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
  • 3111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 ]Y#$!fIx  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 y`"~zq0D  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, EN lqoj1  
. &dh7` l  
K".\QF,:  
.C avb  
  class filler HGuY-f  
  { m'Jk!eo  
public : gu+c7qe  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} + y!B`'J  
} ; |meo  
_pu G?p  
mZ;W$y SO  
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: kV@*5yc?R  
7aH E:Dnwp  
nSH A,c  
:t &ib}v  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); SvUC8y  
(<ybst6+I  
xPa>-N=*  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 P0m;AqS#R  
l~.}#$P]  
"y R56`=  
jr@u  
二. 战前分析 ()=u#y  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 %N\pfZ2\  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 ?!H <V@a  
+MG(YP/ l  
WNkAI9B  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); te ?R(&  
  /* --------------------------------------------- */ *uYnu|UQH  
vector < int *> vp( 10 ); vF, !8e'v  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); @:$zReS2  
/* --------------------------------------------- */ MF>1u%  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); &gc8"B@V  
/* --------------------------------------------- */ 1x+Y gL5  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 6x\+j  
  /* --------------------------------------------- */ uHdrHP  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); $KL5Z#K  
/* --------------------------------------------- */ ~8'4/wh+8  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ?9qA"5  
4]$cf:  
/ZAS%_as  
9F~U% >GX  
看了之后,我们可以思考一些问题: Q2;zve&Dl  
1._1, _2是什么? jREj]V>  
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。 Dx/!^L02  
2._1 = 1是在做什么? 2Up1 FFRx  
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。 >j1\]uo  
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。 }?B=R#5  
V.;,1%  
j3QpY9A  
三. 动工 \(_FGa4j  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: )f4D2c&VE  
IC}?oXs5G  
11}fPWK  
-A}*Aa'\  
template < typename T >  "m3:HS  
class assignment D%cWw0Oq  
  { <Gzy*1 Q&  
T value;  =%AFn9q  
public : c_xtwdkL9  
assignment( const T & v) : value(v) {} juuBLv  
template < typename T2 > :u#Ls,OZz  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } ug!DL=ZW  
} ; "HFS5Bj'  
|i-Qfpn  
lpkg( J#&  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 wL,b.]  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 06 gE;iT  
s}A)sBsaP3  
Iw~3y{\  
yG58?5\9  
  class holder B?c9cS5Mj  
  { [w l:"rm  
public : N!DAn \g  
template < typename T > y|b|_eE?{  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const _)Uw-vhQiT  
  { /zn|?Y[  
  return assignment < T > (t); i%H_ua  
} %>'2E!%  
} ; _#9:cH*  
*!UY;InanX  
 hi,!  
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: 3ydOBeY  
35Nwx<  
  static holder _1; cs`/^2Vf"#  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 c+AZ(6O ?\  
G5Y5_r6Gu  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); L7mN&Xr  
而不用手动写一个函数对象。 ME~ga,|K  
HyXw^ +tsj  
H V<|eL #  
2}]6~i  
四. 问题分析 zvL&V .>  
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。 { yU1db^  
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。 )F&@ M;2p'  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ]CH@ T9d5V  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 : N ^1T6v  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 I"@X~Y7}  
)H$Ik)/N  
五. 问题1:一致性 6BVV2j)zl:  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| xBU\$ToC  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 g~.,-V}  
FQB)rxP  
struct holder `LH!"M  
  { s W+YfJT  
  // ?AP2Opsl  
  template < typename T > [y}/QPR  
T &   operator ()( const T & r) const &T]+g8''  
  {  O/gok+K  
  return (T & )r; KM 4w{  
} ADA%$NhJ!  
