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
  • 3310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 +aJ>rR  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 R%{ a1r>9h  
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, Rtb7|  
K@sV\"U(*E  
,24p%KJ*X  
{{B%f.   
  class filler ix([mQg  
  { zfc'=ODX  
public : wj,:"ESb4  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} Yn@lr6s  
} ; :K-~fA%kt?  
fuWO*  
W yB3ls~  
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: qu-B| MuOa  
PMN jn9d  
)CuZDf@  
N):tOD@B  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); $* AYcy7  
o$#G0}yn  
-&3hEv5  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 +_; l|uhT;  
8.XoVW#  
X.Rb-@  
`}(b2Hc>  
二. 战前分析 Jz7!4mu  
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。 e8pG"`wM8  
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 F ~^Jmp7Y  
qyF{f8pzq  
luo   
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); vd [}Gd  
  /* --------------------------------------------- */ ]~aF2LJ_q  
vector < int *> vp( 10 ); 8vMG5#U[  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); -*$HddD  
/* --------------------------------------------- */ ^su<uG<R  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); jzDuE{  
/* --------------------------------------------- */ ;nodjbr,j  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); tKuVQH~D  
  /* --------------------------------------------- */ ToJ$A`_!`  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); z.kvX+7'  
/* --------------------------------------------- */ b6U2GDm\s  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); Y&S24aql  
#:[t^}  
[<%H>S1  
^lA=* jY(  
看了之后,我们可以思考一些问题: hEBY8=gK  
1._1, _2是什么? mS^tX i5hg  
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。 KVT-P};jy*  
2._1 = 1是在做什么? A/u)# ^\  
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。 zG ^$"f2  
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。 ?AJKBW^  
7* yzEM  
*~t6(v?  
三. 动工 4)@mSSfn.  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: WU quN  
X $ s:>[H  
t=Xv;=daB  
umiBj)r  
template < typename T > E%r k[wI  
class assignment ;$smH=I  
  { d8[J@M53|T  
T value; q1Q L@Ax  
public : \P.I)n`8 y  
assignment( const T & v) : value(v) {} X~lVVBO  
template < typename T2 > h|,:e;>}  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 6LalW5I  
} ; BI3@|,._N  
RloK,bg  
n?- })  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 {so `/EWa  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment &Xf^Iu  
3BtaH#ZY  
bn!HUM,  
l|kSsP:GO  
  class holder H."EUcE{  
  { d-k%{eBV  
public : {]:7bV#JP  
template < typename T > U)E(`{p]  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const >8k _n  
  { qU#1i:(F*  
  return assignment < T > (t); R)QC)U  
} .(^ ,z&  
} ; f33l$pOp  
- `p4-J!Fy  
] Hztb  
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: L*&p !  
IIn"=g=9  
  static holder _1; xa<UM5eI  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 n)^i/ nXb'  
uI1 q>[  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); XCU7x i$d  
而不用手动写一个函数对象。 w8U&ls1b  
9s6U}a'c  
G#d{,3Gq1  
Urr@a/7  
四. 问题分析 ]sE?ezu  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 C~o7X^[R\  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 -OapVac  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 3'cE\u  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 @~YYD#'vNY  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 \$*7 >`k  
]x(e&fyHB  
五. 问题1:一致性 ,*7 (%k^`  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| :lf+W  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 rA%usaW  
`$W_R[  
struct holder $Zug Bh[b  
  { Cjc6d4~  
  // Gn ~6X-l  
  template < typename T > r76J N  
T &   operator ()( const T & r) const @ycDCB(D}  
  { ??M"6k  
  return (T & )r; xKuRh}^K  
} \=:~ki=@B  
} ; )qo {c1X  
d@XV:ae  
这样的话assignment也必须相应改动: __|+w<]  
.QZaGw=,z  
template < typename Left, typename Right > _qw?@478  
class assignment i3 6eBjT  
  {  SL#0kc0x  
Left l; _"bHe/'CI  
Right r; &jslyQ#  
public : pe]A5\4c  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 60J;sGW  
template < typename T2 > H!5\v"]WB  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } nxWY7hU  
} ; 4^WpS/#4  
>z%&xgOa  
同时,holder的operator=也需要改动: ]n_ k`  
GO` Ru 8  
template < typename T > >8WP0 Qx/  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ]:4*L  
  { Ju96#v+:  
  return assignment < holder, T > ( * this , t);  @~!wDDS  
} 8FKXSqhVM  
5=v}W:^v.  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 RS)tO0  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 '98VYCL  
K 1 a\b"  
