一. 什么是Lambda
tJZc/]%`H 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
l[Z)@bC1 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,
O.+9,4A( 8<&EvOk i@$*Csj\9* d ,F5:w& class filler
P%>?[9!Nt {
n^9 ?~ public :
CjZ2z%||= void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
=nRuY' } ;
Qi=*1QAkr 8tc*.H{^+ ?y%t}C\W 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:
uHM@h{r ">90E^ Sp?NfJ\Ie AtHS@p for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
284zmZZ SI-X[xf PZOKrW 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
o/p-! `a4 $lyZ kBsXfVs9 vXcy# 二. 战前分析
Ijo(^v@ 首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。
K0fv( !r{ 开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码
kX;$}7n |nxdB&1n j%tEZ"H for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
R@`rT*lJ /* --------------------------------------------- */
r6Nm!Bq7 vector < int *> vp( 10 );
&8?`< transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
8LrK94 /* --------------------------------------------- */
IN !02`H sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
($d4:Ww /* --------------------------------------------- */
l)|lTOjb int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
O|z%DkH[ /* --------------------------------------------- */
ti_u!kNv for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
TOT
PzB /* --------------------------------------------- */
k0ItG?Cv for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
>FFVY{F 6
=>G# ^.HWkS`e YoSQN/Z 看了之后,我们可以思考一些问题:
JAP(| 1._1, _2是什么?
|63Y
>U" 显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
BKb<2 2._1 = 1是在做什么?
5~}!@yzc
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。
\E
hr@g Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。
n|KKby.$ #7W.s!#}Dd -c={+z " 三. 动工
fusPMf *[ 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
CeW7Ym K51fC4'{ s[V`e2O 0wvU?z%WK template < typename T >
z,+m[x=/N class assignment
L82NP)St {
cU | _ T value;
- L`7+ public :
Qj!d ^8 assignment( const T & v) : value(v) {}
Qp+lJAY template < typename T2 >
sU%"azc T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
'j#a%j@{ } ;
`A{'s %$?! _85E=
UK:M:9 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
P>W8V+l![ 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
`7_n}8NVC 3@HIpQM3 v=Mz I#0L |"\lL9CT class holder
}AAbhr9d} {
Y_lCcu#OA public :
OR~G Ov| template < typename T >
OfLM assignment < T > operator = ( const T & t) const
/cY[at|p {
opnkmM&[ return assignment < T > (t);
V*uEJ6T }
UP*yeT,P, } ;
d<?X3&J dw99FA6 44|03Ty 由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上:
F]SIT\kBm _<Vg[-:1 static holder _1;
0k7"H]J Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
4sQ~&@[Q+ c0hdLl;5 for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
dcR6KG 8 而不用手动写一个函数对象。
4SBLu%=s% 5Wl,J _<F 7t+]z) EKJH_!% 四. 问题分析
EK.c+Or, 虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。
8ZzU^x 1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。
qG*_w
RF 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
*<;&>w8 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
"rf\' 9= 下面我们可以对这几个问题进行分析。
":z@c, su%Z{f)# 五. 问题1:一致性
k0=|10bi 首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?|
v@]6<e$ 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
'>4+WZ1w5 X.:_"+I; struct holder
#C'o'%!( {
%PSz o8.l //
X%*brl$D template < typename T >
~F=#}6kg_ T & operator ()( const T & r) const
}.w#X {
/XbY<pj return (T & )r;
>^sz5d+X }
b^@`uDb6 } ;
U8Cw7u2 B44]NsYks~ 这样的话assignment也必须相应改动:
1\=pPys) 5J?bE?X template < typename Left, typename Right >
lu<Np9/5< class assignment
o&*1U"6D {
+D6-m Left l;
/0X0#+kn Right r;
Y!Usce public :
<7@mg/T assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
MM/BJ template < typename T2 >
xuw//F T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
&8IWDx.7} } ;
_+0uju?o} 1"*Nb5s 同时,holder的operator=也需要改动:
v GulM<YY ~x76{.gT template < typename T >
>Lo6='G assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
(e>RNn\ {
7H/!rx return assignment < holder, T > ( * this , t);
KzxW?Ji$S }
KE }o 'Y,+D`&i) 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。
)&g2D@+{ 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
ft*G*.0kO Oi+Qy[y2 return l(rhs) = r;
IIYX|;1}X 在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
B'P,?` 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
vr8J*36{ 38zR\@'j]4 template < typename Tp >
q[Sp|C6x class constant_t
W0p#Y h:{_ {
64IeCAMVo const Tp t;
eB} sg4 public :
[:/7OM constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
:7 s#5b template < typename T >
3P=Eb!qtdD const Tp & operator ()( const T & r) const
h|$zHm {
'Sb6
w+ return t;
bUZ&}(/ }
$u0+29T2O } ;
k;AV;KWI' f%(e,KgW= 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
:IOn`mRYu 下面就可以修改holder的operator=了
b ?= `tUeT[ template < typename T >
_bvtJZ3i assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
[|P]St- {
PN)TX~} return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
>cU*D: }
.D M1Knj "O"^\f 同时也要修改assignment的operator()
hVQ+
J!qD oM?
