社区应用 最新帖子 精华区 社区服务 会员列表 统计排行 社区论坛任务 迷你宠物
  • 3739阅读
  • 0回复

自己实现Lambda

级别: 终身会员
发帖
3743
铜板
8
人品值
493
贡献值
9
交易币
0
好评度
3746
信誉值
0
金币
0
所在楼道
一. 什么是Lambda d^d+8R  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 4X5KrecNr  
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, M[ ON2P;  
^SW0+O  
B{>x  
4++pK;I  
  class filler =-/sB>-C  
  { ;3+_aoY  
public : bmO(tQS$5  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} r\FduyOXv  
} ; DSK?7F$_oE  
3(_:"?xA  
,6SzW+L7  
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: Ht|"91ZC5  
:}-izd)/j  
 C~T*Wlk  
ff 6x4t  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); 3)hQT-)  
3 5/ s\  
9hjzOJPuga  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Zm6|aHx8v  
+g_m|LF  
 7MQxW<0  
b;5 M$  
二. 战前分析 !1Nh`FN  
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。 r(JP& @  
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 '~zi~Q7M  
q2*1Gn9!j  
$J#Z`%B^y  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ,@\z{}~v  
  /* --------------------------------------------- */ e<+b?@}=B  
vector < int *> vp( 10 ); -?NAA]P5c@  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); \s7/`  
/* --------------------------------------------- */ /4KHf3Nr  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); &FWz7O>1  
/* --------------------------------------------- */ DC0O N`  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ?*'0;K13  
  /* --------------------------------------------- */ K?>sP%m)  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 9(lcQuE9  
/* --------------------------------------------- */ YI2x*t!  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); <7`U1DR=  
4<Kxo\\S  
M9?f`9  
F:8@ ]tA&  
看了之后,我们可以思考一些问题: Q+s2S>U{v  
1._1, _2是什么? AOe f1^S=  
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。 ~vcua@  
2._1 = 1是在做什么? ^0?ww&X  
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。 v ,zD52  
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。 15d'/f  
-K/c~'%'*  
f6 s .xQ  
三. 动工 M"6J"s  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: * bUOd'vh  
0bOT&Z^  
ua,!kyS  
#44}Snz  
template < typename T > "bz]5c~  
class assignment FcyF E~>2  
  { "^wIixOH5  
T value; ;7*T6~tv  
public : yw{r:fy  
assignment( const T & v) : value(v) {} ~zVe?(W  
template < typename T2 >  /#zs  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } oA3;P]~[  
} ; *:ErZ UyQM  
V=8npz   
OxUc,%e9P  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 7MsJ*E n  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment HubK  
NDJP`FI  
t:b}Mo0  
aLlHR_  
  class holder @WiTh'w0  
  { t<"%m)J  
public : &"7+k5O  
template < typename T > KY?ujeF  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const fNBI!=  
  { {7%(m|(  
  return assignment < T > (t); wCu!dxT|,  
} rPt   
} ; PsOq-  
n%Oq"`w4  
Q{CRy-ha  
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: ppGWh  
@FF80U4'  
  static holder _1; p{+F{e  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 8C@6 b4VK  
f,ZJFb98  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); .o]9 HbIk5  
而不用手动写一个函数对象。 6C\WX(@4  
dx+xs&  
(-`PO]e48  
(LJ7xoJ^  
四. 问题分析 `ZT/lB`  
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。 JP^\   
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。 *Ea)b -  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Gte\=0Wr  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 i)$ySlEh  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ,C|{_4  
z[K)0@8 6  
五. 问题1:一致性 /IF?|71,m  
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?| 2/\I/QkTs  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Mi\- 9-  
YFW/ Fa\7  
struct holder r! [Qpb-:  
  { xzOn[.Fi  
  // 9$D}j"  
  template < typename T > fIJX5)D  
T &   operator ()( const T & r) const + R~ !G  
  { 5K-,k^T}  
  return (T & )r; *Uy;P>8  
} Fk9]u^j  
} ; f4&;l|R0a  
|*M07Hc x  
这样的话assignment也必须相应改动: 9e.$x%7j  
&eqqgLz  
template < typename Left, typename Right > w9n0p0xr<  
class assignment T(Bcp^N  
  { vP=H 2P  
Left l; yr?X.Np  
Right r; -*O L+  
public : 1hzf+*g  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} z, FPhbFn  
template < typename T2 > 1/&^~'  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } J #jFX F\  
} ; 3Tp8t6*nL  
<N>7.G  
同时,holder的operator=也需要改动: @!}/$[hu1  
A.h0H]*Ma  
template < typename T > DLD9  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const {Ppb ;  
  { 7U^{xDg.b  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); @Ae&1O;Zh  
} oOaLD{g>  
9c[bhGD?  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 53d`+an2  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 k'+y  
d_ x jW  
return l(rhs) = r; MZxU)QW1  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 1$`|$V1  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: L\5:od[EP  
/Ak\Q5O'3  
template < typename Tp > <0? r# }  
class constant_t rY8(`a  
  { Q laoa)d#  
  const Tp t; 4bL? V^@7  
public : 0C\cM92o  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} s,AJR [  
template < typename T > 2.]d~\  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const jbUg?4k!  
