一. 什么是Lambda
dnM. 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
7#*`7 K'P! 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,
WpMm%G~'4t p _2Y c]8 %`s1
Ocvp !Q}Bz*Y class filler
#miG"2ea.. {
a=sd&](_ public :
p
S| void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
H> n;[ } ;
!
GtF%V +x?8\
07\]8^/G 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:
IU"n`HS D+w? %6&c3,?U\n R <&U]%FD for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
c0_512 DZ:$p. ACI.{`SrQ= 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
76u\#{5 H1
i+j;RN 2ppJ;P{k d_&~^*> 二. 战前分析
hn$jI5*` 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。
gEmsPk, 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
?9T,sX: [t*-s1cq &O5&pet for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
a,:Nlr3 /* --------------------------------------------- */
rT;_"y} vector < int *> vp( 10 );
{>Qs+] transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
nFefDdP /* --------------------------------------------- */
b86c[2 sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
yATXN>]l /* --------------------------------------------- */
>QBDxm int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
^~3{n /* --------------------------------------------- */
)X6I#q8 for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
>^v,,R8j /* --------------------------------------------- */
|9)y<}c5oM for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
~`0=-Qkd C2L=i3R JaN53,&< }9Q<<a 看了之后,我们可以思考一些问题:
"&\]1A}Z-x 1._1, _2是什么?
}dEf |6_ 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。
4EhWK;ra
2._1 = 1是在做什么?
JNI&]3[C>? 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。
y p pZ@ 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。
9"dZ4{\! :x!'Eer
n d81[hT}q 三. 动工
G%%5lw!y' 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
Enhrkk hM8FN :|=Xh"l" Pj7MR/AH template < typename T >
9hhYyqGsO class assignment
De49!{\a {
8]J lYe T value;
$-n_$jLY public :
>NA{* *$0 assignment( const T & v) : value(v) {}
)2bbG4:N template < typename T2 >
)u307Lg T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
.b<wNUzP } ;
*C(q{|f QhPpo#^ %?z;'Y7D 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
83:qIfF 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
o%v,6yv UG,n
q 2Zi&=Zj" &fifOF#[e class holder
+9_E+H'?! {
)H1chNI) public :
\V9);KAOj template < typename T >
4\2~wSr assignment < T > operator = ( const T & t) const
bt?)ryu {
_P{v=`]Eu return assignment < T > (t);
Ht%O9v }
/Pa<I^-# } ;
s_`y"'^ Bh!J&SM: $dHD 由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上:
SwmX_F#_ A;Uw
b static holder _1;
0"=}d y Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
:n(!, PX,fg5s\b for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
x:IY6 l 而不用手动写一个函数对象。
c# WIB 4 vX}mwK8
OTwXc*2u] s&qr2'F+z 四. 问题分析
1z=}`,?> 虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。
R$VeD1n@ 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。
Hxd^oE 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
F6#U31Q= 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
^->vUf7PX 下面我们可以对这几个问题进行分析。
BGVy
\F< DR#[\RzNI 五. 问题1:一致性
6c&OR2HGqO 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?|
g3,F+ 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
U>_#,j <2RxyoDL6 struct holder
UHUO9h {
&0S/]E`_M //
.[#bOp* template < typename T >
9
!qVYU42( T & operator ()( const T & r) const
sOW,hpNW {
&b&o];a return (T & )r;
hk1jxnQh }
J'y*>dW } ;
H0i\#)Xs U9p^?\-= 这样的话assignment也必须相应改动:
%epK-q9[ Sf0[^"7 template < typename Left, typename Right >
\ g[A{ class assignment
>zAI#N4 {
QabYkL5@ Left l;
S=~8nr/V Right r;
v;@-bED(Qs public :
XS/5y(W assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
