C++ Boost Phoenix庫示例分析使用
一、說明
在函數(shù)式編程模型中，函數(shù)是對(duì)象，與其他對(duì)象一樣，可以作為參數(shù)傳遞給函數(shù)或存儲(chǔ)在容器中。有許多支持函數(shù)式編程模型的 Boost 庫。
- Boost.Phoenix 是這些庫中最廣泛、也是最重要的庫。它取代了庫 Boost.Lambda，它被簡(jiǎn)要介紹，但只是為了完整性。
- Boost.Function 提供了一個(gè)類，可以輕松定義函數(shù)指針，而無需使用源自 C 編程語言的語法。
- Boost.Bind 是一個(gè)適配器，即使實(shí)際簽名與預(yù)期簽名不同，它也允許您將函數(shù)作為參數(shù)傳遞給其他函數(shù)。
- Boost.Ref 可用于傳遞對(duì)對(duì)象的引用，即使函數(shù)通過副本傳遞參數(shù)。
- Boost.Lambda 可以稱為 Boost.Phoenix 的前身。它是一個(gè)相當(dāng)古老的庫，并且在將 C++11 添加到編程語言之前很多年就允許使用 lambda 函數(shù)。
二、預(yù)先知道Boost.Phoenix
Boost.Phoenix 是函數(shù)式編程最重要的 Boost 庫。雖然 Boost.Bind 或 Boost.Lambda 等庫為函數(shù)式編程提供了一些支持，但 Boost.Phoenix 包含這些庫的功能并超越了它們。
在函數(shù)式編程中，函數(shù)是對(duì)象，可以像對(duì)象一樣處理。使用 Boost.Phoenix，一個(gè)函數(shù)可以返回另一個(gè)函數(shù)作為結(jié)果。也可以將一個(gè)函數(shù)作為參數(shù)傳遞給另一個(gè)函數(shù)。因?yàn)楹瘮?shù)是對(duì)象，所以可以區(qū)分實(shí)例化和執(zhí)行。訪問一個(gè)函數(shù)不等于執(zhí)行它。
Boost.Phoenix 支持使用函數(shù)對(duì)象進(jìn)行函數(shù)式編程：函數(shù)是基于類的對(duì)象，這些類重載了運(yùn)算符 operator()。這樣，函數(shù)對(duì)象的行為就像 C++ 中的其他對(duì)象一樣。例如，它們可以被復(fù)制并存儲(chǔ)在容器中。但是，它們的行為也類似于函數(shù)，因?yàn)樗鼈兛梢员徽{(diào)用。
函數(shù)式編程在 C++ 中并不新鮮。您可以將一個(gè)函數(shù)作為參數(shù)傳遞給另一個(gè)函數(shù)，而無需使用 Boost.Phoenix。
三、示例和代碼
示例 39.1。謂詞作為全局函數(shù)、lambda 函數(shù)和 Phoenix 函數(shù)
#include <boost/phoenix/phoenix.hpp>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
bool is_odd(int i) { return i % 2 == 1; }
int main()
{
std::vector<int> v{1, 2, 3, 4, 5};
std::cout << std::count_if(v.begin(), v.end(), is_odd) << '\n';
auto lambda = [](int i){ return i % 2 == 1; };
std::cout << std::count_if(v.begin(), v.end(), lambda) << '\n';
using namespace boost::phoenix::placeholders;
auto phoenix = arg1 % 2 == 1;
std::cout << std::count_if(v.begin(), v.end(), phoenix) << '\n';
}示例 39.1 使用算法 std::count_if() 來計(jì)算向量 v 中的奇數(shù)。std::count_if() 被調(diào)用 3 次，一次使用謂詞作為獨(dú)立函數(shù)，一次使用 lambda 函數(shù)，一次使用鳳凰功能。
Phoenix 函數(shù)與獨(dú)立函數(shù)和 lambda 函數(shù)不同，因?yàn)樗鼪]有框架。雖然其他兩個(gè)函數(shù)有一個(gè)帶有簽名的函數(shù)頭，但 Phoenix 函數(shù)似乎只包含一個(gè)函數(shù)體。
Phoenix 函數(shù)的關(guān)鍵組件是 boost::phoenix::placeholders::arg1。 arg1 是函數(shù)對(duì)象的全局實(shí)例。您可以像 std::cout 一樣使用它：一旦包含相應(yīng)的頭文件，這些對(duì)象就會(huì)存在。
arg1 用于定義一元函數(shù)。表達(dá)式 arg1 % 2 == 1 創(chuàng)建一個(gè)需要一個(gè)參數(shù)的新函數(shù)。該函數(shù)不會(huì)立即執(zhí)行，而是存儲(chǔ)在 Phoenix 中。 phoenix 被傳遞給 std::count_if() ，它為 v 中的每個(gè)數(shù)字調(diào)用謂詞。
