标题中说的 Tuple 是指类似 boost::tuple 这样的设施。
很多时候我们需要返回/传入一堆参数,所以不得不每次定义一些为了数据传输的结构。Tuple 就是用来解决这一问题的,它提供即时构造一个这样的结构体的功能。而所付出的代价是,丧失各个成员的明确含义,只留下成员的序号。
两个元素的 Tuple 就是 Pair,如 std::pair。下面我们来建立针对有限个元素的 Tuple。对于一个元素、两个元素、三个元素,我们可以分别如下实现:
template <typename T0>
struct Tuple
{
T0 _0;
};
template <typename T0, typename T1>
struct Tuple
{
T0 _1;
T1 _1;
};
template <typename T0, typename T1, typename T2>
struct Tuple
{
T0 _1;
T1 _1;
T2 _2;
};
但是这三个写在一起,就会出错。为此,我们可以先定义一个含足够多模版参数的 Tuple,然后上面三个分别作为偏特化版本:
template <typename T0 = NullType, typename T1= NullType, typename T2= NullType, typename T3= NullType, typename T4= NullType>
struct Tuple;
template <typename T0>
struct Tuple<T0>
{
T0 _0;
};
template <typename T0, typename T1>
struct Tuple<T0, T1>
{
T0 _1;
T1 _1;
};
template <typename T0, typename T1, typename T2>
struct Tuple<T0, T1, T2>
{
T0 _1;
T1 _1;
T2 _2;
};
如果手写的话,这也可以。如果不手写,我们可以继续用之前《C++ 下 Function 对象的实现(下)》中的宏循环方案。此方案的一个正式版本见 xlMacros.h。
定义带默认值 NullType 的模版参数声明序列如下:
#define XL_TUPLE_TYPENAME_DECLARE_NT_PATTERN(n) typename T##n = NullType
#define XL_TUPLE_TYPENAME_DECLARE_NT(n) XL_REPZ(XL_TUPLE_TYPENAME_DECLARE_NT_PATTERN, n, XL_COMMA)
它将被展开为: typename T0 = NullType, typename T1 = NullType, typename T2 = NullType, …, typename Tn = NullType
定义不带默认值的模版参数声明序列如下:
#define XL_TUPLE_TYPENAME_DECLARE_PATTERN(n) typename T##n
#define XL_TUPLE_TYPENAME_DECLARE(n) XL_REPZ(XL_TUPLE_TYPENAME_DECLARE_PATTERN, n, XL_COMMA)
它将被展开为:typename T0, typename T1, typename T2, …, typename Tn
定义模版参数使用序列如下:
#define XL_TUPLE_TYPENAME_LIST_PATTERN(n) T##n
#define XL_TUPLE_TYPENAME_LIST(n) XL_REPZ(XL_TUPLE_TYPENAME_LIST_PATTERN, n, XL_COMMA)
它将被展开为 T0, T1, T2, …, Tn
定义成员变量声明序列如下:
#define XL_TUPLE_MEMBER_DECLARE_PATTERN(n) T##n _##n;
#define XL_TUPLE_MEMBER_DECLARE(n) XL_REPZ(XL_TUPLE_MEMBER_DECLARE_PATTERN, n, XL_NIL)
它将被展开为:T0 _0; T1 _1; T2 _2; … Tn _n;
现在我们开始组装:
#ifndef XL_TUPLE_DEFINE_MAX
#define XL_TUPLE_DEFINE_MAX 20
#endif
template <XL_TUPLE_TYPENAME_DECLARE_NT(XL_INC(XL_TUPLE_DEFINE_MAX))>
struct Tuple;
template <XL_TUPLE_TYPENAME_DECLARE(n)>
struct Tuple<XL_TUPLE_TYPENAME_LIST(n)>
{
XL_TUPLE_MEMBER_DECLARE(n)
};
其中后一个还带有宏参数 n。我们将这整一个定义成宏,然后进行宏循环:
#define XL_TUPLE_IMPLEMENT_PATTERN(n) \
\
template <XL_TUPLE_TYPENAME_DECLARE(n)> \
struct Tuple<XL_TUPLE_TYPENAME_LIST(n)> \
{ \
XL_TUPLE_MEMBER_DECLARE(n) \
}; \
#define XL_TUPLE_IMPLEMENT(n) XL_REPY(XL_TUPLE_IMPLEMENT_PATTERN, n, XL_NIL)
之后再使用这个宏:
XL_TUPLE_IMPLEMENT(XL_TUPLE_DEFINE_MAX)
到此为止,上文一开始提出的 Tuple 已经实现,并支持到最大约 20 个元素左右。
然后我们可以考虑增加各种方便使用的功能。
- 默认构造函数。
- 带有 n 个参数的构造函数。相关宏定义:
#define XL_TUPLE_INITIALIZE_LIST_PATTERN(n) _##n(_##n)
#define XL_TUPLE_INITIALIZE_LIST(n) XL_REPZ(XL_TUPLE_INITIALIZE_LIST_PATTERN, n, XL_COMMA)
- 拷贝构造函数。相关宏定义:
#define XL_TUPLE_INITIALIZE_LIST_COPY_PATTERN(n) _##n(that._##n)
#define XL_TUPLE_INITIALIZE_LIST_COPY(n) XL_REPZ(XL_TUPLE_INITIALIZE_LIST_COPY_PATTERN, n, XL_COMMA)
- 赋值函数:
#define XL_TUPLE_ASSIGN_PATTERN(n) this->_##n = that._##n;
#define XL_TUPLE_ASSIGN(n) XL_REPZ(XL_TUPLE_ASSIGN_PATTERN, n, XL_NIL)
- 各种比较函数。请注意对各元素的相应比较运算符的依赖。这里定义成,Tuple 的 < 只依赖于各元素的 <,Tuple 的 != 也只依赖于各元素的 !=,如此类推。
#define XL_TUPLE_EQUAL_PATTERN(n) this->_##n == that._##n
#define XL_TUPLE_EQUAL(n) XL_REPZ(XL_TUPLE_EQUAL_PATTERN, n, &&) #define XL_TUPLE_NOT_EQUAL_PATTERN(n) this->_##n != that._##n
#define XL_TUPLE_NOT_EQUAL(n) XL_REPZ(XL_TUPLE_NOT_EQUAL_PATTERN, n, ||)
#define XL_TUPLE_LITTER_PATTERN(n) if (this->_##n < that._##n) \
{ \
return true; \
} \
else if (that._##n < this->_##n) \
{ \
return false; \
}
#define XL_TUPLE_LITTER(n) XL_REPZ(XL_TUPLE_LITTER_PATTERN, n, XL_NIL)
#define XL_TUPLE_GREATER_PATTERN(n) if (this->_##n > that._##n) \
{ \
return true; \
} \
else if (that._##n > this->_##n) \
{ \
return false; \
}
#define XL_TUPLE_GREATER(n) XL_REPZ(XL_TUPLE_GREATER_PATTERN, n, XL_NIL)
同时 Tuple 中也增加相应的函数,即可。
最终代码见 xlTuple.h,这里不贴了。
请多多指正。
posted on 2011-04-28 22:05
溪流 阅读(2376)
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C++