} ; p+;Re2Uyg  
+%X_+9bd  
这样的话assignment也必须相应改动: C!XI0d  
x +|Fw d  
template < typename Left, typename Right > "%urT/F v&  
class assignment p*!@z|F>U  
  { Xn"n5 =M  
Left l; M ^ ZoBsZ  
Right r; aRq7x~j )\  
public : J[YA1  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} y4VCehdJ  
template < typename T2 > 0ang~_  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } Q6,rY(b6  
} ; s6Bt)8A  
dpZ7eJ   
同时,holder的operator=也需要改动: 0-0 )E&2  
E{T\51V]%  
template < typename T > oF.Fg<p (  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const #i ?@S$  
  { |C'w] QYm  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 7zr\AgV9  
} ~0ZEnejy  
78+H|bH8  
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。 1?(BWX)7  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 @EfCNOy  
&-<"HW  
return l(rhs) = r; <ofXNv;`  
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。 @E O #Ms  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 68FxM#xR  
 ~Zl`Ap  
template < typename Tp > :1_hQeq  
class constant_t t8i"f L  
  { 0#K@^a  
  const Tp t; YtW#MG$f  
public : ]~WP;o  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Z;%  
template < typename T > &@dMk4BH<  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const sB0+21'R  
  { b cM#KA  
  return t; N#7] xL  
} b8b-M]P-=  
} ; O b8[P=  
wB9IP{Pf  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 >=U $s@  
下面就可以修改holder的operator=了 rFx2 S  
`}zv17wp  
template < typename T > LWVO%@)w  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const n:wn(BC3  
  { l06 q1M 3  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); <(f4#B P  
} _'I9rGlx3  
1'aS2vB9  
同时也要修改assignment的operator() N->;q^  
_KZ(Yq>SdY  
template < typename T2 > 46XB6z01  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } ` 4k;`a  
现在代码看起来就很一致了。 2$\f !6p  
(S2<6Nm8  
六. 问题2:链式操作 'h81\SKFK9  
现在让我们来看看如何处理链式操作。  fx;5j;  
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。 >p<( CVX[  
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。 =x7ODBYW^  
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。 *kKGsy  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct L1F){8[  
il#rdJ1@t  
template < typename T > 0I#<-9&d-  
struct result_1 kkJg/:g  
  { 2sU"p5 j  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ;JZXSM-3  
} ; wZC'BLD  
>^Y 9p~  
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: mdZELRu  
plf<O5'  
template < typename T > 5=?&q 'i  
struct   ref SHGO;  
  { yq<YGNy!  
typedef T & reference; /C(L(X  
} ; P\M+Z A ;  
template < typename T > +]>a`~   
struct   ref < T &> ;=7z!:)  
  { Olno9_'  
typedef T & reference; G` 8j ^H,  
} ; {c J6Lq&  
y&CUT:M6  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: c8'8DM  
ex| kD*=  
template < typename T > zJsoenU  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const hD,- !R  
  { >ciq4H43Q|  
  return l(t) = r(t); 869`jA &7"  
} :D,YR(])  
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。 O<E0L&4-&  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 h49Q2`  
n (|>7  
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 e"2QV vB  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: PWmz7*/  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 6,7omYof  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 N0piL6Js  
最后的布局是: 5^Y/RS i  
                Add {L=[1  
              /   \ ~mp$P+M(%p  
            Divide   5 aE%VH ;?  
            /   \ "a g_   
          _1     3 &-* nr/xT  
似乎一切都解决了?不。 $W?XxgkB?  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 W"*R#:Q  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 O<3,n;56Z  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: p3S c4  
HDEG/k/~m  
template < typename Right > _R<HC  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ZFON]$Zk  
Right & rt) const ]/bE${W*]  
  { e ?YbG.(E9  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); bxN;"{>Xz  
} TH|hrL;:8  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 _y9P]@Q7%  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 6:,^CI|@ t  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 ["F,|e{y$  