arg1 是調(diào)用 Phoenix 函數(shù)時(shí)傳遞的值的占位符。由于此處僅使用了 arg1，因此創(chuàng)建了一個(gè)一元函數(shù)。 Boost.Phoenix 提供了額外的占位符，例如 boost::phoenix::placeholders::arg2 和 boost::phoenix::placeholders::arg3。 Phoenix 函數(shù)總是期望與具有最大數(shù)量的占位符一樣多的參數(shù)。
示例 39.1 將 3 寫入標(biāo)準(zhǔn)輸出 3 次。
示例 39.2。 Phoenix 函數(shù)與 lambda 函數(shù)
#include <boost/phoenix/phoenix.hpp>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
int main()
{
std::vector<int> v{1, 2, 3, 4, 5};
auto lambda = [](int i){ return i % 2 == 1; };
std::cout << std::count_if(v.begin(), v.end(), lambda) << '\n';
std::vector<long> v2;
v2.insert(v2.begin(), v.begin(), v.end());
using namespace boost::phoenix::placeholders;
auto phoenix = arg1 % 2 == 1;
std::cout << std::count_if(v.begin(), v.end(), phoenix) << '\n';
std::cout << std::count_if(v2.begin(), v2.end(), phoenix) << '\n';
}例 39.2 強(qiáng)調(diào)了 Phoenix 和 lambda 函數(shù)之間的一個(gè)關(guān)鍵區(qū)別。除了不需要帶有參數(shù)列表的函數(shù)頭之外，Phoenix 函數(shù)參數(shù)沒有類型。 lambda 函數(shù) lambda 需要一個(gè) int 類型的參數(shù)。 Phoenix 函數(shù) phoenix 將接受模運(yùn)算符可以處理的任何類型。
將 Phoenix 函數(shù)視為函數(shù)模板。像函數(shù)模板一樣，Phoenix 函數(shù)可以接受任何類型。這使得在示例 39.2 中可以使用 phoenix 作為容器 v 和 v2 的謂詞，即使它們存儲(chǔ)不同類型的數(shù)字。如果您嘗試將謂詞 lambda 與 v2 一起使用，則會(huì)出現(xiàn)編譯器錯(cuò)誤。
示例 39.3。 Phoenix 用作延遲 C++ 代碼
#include <boost/phoenix/phoenix.hpp>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
int main()
{
std::vector<int> v{1, 2, 3, 4, 5};
using namespace boost::phoenix::placeholders;
auto phoenix = arg1 > 2 && arg1 % 2 == 1;
std::cout << std::count_if(v.begin(), v.end(), phoenix) << '\n';
}示例 39.3 使用 Phoenix 函數(shù)作為謂詞，使用 std::count_if() 計(jì)算大于 2 的奇數(shù)。Phoenix 函數(shù)訪問 arg1 兩次：一次測(cè)試占位符是否大于 2，一次測(cè)試它是否為奇數(shù).條件與 && 相關(guān)聯(lián)。
您可以將 Phoenix 函數(shù)視為不會(huì)立即執(zhí)行的 C++ 代碼。示例 39.3 中的 Phoenix 函數(shù)看起來像一個(gè)使用多個(gè)邏輯和算術(shù)運(yùn)算符的條件。但是，條件不會(huì)立即執(zhí)行。它僅在從 std::count_if() 中訪問時(shí)執(zhí)行。 std::count_if() 中的訪問是正常的函數(shù)調(diào)用。
示例 39.3 將 2 寫入標(biāo)準(zhǔn)輸出。
示例 39.4。顯式 Phoenix 類型
#include <boost/phoenix/phoenix.hpp>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
int main()
{
std::vector<int> v{1, 2, 3, 4, 5};
using namespace boost::phoenix;
using namespace boost::phoenix::placeholders;
auto phoenix = arg1 > val(2) && arg1 % val(2) == val(1);
std::cout << std::count_if(v.begin(), v.end(), phoenix) << '\n';