C62g\ template < typename T2 >
ix_$Ok T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
joSr,'x 现在代码看起来就很一致了。
z;z'`A ?\/dfK:! 六. 问题2:链式操作
u3ri6Y` 现在让我们来看看如何处理链式操作。
O#89M% 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。
SgQmYaa& 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。
dwsy(g7 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。
Z<m'he 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
J{'zkR?Lr /:c,v- template < typename T >
E6KBpQcd[ struct result_1
&VBD2_T {
#Z3I%bkw H typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
"e!$=;5 } ;
|^&2zyUj/ Wb-'E%K 那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为:
Fw8X$SE" /hj9Q! template < typename T >
<@;xV_`X+ struct ref
+cplM5X {
xhoLQD typedef T & reference;
8G^B%h] } ;
&rtz&}ZB; template < typename T >
l Ib>t struct ref < T &>
<`VJU2 {
;V(}F!U\z typedef T & reference;
Ga/\kO)x_ } ;
`OpC-Z& YH'.Yj2 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
Ia>th\_& zdQu%q template < typename T >
x_^OS"h- typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
Fn0LE~O}-8 {
0:(dl@I)@ return l(t) = r(t);
!gH.st }
BtBt>r(* 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。
mDt",#g
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
6"c!tJc7j K&~#@I; 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
=.2cZwxX$ _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
#z54/T _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
#mFAl|O +5 调用divide的对象返回一个add对象。
2|H'j~ 最后的布局是:
Spw=+z<<Ub Add
.6-o?=5 / \
Env}g CX Divide 5
c3 ]^f6)? / \
FXwK9
% _1 3
Tee3U%Y 似乎一切都解决了?不。
j`-y"6) 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。
x?&xz; 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。
*/h9 "B 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:
Ku,A}5-6 Tqh Rs template < typename Right >
_EBDv0s assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
Vy"^]5 Right & rt) const
fi@+swfc {
dM;WG;8e return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
#a>!U'1| }
NGD2z. 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
&ZFAUE,[ 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。
03jBN2[! 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。
>" 8j{s 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。
:1 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。
[ESs?v$ 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?