da&f0m U template < typename T2 >
%S<( z5 T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
/1q] D8 } ;
cZ~\jpK p,w6D,h 同时,holder的operator=也需要改动:
3M&75OE lCyp&b#(L template < typename T >
&Wup
7 assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
{m%X\s;ni {
I:aG(8Bi)H return assignment < holder, T > ( * this , t);
I"=XM
}
)(pJ~"'L RFkJ^=} 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。
{L8(5 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
$0zH2W TGz5t$]I return l(rhs) = r;
lFY;O !Y5\ 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!";$]+ 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
=>CrZ23B" }?Y+GT"E template < typename Tp >
gU}?Yy class constant_t
W$Bx?}x($ {
d0 tN73( const Tp t;
(Rk g public :
E
2DTE constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
]eq3cwR[| template < typename T >
Om0S^4y]x const Tp & operator ()( const T & r) const
O ,[aL;v {
w`VmN}pR return t;
mlgdwM }
6P;1I+5m{q } ;
<_H0Q_/( xTM&SVNbL_ 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
.{-8gAh 下面就可以修改holder的operator=了
<..%@]+ 'F+O+-p+ template < typename T >
Bd"7F{H assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
r/L3j0 {
"O|fX\}5 return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
N[ArwV2O }
Z-H Kdv!d vVLR9"rHM 同时也要修改assignment的operator()
M)EUR0>8 k<W]VS3N template < typename T2 >
YKl!M/
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
4DfTVO"h 现在代码看起来就很一致了。
<z)MV
oa j&m<=-q 六. 问题2:链式操作
qg6Hk:^r 现在让我们来看看如何处理链式操作。
g)&-S3\ 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。
Yjk A^e 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。
xYt{= 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。
8gBqur{ 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
?67j+) <k^9l6@ template < typename T >
iJrscy- struct result_1
fBd +gT\S {
)vGRfFjw_ typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
N'm:V } ;
Z@C
D1+ G cB<0~& 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:
sQihyq6U; u{p\8v%7 template < typename T >
^QW%<X struct ref
[S</QS! {
p6}jCGJ typedef T & reference;
XcfTE
m } ;
n{'
[[2U template < typename T >
H V struct ref < T &>
Tu/JhP/g,` {
P<4jY?. typedef T & reference;
s9[v_(W } ;
dEe/\i'r9 =h_4TpDQ 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
Ca1)>1Vz !^"hYp` template < typename T >
&aF_y_f\ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
M;43F* {
HZK0Ldf return l(t) = r(t);
am"/Anml| }
=v;-{oN! 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。
*!s4#|h 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
ap6Vmp [#9ij3vxd 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
>$Fc=~;Ba _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
aF;TsB _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
'Ux_X:,:; +5 调用divide的对象返回一个add对象。
s*8hN*A/, 最后的布局是:
IYQYW.`ly Add
Y\%}VD2k / \
G8;S`-D1a, Divide 5
"BVz5? / \
=V,'f _1 3
HRb_ZJz 似乎一切都解决了?不。
W#lvH=y 你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。
ynDx'Q* N' 如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。
3tm z2JIb OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码:
q;>BltU `r iv`+J{s template < typename Right >
x!$,Hcph, assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
~.@fk}'R Right & rt) const
~<Lf@yu-{ {
O?2<rbx return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
bL&]3n9Rwu }
MV/~Rmd. 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
eY(usK 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 :HgpZo+ 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。
:>;psR 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。
*g,?13Q_ 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。
{tT`It 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?
