execute(l(t1, t2)); 1 +0-VRl
} >8*0"Q
} ; U
'$W$()p
@(m+B\
7gk}f%,3P
同样还可以申明一个binary_op ,:E*Mw:
Asy&X
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > '[Ue0r<jn
class binary_op : public Rettype _s1pif
{ jDV;tEY#^
Left l; @U 6jd4?)
Right r; mw\
z'
public : *%nV<}e^_=
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} h:4Uv}Z
6w"_sK?
template < typename T > `hVi!Q]*P
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const v<_wf
{ EZY <k#
return FuncType::execute(l(t), r(t)); >,9ah"K_x
} <27:O,I
ld7B!_b<
template < typename T1, typename T2 > F%]ZyO9
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const <TDp8t9bU
{ -5 Q
gJ
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); B&M-em=
} Jn#05Z
} ; Z)7|m
pnpx`u;
FYLBaN
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 M SnRx*-
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 0p31C7!
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) Gkr]8J
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。 nj(\+l5
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! O6[4=4L
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。。。 L%CBz]`
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 <b,oF]+;z
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) SZ&I4-
下面是修改过的unary_op ,O'#7Dj
v]?zG&Jh
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > e|e"lP
class unary_op qk
*b,`;
{ ;S5J"1)O~
Left l; Gpb<,v_3
JnY.]:
public : ~x-v%x6
?s-Z3{k
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ea3f`z
Ds<~JfVl
template < typename T > IyPk3N
struct result_1 NRI@M5
{ QEQ/
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ng6".u9
} ; sq45fRAi
&*YFK/ ]
template < typename T1, typename T2 > Zn{Y+ce7d
struct result_2 _Oc(K
"v
{ 8-u #<D .
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; wV\.NQtS
} ; Q^{XM
7@NV|Idtd
template < typename T1, typename T2 > "2=v:\~=
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const M?ObK#l!_
{ t[4V1:
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); /7fD;H^*
} 6.'j\
%nV6#pr
template < typename T > Q`m9I
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Tv6HPD$[
{ oWb\T
2!m
return OpClass::execute(lt(t)); p&$O}AX|
} mFgrT
Z'!i"Jzq|{
} ; i1 >oRT{Z
m|]:oT`M
Ju@8_ ?8=
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 BA6(Owb
好啦,现在才真正完美了。 Ow50M;E
现在在picker里面就可以这么添加了: WI6h
G
X8\UTHT&0
template < typename Right > ^:u-wr8?{
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const 0$B X8?Z
{ fda)t1u\8
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); j_{f(.5
} ?ocBRla
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 )qua0'y]@
Y.b?.)u&
jY k5]2#A
WYm<_1
{l9g YA
十. bind E"zC6iYZ;
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 QJF_ "
先来分析一下一段例子 "DC L
Z
mfx-Ja_a
5q;c=oRUj
int foo( int x, int y) { return x - y;} D%*Ryg
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 < #zd]t
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 odTa2$O
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。 KsSIX
我们来写个简单的。 EYRg,U&'
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 0WSOA[R%[b
对于函数对象类的版本: p5aqlYb6r
GDQQ4-|O
template < typename Func > )W/_2Q.
struct functor_trait qH4+iSTnV
{ #H]c/
typedef typename Func::result_type result_type; 8/<+p? 3p>
} ; `Jj q5:\&
对于无参数函数的版本: kD
me>E=
[4r<WvUaM
template < typename Ret > j;J`PH
struct functor_trait < Ret ( * )() > 6F_:,b^
{ Jb6)U]
typedef Ret result_type; wv
} ; e^k)756
对于单参数函数的版本: 2 b80b50
%)w7t[A2D
template < typename Ret, typename V1 > pv,z$3Q
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > TDX~?>P
{ &S39SV
typedef Ret result_type; +`7!4gxwK!