`-`iS? 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:
|(8h:g 'r <BaL template < class Action >
">^]^wa08 class picker : public Action
D`ge3f8Wi {
31\^9w__8 public :
<^Nj~+G' picker( const Action & act) : Action(act) {}
Kt7x'5 // all the operator overloaded
$7
Uk;xV } ;
9
3I9`!e ]ZATER)jq Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。
-H;y_^2 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
PP`n>v=n C)kQi2T template < typename Right >
,H1~_|)< picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
6242qb {
oeKc-[r return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
V2* |j8| }
0'}?3/u- *}&aK}h}I Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
!\uk b 使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。
NUtyUv *<j @+Ch template < typename T > struct picker_maker
EqluxD= {
hjT1SW\I typedef picker < constant_t < T > > result;
@]3Rw[%z } ;
dz9-+C{m template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
8dB~09Z7 {
B)`X7uG typedef picker < T > result;
B.WkHY%/ } ;
<\mc|p" vw; 下面总的结构就有了:
}d]8fHG functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。
WcG&W> picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。
N^N?!I picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
PyF4uCn"H 至此链式操作完美实现。
9F4|T7? *xC ' o$k$ 七. 问题3
L?(rv.lb 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。
ijYLf.R< Z`KmH.l! template < typename T1, typename T2 >
ge8zh/` ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
(Mh\!rMg {
F#wa)XH return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
'b,D;'v }
!Esiq<Yh Fgk/Ph3r 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:
PBv43uIL W'$~mK\ template < typename T1, typename T2 >
mY(
_-[W struct result_2
`yXy T^ {
Hd`RR3J typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
3MVZ*'1QM\ } ;
K_}acU t |h mEHUk 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?
uBgHtjmae 这个差事就留给了holder自己。
GAlO<Mu }tPl?P'` ^D|c template < int Order >
4+ gA/< class holder;
]FBfh.#X@ template <>
3!L)7Z/ class holder < 1 >
ENzeVtw0 {
ffVYlNQ7L public :
Z}wAh|N- template < typename T >
!
N p struct result_1
L\[jafb_` {
enj2xye%Y typedef T & result;
{xX|5/z } ;
FzIA>njt template < typename T1, typename T2 >
ijB,Q>TgO struct result_2
]Y?$[+Y {
.R,8<4 typedef T1 & result;
.Yx.Lm} } ;
(XH)1 -Z! template < typename T >
u4'Lm+&O typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
b4wJnmC8 {
:xV&%Qa1 return (T & )r;
67eo~~nUtg }
HChewrUAn template < typename T1, typename T2 >
8] *{i typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
~6nQ- {
V1G]LM return (T1 & )r1;
wkGF&U }
r%m2$vx# } ;
^9nM)[/C? QQ9Q[c template <>
r4s R5p]| class holder < 2 >
QWkw$mcf {
9maw+ c!~ public :
a#1X)ot template < typename T >
9=SZL~#CE struct result_1
LtQy(F%8/ {
,]MX&] typedef T & result;
UgP5^3F2 } ;
ZS-9|EA< template < typename T1, typename T2 >
w~9gZ&hdp struct result_2
/iK )tl|X {
U
uysG\ typedef T2 & result;
"J9+~)e^! } ;
580t@? template < typename T >
0-9&d(L1g typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
=aCv
Xa&, {
2I7P}= return (T & )r;
-=RXhE_{ }
O6pjuhMx template < typename T1, typename T2 >
Q pX@;j typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
sDiYm}W {
w-2]69$k return (T2 & )r2;
{1Qwwhov }
(<CLftQKg } ;
1pK7EK3R !EFd-fk uzo}?X# 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> >。
S4_Y^ 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
QNo}nl/N 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
i <bs{Cu_S rT#QA=YB return l(i, j) = r(i, j);
m0 P5a%D 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
|'.SOm9)* mF1oY[xa_ return ( int & )i;
Ov9.qNT return ( int & )j;
^Ni)gm{?k 最后执行i = j;
^K"`k43{ 可见,参数被正确的选择了。
oGM.{\i 5&>(|Y~I JG_7G=~ Cfj*[i4 \|(;q+n?k 八. 中期总结
yH`xk%q_ 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:
IFgF5VG6g 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
6Z"%vrH 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
aX|`G]PhdI 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
;f><;X~KX 'L,rJ =M3 HCu1vjU(] AL;"S;8 Li'T{0)1) iTX.?* 九. 简化
!y),| #7P 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。
S HvML 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