LNN:GD)> 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:
cdfll+ )R +o8C template < class Action >
v|/3Mi9mz class picker : public Action
@NHRuk+ {
jo(Q`oxm!> public :
\Zh)oUHd picker( const Action & act) : Action(act) {}
j0%0yb{-^ // all the operator overloaded
3H%HJS } ;
/-hF<oNQ ={b
]
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。
x ?V/3zW 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:
.3U[@ *b( -+9x 0-P template < typename Right >
xk*3,J6BK picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
rqFs[1wr>R {
^i8I 1@ = return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
Ad,r(0a LZ }
{.lF~cOu epR~Rlw>2 Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
#LN
I&5 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。
jzj{{D[^ Ky yG8;G% template < typename T > struct picker_maker
jccW8g~
~ {
bSr 'ji typedef picker < constant_t < T > > result;
l'W+^ } ;
b66X])+4jE template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
fMQ*2zGu95 {
E~>6*_? typedef picker < T > result;
F3Y>hs):7 } ;
]hj1.V+ Qsntf.fT 下面总的结构就有了:
_onp%* 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。
>jX
UO 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。
xploFw~ picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
(J*w./ 至此链式操作完美实现。
h6h1.lZ CJ?gjV6 DVhTb 七. 问题3
`
(D4gPW 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。
l;BX\S ,8IAhQa template < typename T1, typename T2 >
j#e.rNG ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
{%_j~ {
TJXraQK-= return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
B/=q_.1F> }
T'M66kg qu~|d}0 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:
Tdwwtbe I/Jp,~JT* template < typename T1, typename T2 >
M%{?\)s struct result_2
(b%y$D {
0sd-s~; typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
]zyX@=mM } ;
}[z<iij4 |.C
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢?
kz0=GKic 这个差事就留给了holder自己。
fcICFReyV 9>Uq$B bW9"0=j[{ template < int Order >
+SQjX7]% class holder;
yIIETE template <>
9U)t@b class holder < 1 >
irsfJUr[V {
ufCqvv>' public :
NGD*ce"w template < typename T >
(
f,J_ struct result_1
b(RBG {
C4{\@v}t typedef T & result;
y?#9>S >:\ } ;
|=cCv_y template < typename T1, typename T2 >
fYhR#FVI struct result_2
\V^*44+
<! {
\ CK(;J typedef T1 & result;
l>~`;W } ;
iS1Gb$? template < typename T >
>`89N'lZBm typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
5r4gmy> {
ku9@&W+ return (T & )r;
e3eVvl5] }
2vc\= template < typename T1, typename T2 >
Kej|1g1f typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
8?7kIin {
,;.B4 return (T1 & )r1;
BR36}iS;V }
%X4-a%512 } ;
!:"-:O}>=, fw' r. template <>
mz\NFC< class holder < 2 >
x_==Ss {
S
Pn8\2Cj public :
\+k, :8s/ template < typename T >
oYz!O]j;a struct result_1
;1W6"3t-Y {
zF5q=9 4$ typedef T & result;
c>ad0xce6 } ;
pI7Ssvi^ template < typename T1, typename T2 >
-Z%F mv8 struct result_2
bD35JG^&i {
ljPq2v ] typedef T2 & result;
HG2GZ}~^1 } ;
BeK2;[5C template < typename T >
3Y
z]8`C typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
Y4#y34We {
9ilM@SR return (T & )r;
ll^DY
hx} }
} ^"0T-ua template < typename T1, typename T2 >
P##Z[$IJ3 typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
W`$[j0 {
K@HQrv< return (T2 & )r2;
&p5&=zV} }
3bH~';< } ;
!!FR[NK {h#6z>p"u2 ~r<p@k=.#0 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> >。
bM"fk& 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
vMhYpt?7\ 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
K;x~&G0= 6lsL^]7 return l(i, j) = r(i, j);
dK.R[aQ 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
i\Yl o(qEkR:4kd return ( int & )i;
R4b-M0H return ( int & )j;
iK!dr1:wSw 最后执行i = j;
0Uw
^FcW 可见,参数被正确的选择了。
EJLQ&oH[ P-'_}*wxi 3_W{T@T >
\3ah4"o ^av6HFQ 八. 中期总结
aG!