return l(rhs) = r; lij.N) E  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 5ni~Q 9b  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: T 6)bD&  
b{L/4bu  
template < typename Tp > r:f[mk"-"A  
class constant_t [d(U38BI  
  { nbm&wa[  
  const Tp t; 1FlX'[vh  
public : U+:m4a  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ]x RM&=)<  
template < typename T > \m(VdE  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const K{|p~B  
  { &cxRD  
  return t; + +M$#Er&  
} 'ig&$fzb  
} ; #_6I w`0  
/Z~<CbKKl  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 wy0tgy(' |  
下面就可以修改holder的operator=了 8$6Y{$&C  
`j,Yb]~s79  
template < typename T > x3 q]I8q  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ^@3sT,M,S  
  { OSs&r$  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); :Av#j@#  
} ]s'Q_wh_-v  
q8/MMKCbX  
同时也要修改assignment的operator() t&H?\)!4  
5ymk\Lw  
template < typename T2 > 7gj4j^a^]{  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } AgS 7J(^&3  
现在代码看起来就很一致了。 wQ^EYKD  
a%kQl^I4  
六. 问题2:链式操作 gp>3I!bo[K  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 g)#W>.Asd  
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。 L^}_~PO N5  
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。 iII=;:p  
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。 )wC?T  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct oB}BU`-l  
A#.edVj.g4  
template < typename T > ,K)_OVB  
struct result_1 w_.F' E  
  { OGK}EI  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ,]9P{k]O  
} ; 9oYgl1}d  
NW]Lj >0Y  
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: w,#>G07D  
S2HcG 1J  
template < typename T > 7HIeJ  
struct   ref W>) M5t4i  
  { CyS$|E  
typedef T & reference; &]`(v}`]  
} ; ''yB5#^w(  
template < typename T > z@!`:'ak  
struct   ref < T &> "W6uV!  
  { OLyf8&AU@  
typedef T & reference; (}Z@R#njH  
} ; /rWd=~[MO  
ojcA<60 '  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 8aK)#tNWN  
[tlI!~Z  
template < typename T > Bt@^+vH ~  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const Q# ~Q=T'<  
  { _K]_ @Ivh  
  return l(t) = r(t); EMY/~bQW  
} idLWe9gC  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 .nrMfl_  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 q]T1dz?  
z[b@ V  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 iW$_zgN  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: J1( 9QN[w  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 S0zD"T  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ^uKwB;@  
最后的布局是: |Luqoa  
                Add wxKX{Bs  
              /   \ ?qPo=~y01  
            Divide   5 f.D?sHAn  
            /   \ MqW7cjg  
          _1     3 TrlZ9?3#D  
似乎一切都解决了?不。 a zCf  
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。 ;&9)I8Us  
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。 "|EM;o  
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: ]D?"aX'q>  
|cK*~  
template < typename Right > vx>b^tJKC  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const Vc 1\i  
Right & rt) const 00(on28b  
  { 7?#J~.d5  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 5x5@t :  
} #eoome2Q  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ]O]4z,n  
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"/p,A9W9|  
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。 uZNTHD  
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(Y*uCp  
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。 U;YC}r  
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? [$mHv,~  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: {#ZlM  
*:Y%HAy*  
template < class Action > 8[a=OP  
class picker : public Action <^VJy5>  
  { L uq#9(P  
public : Ur9?Td'*>  
picker( const Action & act) : Action(act) {} D9<!mH  
  // all the operator overloaded N4v~;;@(  
} ; Y\D!/T  
n`#tKwWHYx  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 H=<S 9M  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: ND'E8Ke pq  
I@T8Iv=  
template < typename Right > Z_$%.  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const C^O VB-  
  { =O&%c%~q  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); $mu^G t  
} HHA<IZ#;,  
52%2R]G!  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > vmU@^2JSJ  
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。 Z?6%;n^ 54  
'.on)Zd.  
template < typename T >   struct picker_maker dzARI`  
  { J1,9kCO  
typedef picker < constant_t < T >   > result; (/z_Q{"N  
} ; E%yNa]\P  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > o*b] p-  
  { *QpMF/<?  
typedef picker < T > result; SON-Z"v  
} ; +NeOSQSj  
(uXL^oja  
下面总的结构就有了: Jb0`42  
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。 %P<hW+P!  