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。 >S!DIL  
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。 !.9vW&t  
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? sV<4^n7  
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: f*],j  
s2v*  
template < class Action > #H`y1zm  
class picker : public Action /;4MexgB%  
  { Lm|X5RVq  
public : &[RU.Q!_H  
picker( const Action & act) : Action(act) {} }#8uXA  
  // all the operator overloaded G!8pF  
} ; BcLt95;.\  
Z-|C{1}A  
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。 @>5<m'}2  
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: >#?: x*[  
2[po~}2-0  
template < typename Right > [QbXj0en$  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const h*UUtLi%WU  
  { 1RbYPX  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 'I]"=O,  
} 8>q% 1]X  
YSo7~^1W"  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > bFezTl{M  
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。 4P!DrOB  
~,2hP ~  
template < typename T >   struct picker_maker 9M]"%E!s  
  { JF%=Bc$C  
typedef picker < constant_t < T >   > result; gF6j6  
} ; NCnId}BT  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ':D&c  
  { r)(BT:2m  
typedef picker < T > result; L5 9oh  
} ; z L'IN)7MU  
;&6PL]/d  
下面总的结构就有了: ~88 Tz+  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 :ZS 8Zm"  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 Gr$*t,ZW  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 Pmlgh&Z  
至此链式操作完美实现。 arS'th:j  
9C}aX}`  
]H#Rm#q  
七. 问题3 <nTmZ-;  
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。 ;K\N  
nX\]i~  
template < typename T1, typename T2 > c48J!,jCd'  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const I"32[?0 (;  
  { *C@[5#CA2z  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 8;g.3Qv  
} R``V Q  
0IgnpeA]  
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: r@[VY g~  
xSDE6]  
template < typename T1, typename T2 > x*&&?nV Iz  
struct result_2 #VdI{IbW  
  { M=[q+A  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; s i "`  
} ; ]Uu(OI<)  
fE%[j?[  
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? w$lfR ,  
这个差事就留给了holder自己。 J'ZFIT_>  
    8jjk?PUD8  
dD^_^'i  
template < int Order > mE^tzyh  
class holder; K>R;~ o  
template <> 52MCUl  
class holder < 1 > YKe0:cWc  
  { ?$J7%I@  
public : N=Uc=I7C  
template < typename T > NB+$ym  
  struct result_1 Xh0wWU*  
  { qBBYckS.  
  typedef T & result; \_gp50(3  
} ; hr<7l C  
template < typename T1, typename T2 > uZ/7t(fy  
  struct result_2 nI*(a:  
  { W"-EC`nP  
  typedef T1 & result; sm2p$3v  
} ; h nsa)@  
template < typename T > Fp5NRM*-!  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const S:p.W=TAB  
  { g]Xzio&w  
  return (T & )r; of+phMev  
} V#zhG AMy.  
template < typename T1, typename T2 > { OxAY_  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ?GUz?'d  
  { |D;"D  
  return (T1 & )r1; PTzp;.  
} Et}C`vZ+Ve  
} ; :7$\X[  
Q{qj  
template <> FVsu8z u  
class holder < 2 > >9o,S3  
  { ?AV&@EX2C  
public : 1Lm].tq  
template < typename T > VY+(,\ )U  
  struct result_1 r/CEYEJ&X  
  { C.yY8?|  
  typedef T & result; lFp!XZ!  
} ; $6:XsrV\a  
template < typename T1, typename T2 > (orrX Ez  
  struct result_2 l zfD)TWb  
  { n_""M:XH  
  typedef T2 & result; 1DEO3p  
} ; N?qIpv/a.  
template < typename T > -yX.Jv  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const oupJJDpP  
  { [;(]Jy  
  return (T & )r; C8W#$a  
} aA7}>  
template < typename T1, typename T2 > H`d595<=i;  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ~4fUaMT  
  { }OL?k/w  
  return (T2 & )r2; ,1&Pb %}  
} Q8. =w  
} ; :#7"SEud}  
)31{.c/  
_UI*W&*  
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> >。 =HapCmrx8  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: `1 A,sXfa  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: fqpbsM;M]  
3b{ 7Z 2  
return l(i, j) = r(i, j); 'o}v{f  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) =>3wI'I  
{G.W?  