  { (bpRX$is  
  return t; (ti!Y"e2  
} o*2Mjd]r  
} ; #p]V?  
uy~$ :0o  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 A (p^Q  
下面就可以修改holder的operator=了 :$gs7<z{rm  
b5I 8jPj4c  
template < typename T > _8-T?j**   
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const [9j,5d&m  
  { PgHmOs  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); 7=Pj}x)  
} j>l  
Bjj =UtI  
同时也要修改assignment的operator() ~)[ pL(4  
2oOos%0  
template < typename T2 > IXlk1tHN4I  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } BE],PCpPr  
现在代码看起来就很一致了。 uI& 0/  
l!W!Gz0to  
六. 问题2:链式操作 (I(U23A~  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 _a|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。 ^)a:D KL  
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。 -B! a O65^  
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。 ;' |CSjco  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct !VsdKG)  
+nim47  
template < typename T > Xw jm T  
struct result_1 2X*n93AQi  
  { b?VByJl  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; {K}Dpy  
} ; P}(c0/  
a=x &sz\x  
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: F 9d6#~  
"%S-(ue:  
template < typename T > VUP. \Vry  
struct   ref GoH.0eQ^  
  { dm40qj  
typedef T & reference; 5wE6gRJ  
} ; nh80"Ny5  
template < typename T > 3)9e-@  
struct   ref < T &> %++S;#)~  
  { Da!vGr  
typedef T & reference; qs= i+  
} ; gg8)oc+w  
m7Ry FnR2  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: .j"heYF)  
^eefR5^_w  
template < typename T > G#@#j]8  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const kmo#jITa`  
  { ' V*}d  
  return l(t) = r(t); w7Mh8'P54  
} |9Yx`_DF  
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。 l-!"   
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 K K]R@{ r  
&5sPw^{,H  
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 dM19;R@4  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: rc7c$3#X  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 =|dm#w_L"  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 vRD(* S9^  
最后的布局是: VS>hi~j  
                Add o1b.a*SZ  
              /   \ 4>fj @X(3  
            Divide   5 g>'6"p;  
            /   \ H 8 6 6,]  
          _1     3 c,ct=m.|6A  
似乎一切都解决了?不。 &B=z*m  
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。 'J!Gip ,  
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。 yB=R7E7  
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: 2 n2,MB  
w40*vBz  
template < typename Right > B|+% ExT7  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ;~WoJlEK3  
Right & rt) const B# .xs>{N  
  { H4{7,n  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); K`ygW|?gt  
} LWSy"Cs*  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 {{[@ X  
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。 z|Xt'?9&n  
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。 Z0D&ayzkh^  
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。 T nyLVIP  
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。 0}'/pN>  
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? !U(KQ:j  
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: K|6}g7&X  
xG Y!r"[  
template < class Action > e8egxm  
class picker : public Action bNtOqhi  
  { u:J4Az^!  
public : 6W7,EIf  
picker( const Action & act) : Action(act) {} >yqEXx5{  
  // all the operator overloaded #)#'^MZX  
} ;  2t  
HM"(cB(n`  
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。 RU=g|TL  
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: ^YfAsBs&  
~x_(v,NW  
template < typename Right > xlgT1b:6  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const N[O_}_  
  { vp d!|/  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); RC8-6s& ln  
} sk~7"v{Y.  