*WHt 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:
R&#tSL 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
!\;:36B#6 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
d&jjWlHgEN 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
s qpGrW. R"+wih +8AvTSgX% =Vb~s+YW FLZS K:3B] ^s{hs(8%R 九. 简化
t`5j4bdG 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。
7Fz
xe$A 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
#Fs|f3-@ 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:
?x3Jv<G0* 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
- $JO8'TP +-*/&|^等
#.ct5 2. 返回引用。
c@R; /m:R =,各种复合赋值等
YEv
Lhh 3. 返回固定类型。
)(m0cP{7 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
gnLn7? 4. 原样返回。
Hi7y(h?wj operator,
~W03{9(Vp8 5. 返回解引用的类型。
8IGt4UF&? operator*(单目)
p|qyTeg 6. 返回地址。
\Q&,ISO\ operator&(单目)
``|AgIg 7. 下表访问返回类型。
%=Tr^{i operator[]
m"d/b~q 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
2)
?q58 operator<<和operator>>
2YOKM#N] 9(, @aZ 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。
gR Nv-^ 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
rmd;\)#*` p&N#_dmlH template < typename Left >
Rc[ 0aj: struct value_return
)oU)}asY {
OP! R[27> template < typename T >
PaO-J&< struct result_1
p
&(OZJT {
|L::bx( typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
k< j"~S1 } ;
edvFQ#,d OqUr9?+ template < typename T1, typename T2 >
2oVV'9;B struct result_2
h<6UC%'ac {
E
D"!n-Hq typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
b]Z@^<_E } ;
OCV+h' } ;
Y[
zZw~yx .Zmp , Dg>^A 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
p9qKLJ*.C Ykqyk')wm 下面我们来剥离functor中的operator()
?KE$r~dn 首先operator里面的代码全是下面的形式:
>mq,}!n BiwieF4x return l(t) op r(t)
#{J,kcxS return l(t1, t2) op r(t1, t2)
|L6&Gf]#5 return op l(t)
'UU\4M return op l(t1, t2)
!#yq@2QX return l(t) op
d_z59 return l(t1, t2) op
'LE"#2Hu return l(t)[r(t)]
/t%u"dP"T~ return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
TbvtqM 0 =aG xg57 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:
f3MRD4+- 单目: return f(l(t), r(t));
NH A 5e< return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
OO) ~HV4\ 双目: return f(l(t));
$md%xmQ[ return f(l(t1, t2));
w'T q3-%V 下面就是f的实现,以operator/为例
V$`Gwr]|n hqvE!Of struct meta_divide
`:NaEF?Sj {
7[#yu 2 template < typename T1, typename T2 >
/ ~%KVe static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
J:*-gwv9*m {
(N-RIk73/O return t1 / t2;
X2sH E }
2}6%qgnT- } ;
1c4/}3*
-fI`3# 这个工作可以让宏来做:
'dG%oDHX]P y9H%
Xl #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
$ ,Ck70_ template < typename T1, typename T2 > \
/^SAC%PD static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
XN=67f$Hw 以后可以直接用
1$/MrPT(b DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
Cwa^"r3P1 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
N?Q+> (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。。。)
HAz By\M{ K7knK hg.#DxRi{ 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
`3H4Ajzcc olB)p$aH# template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
7w:ef0S class unary_op : public Rettype
Z%zj";C
G {
Y_&g="`Q Left l;
z}QwP~Z public :
w27KI]%( unary_op( const Left & l) : l(l) {}
-H^oXeN vy2Q g
template < typename T >
9_s6l typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
XgN` 7!Z {
{N2g8W: return FuncType::execute(l(t));
,j;m!V }
9O`
m,t S1Z2_V template < typename T1, typename T2 >
h!~3Dw>,N typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
y.5/?{GL {
}jt?|dl1 return FuncType::execute(l(t1, t2));
4'j
sDcs }
jUv!9Y}F } ;
h^,8rd AqKz$ .7'kw]{/ 同样还可以申明一个binary_op
0nn okN^ O ,rwP template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
3&u_A?; class binary_op : public Rettype
qPB8O1fyU {
|b-9b& Left l;
XBd>tdEP Right r;
iHwLZ[O{ public :
j?y LDLj binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
] h-,o
R?e *n]7 template < typename T >
Q~R
~xz typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
`U+l?S^$ {
vS\%3A4^+5 return FuncType::execute(l(t), r(t));
<VD8bTk }
CTWn2tpW P\8@g U!uk template < typename T1, typename T2 >
X;<BzA!H typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
7.DtdyM {
u@ jX+\ return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
D9`0Dr}/2 }
iXyO(w4D } ;
0ye!R
QO"oEgB`+Z O+%WR 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
e[sK@jX6 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