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。 p)jk>j B  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 rV2WnAb[H&  
至此链式操作完美实现。 -z-C*%~  
]s]vZ  
)P%ZA)l%_o  
七. 问题3 <lgYcdJ   
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。 u8'Zl8 g  
xqeyD*s  
template < typename T1, typename T2 > 02f~En}>6  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const _> 5(iDW0  
  { ^&B@Uw5{  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); /sUYU (3  
} AS!?q  
>W%EmnLK  
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: P9GN}GN%v  
4-? C>  
template < typename T1, typename T2 > aI%g2 q0f  
struct result_2 |WQBDB`W  
  { J28M@cn  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; EOIN^4V"  
} ; 7TgOK   
l>2E (Y|  
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? .!Qki@  
这个差事就留给了holder自己。 .?D7dyU l1  
    Lco~,OE  
>NO[UX%yP  
template < int Order > D|lzGt  
class holder; Y#]+Tm (+  
template <> 5 f@)z"j  
class holder < 1 > ?L5zC+c!  
  { pf2[ , v/  
public : ]jtK I4  
template < typename T > J}*,HT*  
  struct result_1 qaqBOHI6G  
  { z#8~iF1  
  typedef T & result; 'OE&/ C [  
} ; p?{Xu4(  
template < typename T1, typename T2 > ED2a}Tt>Z  
  struct result_2 h2)yq:87  
  { zE336  
  typedef T1 & result; hP=WFD&  
} ; H~oail{EQ  
template < typename T > xj<Rp|7&  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Um }  
  { >] qc-{>&  
  return (T & )r; &)YQvTzs  
} ^Xuvy{TkPH  
template < typename T1, typename T2 > Htay-PB }  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ynmWW^dg  
  { <>n0arAn  
  return (T1 & )r1; r  [9x  
} Km%]1X7T6  
} ; P!~MZ+7#&  
GSY(  
template <> QEm|])V  
class holder < 2 > d)"3K6s|5  
  { tf =6\p  
public : !!qK=V|>  
template < typename T > 0v6)t.]s  
  struct result_1 6h>wt-tRC  
  { 9V'%<pk''(  
  typedef T & result; Eou~P h*t  
} ; ~< P 0]ju  
template < typename T1, typename T2 > a[v0%W ]u  
  struct result_2 5uGqX"  
  { ]O Z5 fd  
  typedef T2 & result; *w$W2I>b7  
} ; ^aIPN5CK  
template < typename T > qBU-~"2t  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const hMzs*gK  
  { /Y*WBTV'  
  return (T & )r; 7@#>b E6  
} h&|[eZt?F  
template < typename T1, typename T2 > HvUxsdT  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const YSs)HV.8  
  { 062,L~&E  
  return (T2 & )r2; 7wWFr  
} F@^~7ZmP`  
} ; c4!^nk]  
osciZ'~  
[N FFB96  
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> >。 iF*:d  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Om\o#{D  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ylUb9KusOx  
cy*?&~;  
return l(i, j) = r(i, j); *EI6dD"  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) @(l^]9(V\  
|D'4uN8\  
  return ( int & )i; lNNv|YiL  
  return ( int & )j; ioa U*%  
最后执行i = j; 1ofKt=|=  
可见,参数被正确的选择了。 vrl;"Fm+  
SD#]$v  
M])ZK  
)W|w C#  
-T!f,g3vW  
八. 中期总结 ~"dA~[r L  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: 4pe'06:  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 _t:$XJ`bTk  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 6L:x^bM  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor J`^ag'  
2C2fGYu  
,9?BcD1  
<DpevoF  
>PB4L_1  
<CRP ^_c  
九. 简化 QU#w%|  
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。 d^/3('H6  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 -HQQw$  
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: U!T~!C^  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 YgKZ#?*  
  +-*/&|^等 w'L\?pI  
2. 返回引用。 mrTlXXz  
  =,各种复合赋值等 A+HF@Uw}^  
3. 返回固定类型。 85lCj-cs  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) M=.:,wRm  
4. 原样返回。 QpZ:gM_  
  operator, :d3bt~b'  
5. 返回解引用的类型。 ~7Y+2FZ  
  operator*(单目) PEc,l>u9  
6. 返回地址。 Gb"r|(!  
