一. 什么是Lambda a#m T@l\
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 GP_%.fO\M
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, GSVLZF'+
=r^Pu|
G@rV9
fT5vO.a
class filler .cs4AWml<
{ u\u6<[>P
public : @-XMox/
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} LcGG~P|ML
} ; vue=K
WTUC\}#E\
}a!c
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: hlFvm$P`M
2E@g#:3
K.42 VM)F
?F9c6 $|
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); Z=^~]Mfa
r(I&`kF<
q=;U(,Y
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 `]5 t'Ps
6d;RtCENo
'@WS7`@-y
E<77Tj
二. 战前分析 _p0G8
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 3mT6HGSKR
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 1=mb2A
UGQHwz
`ex>q
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); DxxY<OkN
/* --------------------------------------------- */ 6&6t=
vector < int *> vp( 10 ); nmClP
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 4*?i!<N9
/* --------------------------------------------- */ a4Y43 n
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); Og2G0sWRf
/* --------------------------------------------- */ }nMp.7b
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); j9*5Kj
/* --------------------------------------------- */ ~[:C l
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); "T~A*a^
/* --------------------------------------------- */ 2(25IYMS8
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); ABU~V+'2
=[YjIWr#o
/8LTM|(
SFVqUg3"Z
看了之后,我们可以思考一些问题: E$s?)
1._1, _2是什么? CB>*(Mu
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。 "\rR0V!wA
2._1 = 1是在做什么? E6clVa
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。 _dwJ; j`2
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。 Y#rd'
8
c<5(c%a
r^;1Sm
三. 动工 ~D_Wqr
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: |[MtUWEW
A8 j$c ~
@^,9O92l
jGtu>|Gj
template < typename T > SD]rYIu+
class assignment zS! +2/(
{ zj7?2
T value; (RI+4V1
public : A (ZtA[G
assignment( const T & v) : value(v) {} ;oVFcZSA
template < typename T2 > @'JA3V}
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } :$N{NChx
} ; yu$xQ~ o
B\6%.R
DB.)/(zWQ
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ~iU@ns|g\
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment M+Eg{^ q`
p~h[4hP
""x>-j4
Frum@n
class holder @P6*4W
{ RpU.v
`
public : l vfplA
template < typename T > f<*-;
assignment < T > operator = ( const T & t) const xGt>X77
{
8RU91H8fE
return assignment < T > (t); 7>xfQ
} }/M`G]wT#
} ; ?Y_!Fr3V
:KBy(}V
(dAE
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: rz.`$
;!pJ%p0Sc
static holder _1; uX~YDy
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 pU[5f5_
oU)3du
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); l'kVi
而不用手动写一个函数对象。 YguY5z
`WlQ<QEi
]DLs'W;)
zQx6r
.
四. 问题分析 d% Nx/DS)
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。 i} ?\K>BWq
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&"GE':Y
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ].3@ Dk
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 @%rj1Gn
下面我们可以对这几个问题进行分析。 +=#@1k~
%(izKJl q
五. 问题1:一致性 KqFiS9 N5
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#(+Kxr]>
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Y>I9o)KR
M b(hdS90
struct holder cb%ML1c
{ gCv[AIE_m
// `l+9g"q
template < typename T > |]tsf
/SA
T & operator ()( const T & r) const z9ZS&=>
{ t9[%o=N~lD
return (T & )r; ew*;mQd
} 5~=wia
} ; Fz^5cxmw
V5S6?V\
这样的话assignment也必须相应改动: !b'!7p
i?|b:lcV
template < typename Left, typename Right > G'WbXX
class assignment AJ)N?s-=
{ Zr$D\(hX
Left l; 06>+loBG
Right r; PvVn}i
public : #gRtCoew
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} .MW/XnCYs4
template < typename T2 > ]QmY`pTB`
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 1owe'7\J
} ; Ct386j><
i
z
dJ,8
同时,holder的operator=也需要改动: ;Wig${
'2v$xOh!y
template < typename T > (V#*}eGy
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const #An_RU6h
{ [<IJ{yfx
return assignment < holder, T > ( * this , t); L?r\J8Ch<
} p@%H.