-XkjO$=!=  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > FT}^Fi7  
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。 %$Q!'+YW  
/BF7N3  
template < typename T >   struct picker_maker VeQ [A?pER  
  { 1hV&/Qr  
typedef picker < constant_t < T >   > result; /w2IL7}  
} ;  x}d5 Y  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > $[J\sokpY  
  { YhAO  
typedef picker < T > result; rEU1 VvE  
} ; /jq"r-S"  
irjHPuhcG  
下面总的结构就有了: akHQ&+[j  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 ]#q$i[Y  
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。 Aqg$q* Y  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 CPP9=CoR37  
至此链式操作完美实现。 SL^%Zh/~  
c]z^(:_>  
Ml +f3#HP  
七. 问题3 OT)`)PZ"  
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。 =U:]x'g(  
R\$6_  
template < typename T1, typename T2 > 40-/t*2Ly  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const WFS6N.Ap  
  { %VXIiu[  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); dPgA~~  
} y6s/S.  
}:0HM8B7!  
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: =umF C[. W  
lb"T'} q  
template < typename T1, typename T2 > \(5Bi3PA}  
struct result_2 AJRiwP|H+  
  { }2Im?Q  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 8-K4*(-dL  
} ; >Wpdq(o  
R9+f^o` W  
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? Ag1nxV1M$  
这个差事就留给了holder自己。 R~N%sn  
    *y>|  
1'B=JyR~K  
template < int Order > xelh!AtE  
class holder; SBw'z(U  
template <> _,-\;  
class holder < 1 > [~Z#yEiW^  
  { )MX%DQw  
public : %U1HvmyK  
template < typename T > Ja@ ?.gW  
  struct result_1 H@k$sZ.  
  { ?C6`  
  typedef T & result; \OK}DhY#  
} ; PKs$Q=Ol<|  
template < typename T1, typename T2 > Me;Nn$'%  
  struct result_2 lPlJL`e  
  { }yCgd 5+_  
  typedef T1 & result; i l%9j  
} ; _b=})**  
template < typename T > o%Qn%gaX  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const wo^1%:@/2  
  { F#efs6{  
  return (T & )r; !}xRwkN  
} D[Ld=e8t  
template < typename T1, typename T2 > uQWd`7  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ^^)\| kW?  
  { gti=GmL(L  
  return (T1 & )r1; 6(HJYa  
} L+)mZb&  
} ; qZSW5lC0  
$,Y?q n/  
template <> 9AQ2FD  
class holder < 2 > Aq/wa6^%  
  { WS$~o*Z8  
public : =E8Kacu%  
template < typename T > \<y#$:4r<8  
  struct result_1 z &[[4[  
  { D/WzYc2h]  
  typedef T & result; @jD19=  
} ; j7HOh|q  
template < typename T1, typename T2 > "QY~V{u5  
  struct result_2 jH4Wu`r;m  
  { 9p"';*{=  
  typedef T2 & result; 'wTJX>  
} ; WF <*rl  
template < typename T > +Nka,C^O"  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ;!>>C0s"  
  { /3~}= b  
  return (T & )r; V0:db  
} VU|Cct&)  
template < typename T1, typename T2 > e?-LB  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const G@S'_  
  { 11yS2D   
  return (T2 & )r2; u+8?'ZT,  
} 2l4`h)_q  
} ; Al]z =  
k :zGv  
+;;pM[U  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 m^,3jssdA  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: wijY]$  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 1) G6  
.s@[-! p  
return l(i, j) = r(i, j); rHgrC MW  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 9'JkLgz;d+  
DzCb'#   
  return ( int & )i; ymyk.#Z<%  
  return ( int & )j; !^A t{[U  
最后执行i = j; 2O9OEZdKB  
可见,参数被正确的选择了。 ,1e@Y~eZ  
>(a/K2$*1  
HLM"dmI   
= G3A}  
y|Zj M  
八. 中期总结 9L9mi<,  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: <i1P~  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 q0 8  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 [ x|{VJ(h  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor &,`P%a&k  
Aaix? |XN  
OAz -w  
h%@#jvh?4  
vweD{\b  
=").W\,  
九. 简化 eM`"$xc Oe  
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。 aA.TlG@zP  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 y<5xlN(+v  
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: uM~j  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 #/`V.jXt>  
  +-*/&|^等 M3 $MgsN:  
2. 返回引用。 LHP?!rO0  
  =,各种复合赋值等 $rE_rZ+]="  
3. 返回固定类型。 1YMu\(  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) x; *KRO  
4. 原样返回。 Ss7XjWP.}  
  operator, *,DBRJ_*7  
5. 返回解引用的类型。 !b+Kasss9  
  operator*(单目) D<cHa |  
6. 返回地址。 V]9 ?9-r  
  operator&(单目) Djf,#&j!3  
7. 下表访问返回类型。 o,RLaS,BK'  
  operator[] ffYiu4$m  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 Au/n|15->C  
  operator<<和operator>> 1%6}m`3  
CR$5'#11)  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 mWM!6"  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ZK]C!8\2|  
|bz,cvlP W  
template < typename Left > ]={{$}8.  