  operator&(单目) l|xZk4@_uE  
7. 下表访问返回类型。 _a_7,bk5  
  operator[] QFfK0X8cC  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 NHB4y/2  
  operator<<和operator>> SH3|sXH<  
9Kr+\F  
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。 -8'C\R|J+  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: Fd#?\r.  
lT4Hn;tnN  
template < typename Left >  rL/H2[d  
struct value_return |]QqXE-7  
  { qd+h$ "p  
template < typename T > W>!_|[a  
  struct result_1 2#o>Z4 r{  
  { $m7?3/YG  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; jATI&oX  
} ; cbeLu'DWB.  
#u2J;9P  
template < typename T1, typename T2 > "-_fv5jL  
  struct result_2 p/(~IC "!J  
  { t'9*R7=  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; u?>B)PW  
} ; DQMHOd7g  
} ; cQG +$0(  
?/TSi0R  
rJFc({ 0  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ##KBifU"  
@vpf[j  
下面我们来剥离functor中的operator() M@h|bN  
首先operator里面的代码全是下面的形式: CQwL|$)]Y  
G,TM-l_uw  
return l(t) op r(t) qe#P?[  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) u7bLZU 0  
return op l(t) [FK<96.nt  
return op l(t1, t2) OF%B[h&   
return l(t) op ?in|qevL  
return l(t1, t2) op Mmj;'iYOwF  
return l(t)[r(t)] Y^36>1.:  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] K6y :mJYp\  
s?zAP O8Sz  
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: np%\&CVhN  
单目: return f(l(t), r(t)); }YjX3|8zL=  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); iY`%SmB  
双目: return f(l(t)); (*1v\Q  
return f(l(t1, t2)); |nbf'  
下面就是f的实现,以operator/为例 sBu=e7  
VmCW6 G#M  
struct meta_divide \Z^TXyu   
  { .udv"?!z  
template < typename T1, typename T2 > RbCPmiZcH  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) A; 5n:Sd  
  { wx\v:A  
  return t1 / t2; Z?pnj8h-&  
} _tSAI  
} ; 76>7=#m0u'  
[v$0[IuY,  
这个工作可以让宏来做: a,3j,(3  
bgS$ {n/  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ _8Z_`@0  
template < typename T1, typename T2 > \ M(RZ/x  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; /D5`   
以后可以直接用 ;=geHiQHA  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) I+Jm>XN  
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 L,SGT8lL  
(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。。。) dcLA1sN,  
%ThyOl@O  
fq5_G~c =  
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 C|d\3S\(  
|X,|QC*7?  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > WZazJ=27}  
class unary_op : public Rettype 3= DNb+D!  
  { Au{<hQ =  
    Left l; uA,>a>xYI  
public : +zrAG 24q  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 0`)iIz  
@S|jC2^+h  
template < typename T > H~GQ;PhRx  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const A 6OGs/:&  
      { Na$Is'F &p  
      return FuncType::execute(l(t)); b8$gx:aJ>$  
    } F.-R r  
lE!a  
    template < typename T1, typename T2 > GM<BO8Y.  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const @mE)|.f  
      { QYa(N[~a  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); '; =f  
    } wj[\B*$?  
} ; GiP`dtK   
tniDF>Rb  
lZyG)0t,g  
同样还可以申明一个binary_op E Q4KV  
Ct2j ZqCDo  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > #O$  
class binary_op : public Rettype AX?fuDLs  
  { I8+~ &V}  
    Left l; [cTe54n  
Right r; HS{(v;  
public : 9R;/*$  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} }Ow>dV?  
)uK{uYQl  
template < typename T > CM<]ZG7  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const # altx=6'  
      { >H(i^z/c  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); ME;n^y\8  
    } D?C)BcN  
aO@ 7O*  
    template < typename T1, typename T2 > tp6M=MC%  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const eh4gQ^l  
      { 28/ ADZ  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); mNb ?*3\  
    } V$"ujRp  
} ; q(zJ%Gv)  
 %VzKqh  
fLSXPvm  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 ,*&G1|_6  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 R+nMy=I%8  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) fwrJ!j  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 "t({D   
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 5DXR8mLoaJ  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 ~7$&WzD  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ^qg?6S4  
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) ({-GOw46  
下面是修改过的unary_op n6*En7IVh  
!L;\cl  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > Aub]IO~  
class unary_op -b9;5eS!  