5&&
uAv'%/
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。 <M M(Z
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 fx= %e
VpWpC&
return l(rhs) = r; V; 1i/{
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。 a'B 5m]%
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ./Wi(p{F
?oQAxb&
template < typename Tp > [OQ+&\
class constant_t 7hfa?Mcz
{ R1C2d +L
const Tp t; yrV]I(Xe
public : 7:X@lmBz=
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Qd"u$~ qC
template < typename T > 2hE+Om^n
const Tp & operator ()( const T & r) const Q7SRf$4
{
b~Oc:
return t; vL~j6'
} ){xMMQ5
} ; S<"`9r)av
~ ]^<*R
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 +V/m V7FK
下面就可以修改holder的operator=了 }BLT2]y0
]M/*Beh
template < typename T > J3AS"+]
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const l&6+ykQ
{ tk'3Q 1L
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); }d 16xp
} 0A.9<&Lod
o3>D~9
同时也要修改assignment的operator() E?F?)!%
T``~YoIdz
template < typename T2 > _43 :1!os
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } E]%&)3O[
现在代码看起来就很一致了。 fg~9{1B
02~GT_)$^
六. 问题2:链式操作 N="H
06t
现在让我们来看看如何处理链式操作。 MI*@^{G
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。 T.iVY5^<
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。 BxHfL8$1[$
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。 mY/x|)MmM
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct #{suH7
H"%SzU
template < typename T > :qO)^~x
struct result_1 =.f<"P51k
{ cKH By
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; O
-N>
X
} ; =-8y=
5.FAuzz
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: {^SHIL
YOY{f:ew
template < typename T > n<66 7
<
struct ref ,: 4+hJ<q
{ C}cYG
typedef T & reference; MU5#ph
} ; 0O7VM)[
template < typename T > il>XV>
struct ref < T &> rklK=W z
{ n%}Vd
`c
typedef T & reference; _,5)
} ; -H
AUKY@;5
HLp'^
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 50^T\u
-MT.qhx
template < typename T > \[;Qqn0
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ]^?V8*zL]
{ b1frAA
return l(t) = r(t); i 79;;9M
} 8WL*Pr1I
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。 o9L$B
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 5sK1rDN
:} 9Lb)Yp
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 TrC :CL
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 0FEn& \2<
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 hNGD`"U
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ;mLbgiqQ J
最后的布局是: =9'px3:'WR
Add `]\:%+-
/ \ Pg/$N5->
Divide 5 zoI0oA
/ \ 9Z;"9$+M
_1 3 M8iI e:{ c
似乎一切都解决了?不。 coFQu ;i
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 osW"b"_f
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 a gM I$
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: ;,F:.<P
CXfPC[o
template < typename Right > '*,P33h9<!
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const 6I,4 6 XZ-
Right & rt) const iH[ .u{h
{ #ZvDf5A
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ]0&ExD\4
} !xo; $4
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 )#_:5^1
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 qLh[BR
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 (L7@ez
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 Z=\wI:TY1
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 @8qo(7<~Q
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? IL2OVL X
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: J|GEt@o3
'Xw>?[BB
template < class Action > sQ8_j
class picker : public Action +p#Q|o'
{ l4`HuNR1
public : R2!_)Rpf
picker( const Action & act) : Action(act) {} NA9N#;
// all the operator overloaded 5fVm392+
} ; #K_E/~
q%xq\L.