} ; A_Y5{6@
对于双参数函数的版本: v ty:@?3\
Vy6~O|68=
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 84<zTmm
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > aA]wFZ
{ :W#?U yo
typedef Ret result_type; kkIG{Bw
} ; r72zWpF!Ss
等等。。。 OkMAqS
然后我们就可以仿照value_return写一个policy Gi\Z"MiBZ
SB`xr!~A]
template < typename Func > Y,?kS
dS
struct func_return 0j2mTF(C
{ L]q%;u]8!
template < typename T > u%5 ,U-
struct result_1 hh[x(O)TC~
{ Myf2"\}
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; n}C0gt-
} ; C@g/{?\
JkQ\r$Y.
template < typename T1, typename T2 > 4|UtE<<b
struct result_2 81!gp7c
{ 6,!$S2(zT
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; d .Q<!Au3
} ; Mp(;PbVD
} ; |Yv,zEY)
NU"L1dK
@
4n*`%V
最后一个单参数binder就很容易写出来了 jW{bP_,"
XePGOw))O
template < typename Func, typename aPicker > eH~T PH
class binder_1 rP#&WSLVj
{ 2J (nJT"
Func fn; [<sN "
aPicker pk; fNV-_^,R9
public : *;l[|
o*3\xg
template < typename T > kG5Uc83#G
struct result_1 e-nwR
{ R5\|pC
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; FD5OO;$
} ; >3}N;
\(}pm#O
template < typename T1, typename T2 > 6Ilj7m*
struct result_2 C=bQ2t=Z
{ Tfx-h)oP3
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Ya-GDB;L
} ; z/nW;ow
CF
v ]wS
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} :(4q\~
t#%J=zF{
template < typename T > 6R*eJICN
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const N,.awA{
{ $j\jT
return fn(pk(t)); ["e;8H[K)%
} i^8w0H<-@v
template < typename T1, typename T2 > "
t?44[
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const xe9\5Gb}
{ h,6> ^A
return fn(pk(t1, t2)); H%Z;Yt8^gt
} `R!2N4|;
} ; 1^ iLs
$.31<@T7
@jq H8
一目了然不是么? Z-yoJZi
最后实现bind m)]|mYjju
4G hg~0
"ZA`Lp;%w
template < typename Func, typename aPicker > .- []po
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) K)}Vr8,V
{ %d<UMbS^
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); n57mh5mixM
} %NfH`%`
(`u+(M!^
2个以上参数的bind可以同理实现。 ~}SQLYy7Z
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。 c8HETs1
"{3MXAFe
十一. phoenix o{ccO29H/
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: %eGD1.R
A7eYKo
q
for_each(v.begin(), v.end(), 7HL23Vrk
( )q/brCq
do_
bjN"H`Q
[ YG)7+94
cout << _1 << " , " :qV|rih_Q
] XhN?E-WywQ
.while_( -- _1), <y"lL>JR
cout << var( " \n " ) ey\(*Tu9
) &(jt|?{
); |/Y!R>El
]iZ-MG)J
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: buWF6LFC
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 2P{! n#"
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 A2Iqn5
那么我们就照着这个思路来实现吧: E/D@;Ym18
pBn;:
`_"?$ v2F
template < typename Cond, typename Actor > ZW
5FL-I
class do_while .
ywVGBvJ
{ ~dLe9-_9
Cond cd; Rn{X+b.
Actor act; akwS;|SZ
public : J`wx72/-ZW
template < typename T > .e}`n)z
struct result_1 eO{2rV45O
{ rKl
typedef int result_type; 0,iG9D7
} ; 9A}y^=!`
6*I=%
H|
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} C.se/\PE
KnK\X>:
template < typename T > 8Z
0@-8vi
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const !{ORFd
{ t /lU*
do PW9tZx#
{ :r&4/sN}<
act(t); )=0@4
} (]5gYi
while (cd(t)); d2g7,axi
return 0 ; !ed0
} l585L3i
} ; CR-2>,*a9
X\BdN Hr
@~IZ%lEQsD
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). T`Xz*\}Zb
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。 FXid=&T@0D
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。 a%wa3N=v
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。 ?nf4K/IjZ!
下面就是产生这个functor的类: 0'R}'
~VPE9D@
KU_""T
template < typename Actor > y"ms;w'z
class do_while_actor OL623jQX
{ @$?*UI6y
Actor act; U@)WTH6d
public : U2(mWQ[mO
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} oCB#i~|>a
Z'c9xvy5
template < typename Cond > NHzVA*f
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; H`T}k+e2-N
} ; x|3G}[=
qvRs1yr?q
\~""<*Hz
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 n5?7iU&JIo
最后,是那个do_ KocNJ
TB
<;dFiI-GO#
t},71Ry
class do_while_invoker gq)uv`3
{ 7:OF>**
public : `W4Is~VVv
template < typename Actor > f7 zGz
do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const 2O0<