  return ( int & )i; e<A6= }  
  return ( int & )j; GBeWF-`B  
最后执行i = j; nQ*9E|Vx  
可见,参数被正确的选择了。 ad)jw:n  
>f$N G  
b'r</ncZ  
RD6n1Wb(@  
-d>2&)5  
八. 中期总结 nSy{ {d  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: Eqizx~eqq  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 r+:]lO  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 = -bGH   
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 'Dn\.x^]1  
_+7+90u  
@6lw_E_5  
JkShtLEr  
/ <C{$Gu  
lQl!TW"aO  
九. 简化 C]EkVcKFA  
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。 ^yLhL^Y  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 !),eEy  
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: \+)aYP2Hu  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ]SC|%B_*  
  +-*/&|^等 ej,)< *  
2. 返回引用。 YjCHKI"e  
  =,各种复合赋值等 l*>,K2F  
3. 返回固定类型。 `.z"Q%uz  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) {=%,NwPs  
4. 原样返回。 ]z#+3DaH  
  operator, K<rv|bJ  
5. 返回解引用的类型。 : E`78  
  operator*(单目) Tbp;xv_qo  
6. 返回地址。 K'Y/0:"*  
  operator&(单目) $PstEL  
7. 下表访问返回类型。 m#Ydq(0+  
  operator[] 3Ofh#|qc&  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 f\;w(_  
  operator<<和operator>> r.q*S4IS.m  
v<@3&bot  
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。 1=Kt.tuf  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: t[r 6jo7  
Cnr=1E=  
template < typename Left > 5e3p9K`5  
struct value_return Sse%~:FL  
  { Kf-XL ),3l  
template < typename T > ' 7Mz]@  
  struct result_1 ~GE|,Np  
  { P{L S +.  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 4_D *xW  
} ; (mr*Thy`@  
GorEHlvVh  
template < typename T1, typename T2 > 9Af nMD  
  struct result_2 Y qmsL<  
  { xw}rFY $  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; /Xq|S O  
} ; Im?/#tX  
} ; Egz6rRCvg  
MDQ:6Ri  
`~VL&o1>  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait PbS1`8|4  
3$P  
下面我们来剥离functor中的operator() M,ybj5:6  
首先operator里面的代码全是下面的形式: _](y<O^9yO  
T;{}bc&I  
return l(t) op r(t) }dMX1e1h8  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) tg 'gR  
return op l(t) I!9>"s12  
return op l(t1, t2) HfH_jnR*  
return l(t) op z ULH gG  
return l(t1, t2) op ^pew'p HQ  
return l(t)[r(t)] qHyOaK Md  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] tQT<1Q02i  
ZRw^< +  
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: ~(tt.l#  
单目: return f(l(t), r(t)); SQU@JKi; g  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); '?.']U,: $  
双目: return f(l(t)); <v_Wh@m  
return f(l(t1, t2)); v)|a}5={  
下面就是f的实现,以operator/为例 seAEv0YWz  
!@ P{s'<:  
struct meta_divide Y^d#8^cP  
  { n.NWS/v_{  
template < typename T1, typename T2 > Z]2z*XD  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) FGc#_4SiL  
  { W;!V_-:  
  return t1 / t2; Jc5Y Gj7  
} L_:~{jV  
} ; $ Fc}K+  
.) %, R  
这个工作可以让宏来做: C-,#t5eir  
KkzG#'I1  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ [z7]@v6b  
template < typename T1, typename T2 > \ w&es N$2  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; mrKIiaU<J  
以后可以直接用 f0%'4t  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ei1;@k/  
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 b 5K"lPr  
(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。。。) qyy .&+  
/&@q*L  
$5\sV48f  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 5__B M5|  
u9c^YCBM  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > yF |28KJ  
class unary_op : public Rettype ^aJ]|*m  
  { :]8A;`G}  
    Left l; 3FO-9H  
public : |KPNl\%ID  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} `8\" 3S  
w_QWTD 0  
template < typename T > `@6y Wb:X  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const &i`(y>\  
      { 0d~?|Nv -  
      return FuncType::execute(l(t)); w9gfva$&  
    } 0R]'HA>  
mB bGj3u;  
    template < typename T1, typename T2 > M#8_Qbvfk  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 23bTCp.d  
      { u-.nR}DM_  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); lPA}06hU  
    } "18cD5-#  
} ; *'{9(Oj  
rJ6N'vw>  
{=3'H?$  
同样还可以申明一个binary_op iM8l,Os]<f  
n{m[ j+UG  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > pd.pY*B<[  
class binary_op : public Rettype E( *CEW.V*  
  { :V)=/mR  
    Left l; FiXE0ZI$0q  
Right r; 7s0y.i~  
public : {p(6bsn_#]  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} K)n058PO  
{G|= pM\'  
template < typename T > 4a.8n!sys  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const uSxldc  
      { uXG$YDKqC  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 7< ?Aou  
    } uF D  
/}d)g4\j  
    template < typename T1, typename T2 > zItGoJu  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 99~-TiU  
      { NZXCaciG  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); es$<Vkbp  
    } pWoeF=+y]W  
} ; Qg o| \=  
eQ =6< ^KZ  
I]91{dq  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 Y5mk*Q#q  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 [bBPs&7u  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) O%} hNTS"  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 NV2$ >D  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! ]^QO ^{Sz  
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。。。 BGO pUy  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Z =*h9,MY  
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) .;:dG  
下面是修改过的unary_op |1+ mHp  
U\"FYTC  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > AASS'H@  
class unary_op XpT~]q}  
  { ,@8*c0Y~<!  