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 Bfz]PN78.G
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: [_SV$Jz
wSP'pM{#2
template < typename Right > [j^c&}0
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const _
BUD~'Q5
{ qD/X% `>Q
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); i!9|R)c
} It8m]FN
Af%#&r7W
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 4x%R4tk
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。 |37y ="
ra*(.<&
template < typename T > struct picker_maker C~#ndl
Ij
{ C=|X]"*:u0
typedef picker < constant_t < T > > result; H[KTM 'n
} ; D%NVqk|
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > _pS!sY~d
{ 7y2-8eL
typedef picker < T > result; L-v-KO6
} ; c (Gl3^
Q!_@Am"h
下面总的结构就有了: o#ajBOJ
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。 `tb@x ^
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。 T nG=X:+=
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 KeiPo KhZi
至此链式操作完美实现。 K!a4>Du{
8rwXbYx
x
@+`">a8},
七. 问题3 \C(dWs
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? rR'0
3"XS#~l%
template < typename T1, typename T2 > V0!.>sX9
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const A(<"oAe|
{ AJ`R2
$
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); UAi] hUq
} 540,A,>:tb
Sd0y=!Pj=
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: v%6mH6V
:n t\uwh
template < typename T1, typename T2 > !W ,pjW%Y
struct result_2 |zaYIVE[
{ e//q`?ys
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ,\cO>y@
} ; L% cr `<~
OY>0qj
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? 'K0=FPB/@
这个差事就留给了holder自己。 4M4oI .
hz8Z)xjJ V
3+v+_I>%k
template < int Order > =*Ad
class holder; Mkc|uiT
template <> 9?xc3F2EBD
class holder < 1 > \X?GzQkr
{ ^.f`6 6/
public : yF#:*Vz>
template < typename T > O]nZr
struct result_1 WKwU:im
{ m{)F9F
typedef T & result; c8
xZT
} ; d].(x)|st
template < typename T1, typename T2 > pd1V8PZSG
struct result_2 #g6*s+Gm
{ VP<_~OLc
typedef T1 & result; vKvT7Zxc
} ; /EpsJb`kj
template < typename T > 2]f"(X4jp
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const (.DX</f/4
{ H!+T2<F9R
return (T & )r; w[V71Iej
} tbP
;iK'
template < typename T1, typename T2 > [qEd`8V(
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const h5.>};"@'
{ %+y92'GqG/
return (T1 & )r1; N))G/m3
} ;| :^zo
} ; aybfBC
Ehv*E
template <> 'n)]"G|
class holder < 2 > %O< qw
{ ys3&$G
public : Wr%E}mX-
template < typename T > iq!u}# x_
struct result_1 07?| "c.
{ /4f4H?A -
typedef T & result; HP
/@ _qk
} ; [7:(e/&
template < typename T1, typename T2 > F9SkEf]99
struct result_2 mJ3|UClPS
{ <CJ`A5N
typedef T2 & result; sBo|e]m#
} ; pM^r8kIH
template < typename T > zeZ}P>C
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const r^$4]@Wn
{ dIUg
e`O9
return (T & )r; k7\h- yn{
} :&/b}b!)AX
template < typename T1, typename T2 > *
@QC:1k
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const /4R|QD
{ ?5> Ep:{+/
return (T2 & )r2; AxOn~fZ!
} hu
G]kv3F:
} ; {I2qnTN_a
5V^+;eO
\Q5Jg
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 =nmvG%.hd
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: D\Nhq Vw
首先 assignment::operator(int, int)被调用: A{!D7kwTz~
;DkX"X+
return l(i, j) = r(i, j); v/Z!Wp1LV
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) .\?)O+J!
2
P=c1;
return ( int & )i; "[*W=6m0
return ( int & )j; 1P'R-I
最后执行i = j; OC [ +t6
可见,参数被正确的选择了。 {y[T3(tt
+])St3h
qOV6Kh)
pErre2fS
c%|18dV
八. 中期总结 ;LBq!