{R#nGsrt; 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:
[bcqaT 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
Rl(b tr1w +-*/&|^等
k\[2o 2. 返回引用。
uJWX7UGuz =,各种复合赋值等
QIw.`$H+ 3. 返回固定类型。
,&k5Qq 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
e7;]+pN]J 4. 原样返回。
?>&8,p17 operator,
ABSeX 5. 返回解引用的类型。
x:2_FoQ operator*(单目)
i.<}X 6. 返回地址。
0'~?u ' operator&(单目)
j ]P|iL 7. 下表访问返回类型。
VcP#/&B| operator[]
JdAjKN 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
we@bq,\w operator<<和operator>>
jzV#%O{` ux }DWrR OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。
LU]~d<i99 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
QQw^c1@ J
h"]iN template < typename Left >
i^>
RjR struct value_return
<(iOzn {
:DD4BY template < typename T >
HP8pEo0Y struct result_1
NUU}8a(K {
4e(@b3y typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
5x: XXj" } ;
KIS.4nt#d" OlK2<< template < typename T1, typename T2 >
51&T`i struct result_2
spI{d!c {
{Xp.}c typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
p-}:7CXP } ;
N+tS:$V } ;
RS1oPY
g %Am[fb ^"f 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
CuGk?i #=tWCxf= 下面我们来剥离functor中的operator()
=_86{wlk 首先operator里面的代码全是下面的形式:
uqn Z Z`%;bP: return l(t) op r(t)
%{{#Q]]& return l(t1, t2) op r(t1, t2)
aZ^lI
6@+4 return op l(t)
; YRZg|Zw return op l(t1, t2)
bc ZonS return l(t) op
Fzu{,b return l(t1, t2) op
-K!-a'J return l(t)[r(t)]
3k/MigT return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
7%'<}u qL#R
XUTP 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:
S6QG:|#P 单目: return f(l(t), r(t));
YU`{ return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
NplSkv 双目: return f(l(t));
&td#m"wI return f(l(t1, t2));
f[RnL#*xJU 下面就是f的实现,以operator/为例
3LmHH
= 9+:Trc\%N struct meta_divide
X}yYBf/R` {
`zL9dlZ template < typename T1, typename T2 >
)\(pDn$W static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
#&Ee5xM= {
tFwlx3 return t1 / t2;
r$7rYxFR }
_=] FJhO } ;
:-Pj )Y{I nAzr!$qbNv 这个工作可以让宏来做:
uv5@Alm 9V&LJhDQ #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
m";gD[m template < typename T1, typename T2 > \
*.RVH<W=8 static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
<wC1+/] 以后可以直接用
QZlUUj\
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
R4/@dA0
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
S%oGBY*Z (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。。。)
`g=~u{0 "DpQnhvbB S&*pR3,u 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
v4$,Vt:7 BP6Shc|C template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
0u_'(Z-^2 class unary_op : public Rettype
<c#[.{A}s {
msylb~ ^ Left l;
5IK@<#wE public :
2"O Y]d unary_op( const Left & l) : l(l) {}
pB./L&h oB9m\o7$ template < typename T >
>=H8>X typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
Vz*'^=(o& {
n&]w* (, return FuncType::execute(l(t));
67x^{u7 }
bed+Ur& Vd4osBu{fY template < typename T1, typename T2 >
wNZ7(W.U typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
4lCm(#T{, {
sXxO{aeev return FuncType::execute(l(t1, t2));
R{_IrYk }
N3p3"4_]fy } ;
Ne
4*MwK 1tdCzbEn+ @{uc 同样还可以申明一个binary_op
$ *A3p +b W|Q>u template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
sLIP|i class binary_op : public Rettype
?sYjFiE {
b`zf&Mn Left l;
7g9 ^Jn Right r;
T*yveo&j public :
N/BU%c
ph+ binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
9 NQq=@ Phu|
hx< template < typename T >
98^6{p typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
LnS>3$t* {
#LJ-IDuF! return FuncType::execute(l(t), r(t));
.Er/t"Qs; }
"M^W:4_ u2-7vudh template < typename T1, typename T2 >
)AXH^& typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
Bw.&3efd {
i&)C, return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
RCXSz }
dRm'$
G9 } ;
B}+9U -FV'%X$i tL{~O= 很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
]bb}[#AY 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
G6{A[O[ DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
MXk. 2 那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
tY'QQN|| 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
N'P,QiR,z< 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