struct value_return +<H)DPG<  
  { -.E<~(fad  
template < typename T > hw&R .F  
  struct result_1 *l^%7W rk  
  { R#Bdfmld q  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ;=6~,k)  
} ; 3J}bI {3  
up7]Yy;o=  
template < typename T1, typename T2 > L1k_AC1.M  
  struct result_2 <[7.+{qfW  
  { f"5vpU^5*  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; [nlW}1)46  
} ; QY<2i-A  
} ; `D%bZ%25c  
lU.@! rGbw  
6^.<5SJ}  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait O(PG"c  
u-7/4Y)c  
下面我们来剥离functor中的operator() =6TD3k6(2  
首先operator里面的代码全是下面的形式: L%JmdY;  
&a p{|>3  
return l(t) op r(t) j>Htaa  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ^1S(6'a#  
return op l(t)  P-QZ=dm  
return op l(t1, t2) Vj"B#  
return l(t) op v }ZQC8wL  
return l(t1, t2) op eg-,;X#  
return l(t)[r(t)] l7P~_X_)"  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] X] &Q^  
(;'?56  
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: <gKT7ONtg  
单目: return f(l(t), r(t)); b^\u P  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2));   Hs8c%C  
双目: return f(l(t)); |}\et ecB  
return f(l(t1, t2)); ,!3G  
下面就是f的实现,以operator/为例 >T4.mB7+>  
iFW)}_.  
struct meta_divide V Z;ASA?;  
  { -[4Xg!apO  
template < typename T1, typename T2 > @%K@oDL  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) (&FSoe/!['  
  { (AdQ6eGMb  
  return t1 / t2; Q%(LMq4UG  
} cSBYC_LU  
} ; n8[ sl]L  
)sVz;rF<  
这个工作可以让宏来做: 5/Q^p"  
<ok/2v  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ,&!Txyye  
template < typename T1, typename T2 > \ 0Q=4{*:?  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; A5zT^!`[  
以后可以直接用 'tp1|n/1  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) vO"Sy{)Z>  
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 Z| Z447_  
(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。。。) !t6:uC7H  
ayuj)]b  
\&J7>vu^y  
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 s3W)hU)  
x(7K=K']  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > m6)8L?B   
class unary_op : public Rettype 9Bl_t}0  
  { Im1e/F]  
    Left l; mh!;W=|/"  
public : <IGQBu#ZH  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 7%9Sz5z  
{SW}S_  
template < typename T > =9e( )j  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 3ADT Yt".  
      { ` IiAtS  
      return FuncType::execute(l(t)); _YY:}'+  
    } *?K3jy{  
b:Dr _|  
    template < typename T1, typename T2 > )W~w72j-  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const # &o3[.)9  
      { Q uy5H  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); Kgi%Nd  
    } `(?E-~#'  
} ; qIa|sV\w0  
AxUj CerNf  
=u(. Y  
同样还可以申明一个binary_op ^ S'}RZ*>  
;GO>#yg4Eh  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > s2Ivd*=mT  
class binary_op : public Rettype veg\A+:'  
  { !q! =VC  
    Left l; ~fn2B  
Right r; Hm4:m$=p4  
public : ?ZDXT2b~~  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} HjV3PFg  
-4o6 OkK<  
template < typename T > .OVIQxf  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const nM1U=Du  
      { BDyOX6  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); q 4PRc<\^  
    } hVI $r  
Y(ly0U}  
    template < typename T1, typename T2 > r>sk@[4h  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const @!&\Z[",  
      { \ aQBzEX  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ]L%qfy4  
    } Q2iS0#  
} ; aHe/MucK  
,2/qQD n/  
a1B_w#?8  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 0n|op:]BHM  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 bN@V=C3  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ZkkXITQkPM  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 @kn0f`  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 5zX;/n~  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 'H <?K  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 900#K   
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) [s"3g\L';  
下面是修改过的unary_op abUvU26t  
IL?3>$,  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > qi_[@da f?  