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: tyH*epanw
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 L)sCc0fv7k
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 B@Ae2_;
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor m 8Q[+_:$H
"2}E ARa
#^>5,M2
dh~+0FZ{A
tWNz:V
C>?`1d@
九. 简化 Rr#vv
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。 wuv2bd )+
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 (mOUbO8
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: -qPYm?$
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 O=HT3gp&
+-*/&|^等 jH1!'1s|
2. 返回引用。 vq df-i
=,各种复合赋值等 gZFtV
3. 返回固定类型。 H^N@fG<*dh
各种逻辑/比较操作符(返回bool) Z.Sq5\d
4. 原样返回。 ?E@9Nvr
operator, ,~!rn}MI<
5. 返回解引用的类型。 5df~] -=0Y
operator*(单目) {~"&$DY2
6. 返回地址。 7h4"5GlO0
operator&(单目) kT!Y~c
7. 下表访问返回类型。 RaS7IL:e
operator[] *}t,:N;i
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 )1KlcF
operator<<和operator>> l>i<J1
KT)A{i
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 (Ut)APM
例如针对第一条,我们实现一个policy类: .{-&3++WZ
+$eEZ;4
template < typename Left > Yxal%
struct value_return X676*;:!.
{ -`mHb
template < typename T > SWX;sM
struct result_1 9`/\|t|V
{ BwN65_5p
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; =%4vrY
`
} ; K%) K$/A
_?M71>3$.
template < typename T1, typename T2 > s
uT#k3
struct result_2 ?#8s=t
{ 'g8~ uP
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; Ie#LZti
} ; W2F %E
} ; :E ISms
`&.]>H)N*
AeqxH1 %
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait Z /-!-
pU4B6KTW
下面我们来剥离functor中的operator() O\64)V
0
首先operator里面的代码全是下面的形式: k{/2vV[`]
{xm^DT
return l(t) op r(t) +gG6(7&+=
return l(t1, t2) op r(t1, t2) V@0Z\&
return op l(t) QMGMXa
return op l(t1, t2) !$&3h-l[
return l(t) op s2*^ PG
return l(t1, t2) op &ACM:&Ob
return l(t)[r(t)] oC]|ARgQk|
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] GW_@hYIqD
:V>M{vd
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: PYldqY
单目: return f(l(t), r(t)); T@[(FVA N
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); OY'490
双目: return f(l(t)); sLE@Cm]k
return f(l(t1, t2)); *&b~cyC
下面就是f的实现,以operator/为例 "y_A xOH
qM(n]{H
struct meta_divide D8otUDB{
{ T@PtO"r
template < typename T1, typename T2 > a'f0Wv0%"
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) @za X\
{ "o
+" Jd
return t1 / t2; #C+""qm
} 0hTv0#j#
} ; >&K1+FSmyJ
FFH9$>A
这个工作可以让宏来做: 2k,!P6fgl
Mf0XQ3n`H
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ )q?z"F|
template < typename T1, typename T2 > \ c;w%R8z
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; :NL.#!>/
以后可以直接用 V+/Vk1
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ^<0u~u)%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 %,u_`P
(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。。。) zG_e=
|fXwH> 'sw
WlHw\\ur
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 *I0{1cST
WH F>J
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > qRMH[F$`
class unary_op : public Rettype t'@1FA!)