  { UPc<gB  
Left l; 6`0mta Q  
  j4>a(  
public : 2$14q$eb  
zaFt*~@X  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 3m>+-})d  
f'<Q.Vh<  
template < typename T > Mmo6MZ^  
  struct result_1 Q\GDrdA  
  { &K43x&mFF  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; uQ=^~K:Z~  
} ; )J_\tv  
26dUA~|KJ  
template < typename T1, typename T2 > S@}1t4Ls:  
  struct result_2 "]m+z)lWd  
  { Vo9F  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; dWX stb:[  
} ; cXR1grz  
JXixYwm  
template < typename T1, typename T2 > ~`GhS<D  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const [U@ *1  
  { "+z?x~rk  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); Dy]I8_  
} >6~k9>nDb<  
RrhT'':[  
template < typename T > :d0Y%vl  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const /wxE1][.  
  { hY*0aZ|(  
  return OpClass::execute(lt(t)); 7R3fqU.Rq  
} PN$X N<  
osOVg0Gyj  
} ; +B'8|5tPX  
zP:cE  
FYb34LY  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug W(25TbQ  
好啦,现在才真正完美了。 +&X%<S W  
现在在picker里面就可以这么添加了: -w;(cE  
v}sY|p"  
template < typename Right >  Og2vGzD  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const p1D[YeF4  
  {  cO\-  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); t ?h kL  
} FVB;\'/  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 \eGKkSy  
`:wvh(  
O<j PGU  
{/ LZcz[  
9'DtaTmGW  
十. bind O1D6^3w  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 6cdMS[_SD(  
先来分析一下一段例子 ?sBh=Ds  
B/J>9||g  
hH->%*  
int foo( int x, int y) { return x - y;} >tG+?Y'{  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 ? b[n|^wS  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 ,;<RW]r-P  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 sBK <zR  
我们来写个简单的。 7 uMd ZpD  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: YB)3X[R+0  
对于函数对象类的版本: E15vq6DKF  
iB1i/l  
template < typename Func > RGIoI ]_  
struct functor_trait BPqGJ7@  
  { [U8$HQ+x  
typedef typename Func::result_type result_type; 1z*kc)=JF8  
} ; 6yu]GK} es  
对于无参数函数的版本: "BKeot[""p  
sVoW =4V8  
template < typename Ret >  :Pq.,s  
struct functor_trait < Ret ( * )() > D6~+Y~R  
  { 8L5!T6+D&  
typedef Ret result_type; 3ta$L"a  
} ; ?X9]HlH  
对于单参数函数的版本: Cs@ +r  
6al=Cwf  
template < typename Ret, typename V1 > #.5vC5  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > S'U@X  
  { zSv^<`X3  
typedef Ret result_type; tfkr+ /  
} ; .> Z,uT^A  
对于双参数函数的版本: r7]"?#  
mxFn7.|r~  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 1ndJ+H0H  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > w %c  
  { maSgRf[g  
typedef Ret result_type; J^m<*  
} ; sT1&e5`W  
等等。。。 C;Ic  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ogeL[7  
h?UVDzI!O  
template < typename Func > a :HNg  
struct func_return ;`v% sx#  
  { }:z5t,u6  
template < typename T > K{cbn1\,H  
  struct result_1 cPn+<M#  
  { ,>LRa  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; la$%H<,7  
} ; MS<SAD>w  
=l942p  
template < typename T1, typename T2 > d"~(T:=r  
  struct result_2 E-ZRG!)[v  
  { E1Q0k5@  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; e kQrW%\3  
} ; BF8"rq}r0  
} ; /.V0ag'G  
#\4 b:dv  
9.M{M06;  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ?mRE'#  
Q;h3v1GC\P  
template < typename Func, typename aPicker > |@j _2Q,  
class binder_1 r;iV$Rq !  
  { *(GZ^QH.  