-oBas4J 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
9X9zIh]JV 这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan)
K"j=_%{ 下面是修改过的unary_op
H^;S}<pxW gecT*^ template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
&xroms"S= class unary_op
g4a X {
UMQW#$~C{g Left l;
UQ])QTrZFi E(kpK5h{ public :
`)M\(_ =v$s+`cP unary_op( const Left & l) : l(l) {}
ESjJHZoD( |#:dC # template < typename T >
g*?+~0"`Y struct result_1
gzCMJ<3!D {
Ny,A#-? typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
Bye@5D } ;
Bi:wP/>v 1idjX"' template < typename T1, typename T2 >
?J@qg20z struct result_2
" IkF/ {
bSR+yr'? typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
1 lCikS^c } ;
|4> r" iSz@E&[X template < typename T1, typename T2 >
C=aj& typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
D4O5@KfL {
- b\V(@5 return OpClass::execute(lt(t1, t2));
gq_7_Y/ }
)):22}I# PT@e),{~o9 template < typename T >
|5B,cB_ typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
dFP-(dX# {
Y:!/4GF return OpClass::execute(lt(t));
ddq 1NW }
{&}/p-S +>:_kE]?nX } ;
^Ii \vk h9BD
^j r>:L$_]L 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
A6UdWK 好啦,现在才真正完美了。
!E{GcK 现在在picker里面就可以这么添加了:
k CW!m
J"Y template < typename Right >
Uq]EJu picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
yg-FJ/
{
8LQ59K_WX return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
mB^I@oZ* }
Ih-3t*L 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。
|
2.e0Z]k jQxPOl$- Fi?Q
4b 0qL
V(L uO _,n 十. bind
`gt&Y- 既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。
{GQ
Aa 先来分析一下一段例子
@W1WReK]f uH
ny ] _/jUs_W int foo( int x, int y) { return x - y;}
o[6vxTH bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
0/SC bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
e>,9]{N+$ 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。
$d2kHT 我们来写个简单的。
}c35FM, 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
u 5Eo 对于函数对象类的版本:
YHO;IQ5 Mm5U`mB template < typename Func >
L_Y9+
e struct functor_trait
4/HY[FT {
i?a,^UM5n[ typedef typename Func::result_type result_type;
wuIsO;}/9 } ;
N#RD:"RS! 对于无参数函数的版本:
'NT#(m% L,b|Iq template < typename Ret >
h9<mThvgn struct functor_trait < Ret ( * )() >
to!mz\F {
q,;".3VQ typedef Ret result_type;
BcZEa^^~os } ;
ERfd7V<c> 对于单参数函数的版本:
6K4`; tp1KP/2w[ template < typename Ret, typename V1 >
4Q$j]U&b struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
Jw:Fj{D {
X"hOHx5P typedef Ret result_type;
00`bL } ;
qa
6=W
对于双参数函数的版本:
o{{:|%m3Q 'GV&] template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
}.fL$,7a struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
3AdP^B< {
6C:x6'5[ typedef Ret result_type;
9,S,NvSq } ;
ee&nU(pK 等等。。。
~a'nHy1 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
UfK4eZx*` tXf}jU} template < typename Func >
Wk/fB0 struct func_return
ELN|;^-/|Q {
Y)'!'J template < typename T >
ZhGh{D[, struct result_1
?)!Sm N/ {
"t5
+* typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
z6p#fsD } ;
sTd}cP D-Bv(/Pz]$ template < typename T1, typename T2 >
'fS?xDs-v struct result_2
,(j>)g2Ob {
gXq!a|eH typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
#C"7
l6'a } ;
H,(F1+~d } ;
-,R0IGS ge^!F>whr f|X[gL,B 最后一个单参数binder就很容易写出来了
IM[54_I 8BHL template < typename Func, typename aPicker >
Ezi' 2Sc class binder_1
(3AYy0J% {
C@ FxB[ Func fn;
"(0oP9lZ aPicker pk;
PASuf.U$" public :
I_:t}3s L5R `w&Up template < typename T >
ov1Wr#s struct result_1
UE"7
{
''_,S,.a20 typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
M,&tA1CH } ;
d0'7efC+ O-i4_YdVt template < typename T1, typename T2 >
Pg7>ce struct result_2
+<gg {
IZ+*`E typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
o(:{InpV%A } ;
(gLea s jSi;S4 binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
Z#CxQ D%\ M#ZT2~+CT template < typename T >
<BZ_ (H typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
jh>N_cp {
8098y,mQe return fn(pk(t));
eUYZxe :6 }
5n:nZ_D template < typename T1, typename T2 >
Og+)J9# typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
ol50d73B {
%WZ$]M?q return fn(pk(t1, t2));
u',b1 3g( }
^Fn%K].X } ;
PVhik@Yoh >xZ5ac
I B\f"Iirw 一目了然不是么?