{ {'W\~GnZ
Left l; |k~\E|^
public : \29a@ 6
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 6Sh0%Fs
)NeI]p
template < typename T > VmLV:"P}^
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const AP=mj
{ %;UEyj
return FuncType::execute(l(t)); `nA_WS
} @ \ip?=
U[\aj;g)
template < typename T1, typename T2 > YKwej@9,
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const J]8nbl
{ sy+o{] N
return FuncType::execute(l(t1, t2)); r40#-A$
} \S(:O8_"68
} ; &P>wIbE
A~ugx~S0
.YquOCc(
同样还可以申明一个binary_op \>NjeMuWU
j%R}
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > e-;$Iv
class binary_op : public Rettype 7<V(lX.{
{ Ic4>kKh
Left l; Zfyr&]"
Right r; {s} @$rW
public : K8y/U(@|D
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} =T$-idx1l
k36%n
*4
template < typename T > >&h#t7<
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const K29]B~0%E
{ B JDe1W3;'
return FuncType::execute(l(t), r(t)); yW.s?3X
} T"Ph@I<
$\>GQ~k
template < typename T1, typename T2 > p:u?a, p
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const S/CT;M@W
{ "WOY`su>
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); Pb$ep|`u
} 0R~{|RHM
} ; #z{9:o7[-
{.tUn`j6V
YC\~PVG
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 X$w ,zb\
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 D\8 ~3S'd
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) :(EU\yCzK
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 x0wy3+GZc
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! dxlaoyv:
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 E 5PefD\m
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 L-[<C/`;t
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan)
TCJH^gDt
下面是修改过的unary_op ckRWVw
%RgCU$s[>
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > c;l
d
class unary_op q:.URl
{ E!J;bX5
Left l; 4J*%$Vxv
5-O[(b2O
public : j;eR9jI$T
[i24$UT
unary_op( const Left & l) : l(l) {} Hs<vCL \
(NUwkAOM}
template < typename T > 'M2Jw8i
struct result_1 UX=JWb_uGm
{ 'S<ebwRd=
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; TfK$tTkM
} ; N ?0T3-/K
5!,`LM9
template < typename T1, typename T2 > w@Ut[
;6^
struct result_2 ZK4/o
{ jvn:W{'Q
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; %76N$`{u
} ; n\aG@X%oq
w~sr2;rp<
template < typename T1, typename T2 > iF2/:iP
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const jE_a++
{ ='<0z?Af
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); B@dA?w.x
} 2w93 ~j
D 4^2F(YRX
template < typename T > - xtj:UO
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const .x7d!t:(D
{ \M1-
return OpClass::execute(lt(t)); Fn4i[|W42
} !Y/$I?13Z
Yd:8iJA
} ; fLl~a[(5
ai[st+1
WP7*Q:5
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 };!S2+
好啦,现在才真正完美了。 CGvU{n,"
现在在picker里面就可以这么添加了: EX UjdJs"
lw0l86^Y
template < typename Right > IBr?6_\%"4
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const /qA\|'~
{ h\afO
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); FS30RP3
`/
} %g}ri8
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。 GGsDR%U
ZFh2v]|!
WPiQ+(pt
4M'y9 (
OF*m9
十. bind 7HzO_u%H1
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。 0|n1O)>J
先来分析一下一段例子 1foy.3g-
rI)op1K
B$"CoLC7+
int foo( int x, int y) { return x - y;} fEF1&&8^
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 x;2tmof=L
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 <rV3(qb#]J
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 IGEs1
我们来写个简单的。 Q.Tn"rE|
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: +gh6eY8
对于函数对象类的版本:
chW 1UE
y`!~JL*
template < typename Func > 8V@ /h6-e,
struct functor_trait {H{u[XR[z
{ nE# p
Ry]
typedef typename Func::result_type result_type; gnF]m0LR
} ; h-<2N)>!
对于无参数函数的版本: :786Z,')
-t2bHhG
template < typename Ret > ?]SSmZpk
struct functor_trait < Ret ( * )() > &u0JzK
{ wB~Ag$~
typedef Ret result_type; Z}6
} ; !=M[u+-
对于单参数函数的版本: :4|ubu
Lgl%fO/<t
template < typename Ret, typename V1 > e>\[OwF-x
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > uuW._$.A>
{ `+cc{k
typedef Ret result_type; 0w}OE8uq
} ; :G\f(2@
对于双参数函数的版本: n!e4"|4~z
hOjy$Z
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > yUcWX bT@
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
P 0v&*y3Y
{ y6tzmyg
typedef Ret result_type; _Vr>/f
} ; &|'k)6Rx
等等。。。 qg6283'?