Left l; |q\Rvt$d  
  X;dUlSi  
public : 94[8~_{fG  
[Lid%2O3ZR  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} p,mKgL63  
MeO2 cy!5q  
template < typename T > wJWofFz  
  struct result_1 6eK7Jv\K  
  { 9u_D@A"aC`  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Okd7ua-f  
} ; +,4u1`c|$  
TJ0;xn6o  
template < typename T1, typename T2 > CYhSCT!-?  
  struct result_2 {jEEAH)  
  { 6dqI{T-i?  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; vyruUYFWe  
} ; B5#>ieM*  
&^F'ME  
template < typename T1, typename T2 > j<d,7  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ,4kipJ!,yK  
  { 1Yy*G-7}  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ]=m0@JTbG  
} &}vc^io  
}7/Ob)O  
template < typename T > BG2Z'WOH  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const d,%@*v]S  
  {  Fs1ms)  
  return OpClass::execute(lt(t)); ;#6j9M0  
} s&Qil07 Vl  
R86:1  
} ; ru1FJ{n  
S:xG:[N@  
+0FmeM&`h_  
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 6Pu5 k;H  
好啦,现在才真正完美了。 h*?/[XY  
现在在picker里面就可以这么添加了: b. oA}XP  
D`r_ Dz  
template < typename Right > ^tFgkzXm  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 8sxH)"S  
  { Q5qQ%cu  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); Y4n; [nHQ(  
} YfOO]{x,X  
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。 gSu3\keF  
^LJ?GJ$g  
h;sdm/  
p3(&9~ s  
EL-1o0 2-  
十. bind \m;"KyP+  
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。 sy.U] QG  
先来分析一下一段例子 ;R.l?Bg  
_"#ucM=B:-  
[XP3  
int foo( int x, int y) { return x - y;} Ws(#ThA  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 obhq2sK  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 y1:#0  
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。 _K"X  
我们来写个简单的。 $di8#O*  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: <xeo9'k6&  
对于函数对象类的版本: B?tO&$s  
sw715"L  
template < typename Func > zn|/h,.  
struct functor_trait +k4 SN  
  { g+98G8 R  
typedef typename Func::result_type result_type; bqDHLoB\1  
} ; #7A_p8  
对于无参数函数的版本: &% \`Lwh  
e-#!3j!'  
template < typename Ret > uR7\uvibUO  
struct functor_trait < Ret ( * )() > T=QV =21qn  
  { 4W''j[Y/  
typedef Ret result_type; 3yfq*\_uXw  
} ; D,rs)  
对于单参数函数的版本: g.d%z  
0-W{(xy@4  
template < typename Ret, typename V1 > 8f<[Bu ze  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > OxraaN`  
  { /8SQmh$+e  
typedef Ret result_type; 0#rv.rJ{  
} ; zU'\r~c  
对于双参数函数的版本: bstc|8<  
m18If  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > \&p MF  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > &ns !\!  
  { Sh=Px9'i  
typedef Ret result_type; {zc<:^r^  
} ; lFNf/j^Z  
等等。。。 `!j|Ym  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy pCQB<6&1N  
0omg%1vt<A  
template < typename Func > Dm j^aFB0|  
struct func_return l0 H,TT~2  
  { 64^dy V,;  
template < typename T > _ G!lQ)1  
  struct result_1 e4V4%Qw  
  { 7)IB IlV  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; $SQ8,Y,  
} ; '|b {  
av(d0E}}b  
template < typename T1, typename T2 > HN\Zrb  
  struct result_2 g< cR/  
  { Oph4&Ip[w  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; \guZc}V]:\  
} ; 9lA@ K[  
} ; v2dCkn /  
R$&|*0  
Tw{H+B"uVz  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 b'^OW  
`~hAXnQK=  
template < typename Func, typename aPicker > #dDsI]E )  
class binder_1 5r<%xanXW/  
  { 2,O-/A;tW*  
Func fn; _7YAF,@vT  
aPicker pk; GdavCwJ  
public : BciwS_Qx  
F_!6C-z  
template < typename T > BJk:h-m [  
  struct result_1 @5H1Ni5/o@  
  { &J_|P43  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; J.:"yK""  
} ; . ({aPtSt!  