Func fn; 8v y G*UK  
aPicker pk; {UH9i'y:t  
public : :DkAQ-<~  
~fzuwz  
template < typename T > .tF|YP==  
  struct result_1 {<w +3Va  
  { `_ (~ Ud  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 59B&2861  
} ; ';RI7)<  
dEp/dd~(&  
template < typename T1, typename T2 >  ?RD *1  
  struct result_2 . p^xS6e{  
  { A8?[6^%O|  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ^uaFg`S  
} ; ^[-> )  
Y?Vz(udD  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} o;`!kIQ  
QLb MPS  
template < typename T > @qK<T  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const EychR/s  
  { [@{0o+.]'H  
  return fn(pk(t)); oEzDMImJ5  
} ;R[&pDx  
template < typename T1, typename T2 > zp=!8Av  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const }++5_Z_  
  { h8^i\j  
  return fn(pk(t1, t2)); d,'!.#e  
} -S; &Q'Mt  
} ; <fM>Yi5  
9Z!lmfnJ  
aIvBY78o  
一目了然不是么? )teFS %  
最后实现bind %my  
DBbc|I/[l  
LXhaD[1Rb  
template < typename Func, typename aPicker > Qp:6= o0:  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) d$1 #<-yP  
  { 4nX(:K}>  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 'M%5v'$y  
} dl[ob,aCK  
boQ)fV"  
2个以上参数的bind可以同理实现。 rB]W,8~%  
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。 R "E<8w  
sQk|I x  
十一. phoenix yMIT(  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: =Nl5{qYz^&  
~8Sqa%F>  
for_each(v.begin(), v.end(), k@q Wig  
( kMe@+ysL  
do_ 1 Nk1MGV  
[ bf98B4<  
  cout << _1 <<   " , " -h\@RC  
] 'yT`ef  
.while_( -- _1), :{CFTc5:A  
cout << var( " \n " ) +G!v!(Ob+  
) &,uC9$  
); J'7 y   
=49o U  
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: !d4HN.a7+u  
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 T8q[7Zn  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 5LMj!)3  
那么我们就照着这个思路来实现吧: !V( `ZH  
oYq,u@oM  
sQ(1/"gb  
template < typename Cond, typename Actor > 'jbMTI  
class do_while QV)}3pW  
  { S1C^+Sla]  
Cond cd; U2&HSE|2J  
Actor act; XIN5a~[z*  
public : T5{T[YdX<  
template < typename T > ;l`X!3  
  struct result_1 a#R %8)  
  { m3%ef  
  typedef int result_type; W%zmD Hk~  
} ; H:E5xz3VQ  
z6}Pj>1  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} ;E2~L  
JB'qiuhab  
template < typename T > ~GYpa t  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const |)';CBb  
  { vu>YH)N_h  
  do ^OjvL6 A/p  
    { t_Z _!Qy  
  act(t); ]g7HEB.Y  
  } +QQ YPEx+  
  while (cd(t)); x{QBMe`  
  return   0 ; jXH0BPa,  
} S^)WYF5  
} ; _H/67dcz,  
j`+0.Zlq  
cC' ^T6  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ^h"n03VFA  
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。 )MMhlcNC  
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。 `L+ ~&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。 Bd.Z+#%l"  
下面就是产生这个functor的类: 0\ZaMu #  
#Ul4&QVeg  
&s2#1  
template < typename Actor > <XY;fhnB  
class do_while_actor L;nZ0)@@l  
  { EK:Y2WZ  
Actor act; p5D5%B/  
public : IMw "eV  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} dp33z"<3  
*EX$v4BX  
template < typename Cond > li1v 4  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; e2q pJ4i  
} ; .<0=a|IAz  
tru;;.lj8K  
fuQ4rt[i  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 (q~R5)D  
最后,是那个do_ ?'TA!MR  
3^j~~ "2,w  
y @]8Ep  
class do_while_invoker DBLA% {05  
  { $hyqYp"/;  
public : uT'-B7N  
template < typename Actor > 3j]UEA^  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const Kp$_0  
  { D9e+  
  return do_while_actor < Actor > (act); Zj:a-=  
} $^!a`Xr  
} do_; u'#`yTB6b  
&NlS  =  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? %H 8A=  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 |E"Xavi>  
最后来说说怎么处理break和continue }g%KvYB_  
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。 3"HGEUqA  
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
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八