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ousvsP%'
n5h4]u
template < typename Func > Lq.aM.&;#
struct func_return ibo{!>m
{ U{Xg#UN
template < typename T > jy#'oadS?
struct result_1 z)N8#Y~vn
{ /f2HZfj
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; CU'$JF
} ; [;yEG$)K
p\T.l<p
template < typename T1, typename T2 > ikd~ k>F
struct result_2 Oo<L~7B
{ 7kJ =C
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; luAmq+
} ; V*HkFT
} ; Tov !X8p
S{_i1'
V4kt&61
最后一个单参数binder就很容易写出来了 R]hilb'a
*m$P17/C
template < typename Func, typename aPicker > *0M[lR0t
class binder_1 dNd(57
{ ;s
m )f
Func fn; J eCKnt=
aPicker pk; .=rS,Tpo
public : YmXh_bk
'o41)p
template < typename T > `rEu8u
struct result_1 c!n\?lB
{ T 2Uu/^
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 8bT]Nv CA
} ; Hxe!68{aR
dJ~AMol
template < typename T1, typename T2 > O~Eju
struct result_2 z2:^Qg
{ +zMWIG
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 8XFs)1s[
} ; q^5j&jx Vl
Pyfj[m4+}
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} Se*o{V3s$
N,N9K
template < typename T > 7mG/f
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const f'501MJu
{ T \d-r#{
return fn(pk(t)); a B(_ZX'L
} 90ZMO7_
template < typename T1, typename T2 > P_Rh& gkuK
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const <OF2\#Nh
{ 1nHQ)od
return fn(pk(t1, t2)); BllS3I}V
} =z_.RE
} ; `r?xo7
z u53mZ
jx*jYil
一目了然不是么? -.XICKz
最后实现bind "N'|N.,
prJ]uH,
BCy#
Td
template < typename Func, typename aPicker > 7Aj
o9
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) >/W
{ f,S,35`qa
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); <:(pnw*L
} 0^?:Zds
U7GgGMw
2个以上参数的bind可以同理实现。 L-J 7z+{
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。 aNd6#yU$
%9
kOl
十一. phoenix t}$WP&XRG<
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: ollJ#i9
O{YT6&.S0
for_each(v.begin(), v.end(), -|Z[GN:
( +hoZW R
do_ =~qQ?;on
[ {w/{)BnPG
cout << _1 << " , " 8OV;&Z,x
] j6Msbq[
.while_( -- _1), ^r4@C2#vzJ
cout << var( " \n " ) \PHbJN:BI
) X*4iNyIs_
); z`)i"O]-K_
:
T` Ni
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: +OEheG8
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor 'MF|(`
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ;!RS q'L1
那么我们就照着这个思路来实现吧: V]4g-
CS[
yiourR)H<
uP;qs8
template < typename Cond, typename Actor > R;XG2
class do_while by*?PhfF
{ W DrC
Cond cd; QkY]z~P4
Actor act; :9nqQJ+~
public : i-kj6N5
template < typename T > q oA?
struct result_1 _f^JXd,7v
{ } vx+/J
typedef int result_type; kfb*|
} ; VR5CRNBJ
B4uJT~,7>
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} NFYo@kX>
G
Ev%_8CO4e
template < typename T > k4@$vxy0
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const yaDK_fk
{ [SJ-]P|^l
do S9cAw5E(yN
{ )iKV"jsC
act(t); pv3SAO4
} *O5Ysk^|
while (cd(t)); |{STkV]
return 0 ; oSAO0h>0N
}
@
OSSqH
} ; wWh)yfPh8H
htgtgW9
^P
&>jSuvVT
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ON.1'Wk?
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。 !L|}/u3v
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。 lla ?;^,
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。 LtJl\m.th
下面就是产生这个functor的类: bi01]
#L3heb&9
obRYU|T
template < typename Actor > t@ _MWF
class do_while_actor W##~gqZ/
{ U3oMY{{EJ
Actor act; ff{L=uj
public : T(@J]Y-
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} goJK~d8M*
Xc>M_%+R
template < typename Cond > VuU{7:
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; %I`%N2ss
} ; ?QbxC,& i
0Z11V9Jk
@N(*1,s2
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 NQ9/,M
最后,是那个do_ cN?}s0
T_=IH~"
SJ
ay
class do_while_invoker <SPT2NyX
{ G(Ky7SZ
public : !0}SZ
template < typename Actor > %U<