jp $Z] DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
'9c2Q/ 那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
jTLSdul+ 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
-(O-% 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
)tCX
y4 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
YF+n
b.0. 这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan)
p>_;^&>& 下面是修改过的unary_op
"NgoaG~!YO ]skkoM template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
hFiIW77s2 class unary_op
.VTy[|o {
)DYI
. Left l;
9-]i.y LH:i| I public :
DE2a5+^ ?$e9<lsQq) unary_op( const Left & l) : l(l) {}
PjN =k; FQ>`{%> template < typename T >
)sho*;_o struct result_1
zG e'*Qei {
s?ko?qN( typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
Y?ez9o:/# } ;
PMfkA!.Y e^lWR] v template < typename T1, typename T2 >
Q5%#^ZdsTd struct result_2
CRbdAqofV {
: Sq?a0!S typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
xoOJauSX1 } ;
*xp\4;B
lo'W1p template < typename T1, typename T2 >
rp5(pV7* typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
PvGDTYcKp {
\6;=$f/?t return OpClass::execute(lt(t1, t2));
1 { , F }
\^#~@9 zD3mX<sw template < typename T >
Jv.UQ typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
"bDs2E+W {
P;pl,~ return OpClass::execute(lt(t));
!~Q2|r }
Cuc$3l(% g#]wLm# } ;
eHDef p">EHWc}D :8A!HI}m{ 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
7} jWBK 好啦,现在才真正完美了。
XT;u<aJs 现在在picker里面就可以这么添加了:
wu"&|dt ^[15&T5 template < typename Right >
jq08= picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
|AC1\)2tT {
$ cu00K return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
85;b9k&\M }
xnE|Umz 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。
<9>vO,n .5!t:FPOv _{jjgQJ5 k? Xc U?.9D 十. bind
H~ u[3LQz 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。
5JhdVnT_ 先来分析一下一段例子
n<B<93f/ hVUP4 A ITy/eZ"&: int foo( int x, int y) { return x - y;}
JMdPwI bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
$wYFEz bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
P9T5L<5 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。
Mc!Xf[ 我们来写个简单的。
$4MrP$4TI 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
?uMQP NYs 对于函数对象类的版本:
-R>}u'EG> 81*M= ? template < typename Func >
TE )gVE] struct functor_trait
cQ:"-!ff {
bqQq=SO typedef typename Func::result_type result_type;
q$G,KRy/ } ;
!gnj]k&/c 对于无参数函数的版本:
+y 87~]] hXGwP4 template < typename Ret >
^t7x84jhL struct functor_trait < Ret ( * )() >
>R/$1e1Y {
mZIoaF>t typedef Ret result_type;
7w;O}axI } ;
c%*($)# 对于单参数函数的版本:
8}w6z7e|{ %zU`XVNN+ template < typename Ret, typename V1 >
Quf_' struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
^`f*'Z {
_lW+>xQ typedef Ret result_type;
oUQ07z\C } ;
Q!,<@b) 对于双参数函数的版本:
E2L(wt}^ }IEbyb template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
a{Esw` struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
q %A?V_ {
[Pe#kzLX typedef Ret result_type;
V0nn4dVO } ;
/WPv\L 等等。。。
sS
TPMh 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
.yENM[-bQ ^[Cv26 template < typename Func >
%7`f{|. struct func_return
w#i[_ {
W(fr<<hL template < typename T >
fx8EB8A7K7 struct result_1
1xf=_F0`& {
}B7K@Wu# typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
56hA]O29O } ;
?t@v&s &4dz}zz90 template < typename T1, typename T2 >
G= ^X1+_ struct result_2
N?dvuB {
SvvUkQ#1w typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
C}IbxKl } ;
ZWV|# c<G } ;
yz+, gLY 2S`?hxAL +&KQ28r 最后一个单参数binder就很容易写出来了
o
A*G K7I&sS^x template < typename Func, typename aPicker >
#n\C
| class binder_1
mxwdugr` {
!k$}Kj)I Func fn;
Q4s&E\} aPicker pk;
M^rM-{?< public :
}wSi~^* {mE! Vf template < typename T >
<I;*[;AK struct result_1
=j0x.fSe {
~#:e *:ro typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
u%O-;>J } ;
~$O1`IT ;@ WV-bLe template < typename T1, typename T2 >
NCA{H^CL
struct result_2
0BkV/v1Uc {
;)DzCc/ typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
\o3"~\|6C } ;
c(-Mc6 $7I]`Jt binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
Z#`0txCF V'Y{v template < typename T >
?SY<~i<K- typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
nN`"z3o {
VmQh$&h return fn(pk(t));
#_Ea[q7v }
jeN1eM8WI template < typename T1, typename T2 >
.")b?#K typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
h\,5/ )Y {
Zcd7*EBdx return fn(pk(t1, t2));
<D /a l9 }
[j6~}zu@ } ;
/rF8@l m>Ux`Gp+ -oBI+v& 一目了然不是么?