class unary_op {BKu'A  
  { 33DP0OBL^  
Left l; ZFNM>C^  
  2j` x^  
public : ]fI v{[A_  
MbC7`Sp&i  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} #.UooFk+Y  
W~k"`g7uu  
template < typename T > o-Pa3L=  
  struct result_1 ge9j:S{  
  { 9%j_"+<c  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; N&U=5c`Q'  
} ; i)g=Lew  
2@@OjeANsX  
template < typename T1, typename T2 > LX'.up11X5  
  struct result_2 \B8tGog  
  { nV ko]y  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; KlDW'R $  
} ; uuHR!  
X90VJb]  
template < typename T1, typename T2 > )uiYu3 I  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Lnbbv  *  
  { \:]Clvc  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); VG^*?62  
} q3adhY9|)0  
?Ko)AP  
template < typename T > j<>E Fd  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const |gM|>  
  { A&rk5y;  
  return OpClass::execute(lt(t)); O7 %<(  
} &duWV6Acw  
XYhN;U}Z  
} ; at]=SA  
W'u6F-$2  
P% _cIR  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug I?LJXo\O  
好啦,现在才真正完美了。 sxIvL7jl  
现在在picker里面就可以这么添加了: P?  VGY  
B *p`e1  
template < typename Right > \:9dt8(-U  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 0m7ANqE[Z  
  { 9{@[ l!]W  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); m.e+S,i  
} O-y/K2MC*  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 qZACX.Hw  
=<R")D]4z  
R)MWO5  
%^ f! = *  
S.1\e"MfI  
十. bind 5A oKlJrY  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 [74HUw>  
先来分析一下一段例子 c""*Ng*T  
N7:=%Fy(  
=/Pmi_  
int foo( int x, int y) { return x - y;} v=e`e68U~  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 `&2~\o/  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 bD*V$w*P  
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。 e\%+~GUTC=  
我们来写个简单的。 +?Vj}p;  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: q&OF?z7H  
对于函数对象类的版本: u+%Ca,6  
/~[+'  
template < typename Func > L)W1bW}  
struct functor_trait /|V!2dQs"  
  { (|+Sbq(o  
typedef typename Func::result_type result_type; huFT_z_;;  
} ; @TF^6)4f  
对于无参数函数的版本: jA_w OR7$  
!D6   
template < typename Ret > / RU'~(  
struct functor_trait < Ret ( * )() > qpzzk9ba[  
  { GSo&$T;B6  
typedef Ret result_type; 2(M^8Bl  
} ; S`g:z b_  
对于单参数函数的版本: 1.*VliY  
&<hDl<E  
template < typename Ret, typename V1 > ,(&jG^IpVJ  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > )@+lfIE(l  
  { VWDXEa9  
typedef Ret result_type; ^Z1t'-xZ  
} ; j06?Mm_c2  
对于双参数函数的版本: z-};.!L^  
6Y?%G>$6  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ]Hr:|2 |.  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > gq9IJ  
  { n${,r  
typedef Ret result_type; -5;Kyio  
} ; ML@-@BaN  
等等。。。 XJJdCv^  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ms9zp?M  
!_EL{/ko  
template < typename Func > W,<L/ZKJ  
struct func_return 4Ufx,]  
  { ?4>uGaU\  
template < typename T > #=@H-ZuD7  
  struct result_1 !R p  
  { .G-F5`2I  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; :sO^b*e /  
} ; ;VM',40  
VG FWF3s  
template < typename T1, typename T2 > 8/q6vk><  
  struct result_2 j7r!N^  
  { $p_FrN{  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; [4qCW{x._  
} ; Xc)V;1  
} ; %f??O|O3  
h M{&if  
9 {&APxm  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ttQX3rmF01  
i>=d7'oR  
template < typename Func, typename aPicker > "p]Fq,  
class binder_1 +!_?f'kv`  
  { 0u0<)gdX  
Func fn; @L?X}'0xI4  
aPicker pk; jvfVB'Tmr  
public : ?}f+PP,  
F.;G6  
template < typename T > QG{).|pm  
  struct result_1 gFO|)I N  
  { iMgfF_r  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; r(UEPGu|~l  
} ;  3Ee8_(E\  
6AS'MD%&  
template < typename T1, typename T2 > ?l\1n,!:8  
  struct result_2 $E=t6WvA  
  { P "S=RX#+  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; >)5=6{x  
} ; 2 uuI_9 "^  
>y P`8Oq[  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 2kv%k3 Q{  
D+$k  
template < typename T > kk`BwRh)d;  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const [y^)&L$=  
  { Zmx[u_NG  
  return fn(pk(t)); !: e0cV  
} dU!`aPL?  