}例 39.4 對(duì) Phoenix 函數(shù)中的所有操作數(shù)使用顯式類型。嚴(yán)格來說，你看不到類型，只有輔助函數(shù) boost::phoenix::val()。此函數(shù)返回使用傳遞給 boost::phoenix::val() 的值初始化的函數(shù)對(duì)象。函數(shù)對(duì)象的實(shí)際類型無關(guān)緊要。重要的是 Boost.Phoenix 為不同類型重載了運(yùn)算符，如 >、&&、% 和 ==。因此，不會(huì)立即檢查條件。相反，函數(shù)對(duì)象被組合以創(chuàng)建更強(qiáng)大的函數(shù)對(duì)象。根據(jù)操作數(shù)，它們可能會(huì)自動(dòng)用作函數(shù)對(duì)象。否則，您可以調(diào)用 val() 等輔助函數(shù)。
示例 39.5。 boost::phoenix::placeholders::arg1 和 boost::phoenix::val()
#include <boost/phoenix/phoenix.hpp>
#include <iostream>
int main()
{
using namespace boost::phoenix::placeholders;
std::cout << arg1(1, 2, 3, 4, 5) << '\n';
auto v = boost::phoenix::val(2);
std::cout << v() << '\n';
}示例 39.5 說明了 arg1 和 val() 如何工作。 arg1 是函數(shù)對(duì)象的實(shí)例。它可以直接使用，也可以像函數(shù)一樣調(diào)用。您可以傳遞任意數(shù)量的參數(shù)——arg1 返回第一個(gè)參數(shù)。
val() 是一個(gè)用于創(chuàng)建函數(shù)對(duì)象實(shí)例的函數(shù)。函數(shù)對(duì)象使用作為參數(shù)傳遞的值進(jìn)行初始化。如果實(shí)例像函數(shù)一樣被訪問，則返回該值。
示例 39.5 將 1 和 2 寫入標(biāo)準(zhǔn)輸出。
示例 39.6。創(chuàng)建自己的 Phoenix 函數(shù)
#include <boost/phoenix/phoenix.hpp>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
struct is_odd_impl
{
typedef bool result_type;
template <typename T>
bool operator()(T t) const { return t % 2 == 1; }
};
boost::phoenix::function<is_odd_impl> is_odd;
int main()
{
std::vector<int> v{1, 2, 3, 4, 5};
using namespace boost::phoenix::placeholders;
std::cout << std::count_if(v.begin(), v.end(), is_odd(arg1)) << '\n';
}示例 39.6 解釋了如何創(chuàng)建自己的 Phoenix 函數(shù)。您將函數(shù)對(duì)象傳遞給模板 boost::phoenix::function。該示例傳遞了 is_odd_impl 類。此類重載運(yùn)算符 operator()：當(dāng)傳入奇數(shù)時(shí)，運(yùn)算符返回 true。否則，運(yùn)算符返回 false。
請(qǐng)注意，您必須定義類型result_type。 Boost.Phoenix 使用它來檢測(cè)運(yùn)算符 operator() 的返回值的類型。
is_odd() 是一個(gè)可以像 val() 一樣使用的函數(shù)。兩個(gè)函數(shù)都返回一個(gè)函數(shù)對(duì)象。調(diào)用時(shí)，參數(shù)將轉(zhuǎn)發(fā)給運(yùn)算符 operator()。對(duì)于示例 39.6，這意味著 std::count_if() 仍然計(jì)算奇數(shù)。
示例 39.7。將獨(dú)立功能轉(zhuǎn)換為 Phoenix 功能
#include <boost/phoenix/phoenix.hpp>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
bool is_odd_function(int i) { return i % 2 == 1; }
BOOST_PHOENIX_ADAPT_FUNCTION(bool, is_odd, is_odd_function, 1)
int main()
{
std::vector<int> v{1, 2, 3, 4, 5};
using namespace boost::phoenix::placeholders;
std::cout << std::count_if(v.begin(), v.end(), is_odd(arg1)) << '\n';