Pw}_[[>$ 最后实现bind
y[HQBv 4E"d / 3\!F\tqD \ template < typename Func, typename aPicker >
$"fo^?d/s picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
`ypL]$cW {
|i)lh_iN return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
|n P_<9[ }
J6|JWp uIP
iM8( 2个以上参数的bind可以同理实现。
+BB0wY 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。
.K9l*-e[= [%.18FWI 十一. phoenix
n! .2aq Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
9={N4}< wkT;a&_ for_each(v.begin(), v.end(),
4]6 Qr (
CM 9P"- do_
D3?N<9g [
:::>ro*R cout << _1 << " , "
O<`R~ ]
R<&FhT] .while_( -- _1),
QFzFL-H~N cout << var( " \n " )
N#Ag'i4HF )
>~&(P_<b );
Xu]h$%W "|4jPza 是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:
[_%,6e+ 首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor
G]lvHD operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
v' 0!= r 那么我们就照着这个思路来实现吧:
a;&}zcc* S8*> kM' >ITEd template < typename Cond, typename Actor >
VG\mo?G
class do_while
oWD)+5.] {
t&f" jPu> Cond cd;
cj^bh Actor act;
L1MrrC public :
('HxHOh2 template < typename T >
=, TS MV struct result_1
i puo} {
P CsK() typedef int result_type;
VKf6|ae } ;
86{ZFtv W gZ@N do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
RO$*G
jQd r]-+bR template < typename T >
EP0a1.C typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
]Da4.s*mW {
bZXlJa`'S do
7V/Zr {
7?"9J`* act(t);
XC}1_VWs }
hOn while (cd(t));
r"[L0Cbb return 0 ;
0/*X=5 }
pLJeajv)z } ;
43F^J%G 7H?!RYrx iW-t}}Z>B 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
_;VYFs 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。
oo'iwq-\ 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。
`{WCrw6) 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。
5 Af?Yxv 下面就是产生这个functor的类:
v<`$bvv? ZgK@Fl*k XC2Q*Z template < typename Actor >
^:U;rHY class do_while_actor
=3pD:L {
Jb6& Actor act;
%D. @L public :
#-A5Z;TD. do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
8vu2k> 6XZN># template < typename Cond >
+
p'\(Z( picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
HK?Foo? } ;
r@;$V_I ruWye1X; VJGwd`qo*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。
$/os{tzjd 最后,是那个do_
ayN*fiV] <)"iL4 kDI td%Y4-+ - class do_while_invoker
[CsM<:C {
"_Zh5
g public :
^1()W,B~w template < typename Actor >
C?bXrG\ do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
BR%{bY^
5p {
$.=5e3 return do_while_actor < Actor > (act);
Xk;Uk[ }
[+yGDMLs } do_;
I<IC-k"Y N" 8*FiZ| 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
5X#i65_- 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
aS2a_!f 最后来说说怎么处理break和continue
rGGS]^ 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。
wrhBH;3 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 ]