^,LtEwd~Y 最后实现bind
>A<Df )GK+ U4=]#=R~o template < typename Func, typename aPicker >
5~QhX22 picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
b)d^ `J {
2H6:np|O return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
?gU }[] }
~)_K"h.DY /\d(c/, 4 2个以上参数的bind可以同理实现。
7aV$YuL)X~ 另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。
P`tyBe#= 0fA=_=A, 十一. phoenix
9YAM#LBTWi Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
'(tj[&aL v_.HGGS for_each(v.begin(), v.end(),
jKS!'? (
w\Iqzpikr do_
oooS s&t [
w=|py>% cout << _1 << " , "
.8K6C]gw ]
B@"J]S .while_( -- _1),
-;vT<G3 cout << var( " \n " )
qIz}$%!A )
0t+])> );
CG.,/]_ b;*c:{W) 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:
>otJF3zw 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
\X5 3|Y;= operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
Od-Ax+Hp 那么我们就照着这个思路来实现吧:
?,>5[Ha^? 7k'gt/#up JYQ.EAsr! template < typename Cond, typename Actor >
"b`7[ ;a class do_while
|kseKZ3 {
;
h85=l<8u Cond cd;
`w+1C&>^[ Actor act;
2QL?]Vo public :
%A)538F template < typename T >
Lc%xc`n8B struct result_1
x9&p!&*&IT {
(-(QDRxK typedef int result_type;
8ljuc5,J } ;
o<rsAe ('JKN"3 do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
`BjR.xMv X8Fzs!L` template < typename T >
:v)6gz(p typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
*QE"K2\5 {
[~)x<=H8{ do
SO_>c+Dw {
q/x/N5HU act(t);
]Jn2Ra"j }
c]NN'9G!{ while (cd(t));
>Nh`rkR2[ return 0 ;
zSXA=
}
/NU103F yt } ;
`XgFga) {m[Wyb( j^ nu| 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
Du!._ 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。
O:YJ%;w 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。
I .P6l*$ 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。
RX>2~^ 下面就是产生这个functor的类:
G "brT 5: kP^*hO!% " #v%36U template < typename Actor >
RG}}Oh="v class do_while_actor
* |KVN {
MUwxgAG`G Actor act;
;_N5>3C: public :
F 7LiG9H6` do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
hZU1O cz(G]{N template < typename Cond >
Dr+ Ps picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
F0.z i>5 } ;
U&W"Ea=R/ sLhDO'kM RRzP*A%= 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
VB"(9O] 最后,是那个do_
th
2<o5 taDQ65 &S-er{]] class do_while_invoker
|,sMST% {
IaasHo\ public :
-Qb0:]sV# template < typename Actor >
s)w9% do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
T6HU*( {
9/3;{`+[a return do_while_actor < Actor > (act);
bVK$.*, }
IU9,
(E } do_;
niWx^gKb$ ,YB1 y)x 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
~Z/7pP+ 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
@i1q]0 最后来说说怎么处理break和continue
fp;a5||5 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。
V^rW?Do 具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]