}如果要將獨(dú)立函數(shù)轉(zhuǎn)換為 Phoenix 函數(shù)，可以按照示例 39.7 進(jìn)行操作。您不必像前面的示例中那樣定義函數(shù)對(duì)象。
您可以使用宏 BOOST_PHOENIX_ADAPT_FUNCTION 將獨(dú)立函數(shù)轉(zhuǎn)換為 Phoenix 函數(shù)。將返回值的類型、要定義的 Phoenix 函數(shù)的名稱、獨(dú)立函數(shù)的名稱以及參數(shù)個(gè)數(shù)傳遞給宏。
示例 39.8。 Phoenix 使用 boost::phoenix::bind() 函數(shù)
#include <boost/phoenix/phoenix.hpp>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
bool is_odd(int i) { return i % 2 == 1; }
int main()
{
std::vector<int> v{1, 2, 3, 4, 5};
using namespace boost::phoenix;
using namespace boost::phoenix::placeholders;
std::cout << std::count_if(v.begin(), v.end(), bind(is_odd, arg1)) << '\n';
}要將獨(dú)立函數(shù)用作 Phoenix 函數(shù)，您還可以使用 boost::phoenix::bind()，如示例 39.8 中所示。 boost::phoenix::bind() 的工作方式類似于 std::bind()。獨(dú)立函數(shù)的名稱作為第一個(gè)參數(shù)傳遞。所有進(jìn)一步的參數(shù)都被轉(zhuǎn)發(fā)到獨(dú)立功能。
小費(fèi)
避免使用 boost::phoenix::bind()。創(chuàng)建您自己的 Phoenix 函數(shù)。這會(huì)導(dǎo)致代碼更具可讀性。尤其是對(duì)于復(fù)雜的表達(dá)式，處理 boost::phoenix::bind() 的額外細(xì)節(jié)是沒有幫助的。
示例 39.9。任意復(fù)雜的 Phoenix 函數(shù)
#include <boost/phoenix/phoenix.hpp>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
int main()
{
std::vector<int> v{1, 2, 3, 4, 5};
using namespace boost::phoenix;
using namespace boost::phoenix::placeholders;
int count = 0;
std::for_each(v.begin(), v.end(), if_(arg1 > 2 && arg1 % 2 == 1)
[
++ref(count)
]);
std::cout << count << '\n';
}Boost.Phoenix 提供了一些模擬 C++ 關(guān)鍵字的函數(shù)對(duì)象。例如，您可以使用函數(shù) boost::phoenix::if_()（參見示例 39.9）創(chuàng)建一個(gè)函數(shù)對(duì)象，該對(duì)象的行為類似于 if 并測(cè)試條件。如果條件為真，則使用 operator[] 傳遞給函數(shù)對(duì)象的代碼將被執(zhí)行。當(dāng)然，該代碼也必須基于函數(shù)對(duì)象。這樣，您可以創(chuàng)建復(fù)雜的 Phoenix 函數(shù)。
示例 39.9 對(duì)每個(gè)大于 2 的奇數(shù)進(jìn)行增量計(jì)數(shù)。要對(duì) count 使用增量運(yùn)算符，請(qǐng)使用 boost::phoenix::ref() 將 count 包裝在一個(gè)函數(shù)對(duì)象中。與 boost::phoenix::val() 相比，沒有值被復(fù)制到函數(shù)對(duì)象中。 boost::phoenix::ref() 返回的函數(shù)對(duì)象存儲(chǔ)了一個(gè)引用——這里是對(duì) count 的引用。
小提示
不要使用 Boost.Phoenix 創(chuàng)建復(fù)雜的函數(shù)。最好使用 C++11 中的 lambda 函數(shù)。雖然 Boost.Phoenix 接近 C++ 語法，但使用 if_ 等關(guān)鍵字或方括號(hào)之間的代碼塊并不一定會(huì)提高可讀性。
到此這篇關(guān)于C++ Boost Phoenix庫示例分析使用的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++ Boost Phoenix庫內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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