template < typename T1, typename T2 > 3,`.$   
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const NF?FEUoxz  
  { iQ[0d.(A  
  return fn(pk(t1, t2)); 9C$#A+~C  
} `b(y 5Z  
} ; qg7] YT&  
79.J`}#  
5f54E|vD  
一目了然不是么? w1zI"G~4/Q  
最后实现bind `i{k^Q  
e"jA#Y #  
IKJ~sw~AQ  
template < typename Func, typename aPicker > O5"o/Y~m  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) c[=%v]j:u  
  { .aRL'1xHl  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); hl4@Y#n  
} OL+!,Y  
6~g:"}  
2个以上参数的bind可以同理实现。 7ko7)"N  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 >.R6\>N%  
S6sSdo'  
十一. phoenix d2H&@80  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:  8ad!.  
)B d`N^k+  
for_each(v.begin(), v.end(), FV[6">;g  
( 1'|6IR1'  
do_ 3t(8uG<rL  
[ 47Y| 1  
  cout << _1 <<   " , " /Vpd*obMB  
] cz_4cMgxu  
.while_( -- _1), lYd#pNN  
cout << var( " \n " ) V/5hEoDt  
) h6*=Fn7C  
); T[$Sbz`  
Z$R2Z$f  
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: 7R\!'`]\M  
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 ? Azpb}#  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 &`rV{%N"  
那么我们就照着这个思路来实现吧: v{rc5 ]\R  
"?j|;p@!>  
>Kl78w:  
template < typename Cond, typename Actor > V07x+ovq  
class do_while <_*8a(j3  
  { ;WIL?[;w  
Cond cd; 0w >DU^+  
Actor act; lwH&4K  
public : Q^Ln`zMe  
template < typename T > QN(f8t(  
  struct result_1 &%pB; dk  
  { #( nheL  
  typedef int result_type; X$JO<@x  
} ; d9/E^)TT  
 w'=#7$N  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} *D1fSu!  
z(< E %  
template < typename T > f{e*R#+&  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const PF.sM(  
  { ~H0~5v F  
  do #e%.z+7I  
    { aMTY{  
  act(t); ]P0DPea  
  } C# r_qn  
  while (cd(t)); tC+9W1o  
  return   0 ; b* Ipg8n+  
} .<Z7 K @  
} ; a73b/_zZ=  
Y=G *[G#  
}wR)p  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ZLvw]N&R  
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。 #f|-l$a)3a  
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。 o*n""m  
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。 Fc}wu W  
下面就是产生这个functor的类: 2W pe( \(  
EpGe'S  
[[D}vL8d  
template < typename Actor > hk ./G'E  
class do_while_actor T GMHo{ ]  
  { 89l_%To  
Actor act; }jU{RR%6B  
public : &3{:h  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} :kZ2N67  
p!'wOThO`  
template < typename Cond > z@y* jT  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; $#4z>~0  
} ; [v-?MS  
6@2p@eYo  
af{;4Cr  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 !W$3p'8Tu  
最后,是那个do_ K=sQ_j.&Z  
9r1pdG_C@  
E08AZOY&g  
class do_while_invoker B4R,[WE"  
  { `@.YyPxX\  
public : svpWABO  
template < typename Actor > ! # tRl  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ECkfFE`  
  { |0f\>X I  
  return do_while_actor < Actor > (act); qw87B!D  
} O8u"Y0$*w  
} do_; 2|}p&~G(  
8Z3+S)6  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? y8+?:=N.  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 KvilGh10  
最后来说说怎么处理break和continue 4)j<(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。 MPzqw)_-v  
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 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八