^>uzMR!q5  
template < typename T1, typename T2 > `LnLd;Z  
  struct result_2 !arcQ:T@G  
  { Phl't~k  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; J={$q1@lq  
} ; {a9Z<P  
?L#C'Lz2+  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} Qp<?[C}'W  
Tfhg\++u  
template < typename T > /`0*!sN*5  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const B8 -/ C\  
  { !,Wd$U K  
  return fn(pk(t)); dY/=-ymW  
} US'X9=b_  
template < typename T1, typename T2 > $Ha?:jSc  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ?)1h.K1}M  
  { &6,GX7]Fo  
  return fn(pk(t1, t2)); A$A7 F=x  
} %|Gi'-'|b$  
} ; 3j0/&ON  
b]~X U  
5JDqSz{  
一目了然不是么? oScHmGFv  
最后实现bind {O#=%o[  
@fT*fv   
W<yh{u&,  
template < typename Func, typename aPicker > J'Yj_  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) z]Z>+|  
  { hW~,Uqy  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); -=&r}/&  
} oA(jtX[(  
zQ(li9  
2个以上参数的bind可以同理实现。 WLP A51R  
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。 1U;je,)  
7Wmk"gp  
十一. phoenix eZ[CqUJ&  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: qmdl:J|?  
Gx|$A+U  
for_each(v.begin(), v.end(), Pg{Dy>&2`I  
( e#:.JbJ:D  
do_ D(Pd?iQIO  
[ fZ`b~ZBwIj  
  cout << _1 <<   " , " L}h?nWm8  
] 0vbn!<:  
.while_( -- _1), >to NGGU=~  
cout << var( " \n " ) IiHl"2+/  
) RI!!?hYm  
); zy(sekX;  
:@y!5[88!  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: f$Nz).(  
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 !>TVDN>  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 v,bes[Ik  
那么我们就照着这个思路来实现吧: 7"yA~e,l  
- jfZLO4  
#~^#%G  
template < typename Cond, typename Actor > yd$_XW p?\  
class do_while \EuMzb"G9p  
  { /csj(8^w  
Cond cd; G#t!{Q}8  
Actor act; 0UB)FK ,9  
public : 8L`J](y  
template < typename T > qZ'&zB)  
  struct result_1 gXZC%S  
  { H5'/i;  
  typedef int result_type; a x4V(  
} ;  qa)X\0  
1Jg&L~Ws"  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} ;{[&&qMwU  
[G>8N5@*  
template < typename T > @d:TAwOI'  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 5,cq-`  
  { S@* lI2  
  do H:Y?("k  
    { Hphvsre<  
  act(t); vnwS &;-k~  
  } rJH u~/_Dq  
  while (cd(t)); .;&c<c|  
  return   0 ; ?9'Ukw` g  
} 0}}b\!]9  
} ; \CNv,HUm3  
m>B^w)&C  
@xIKYJyU  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). &o%IKB@  
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。 L lOUK2tZ  
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。 m<qPj"g~L  
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[8kq>Hk  
下面就是产生这个functor的类: ~3bH2,{L[  
gg $/  
t1"-3afe  
template < typename Actor > =kFZ2/P2t(  
class do_while_actor fGS5{dti  
  { 5q4sxY9T  
Actor act; :j feY  
public : F7[ 55RcP  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} zr#n^?m  
6?\X)qBI  
template < typename Cond > R@zl?>+  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; $0+n0*fp  
} ; (#,0\ea{x  
L *",4!  
 {}x{OP  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 kD1[6cJ!=.  
最后,是那个do_ Z ,4G'[d  
%z1y3I|`[t  
Y6<"_  
class do_while_invoker (NB\wJg $  
  { C.su<B?  
public : ]1YyP  
template < typename Actor > KlOL5"3  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const `wrN$&  
  { ~t0\Q; @($  
  return do_while_actor < Actor > (act); BuwJR Ql.  
} y?Vsp<  
} do_; :x*#RnRr.  
;F3#AO4(  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? &4]~s:F  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 nG B jxhl  
最后来说说怎么处理break和continue Owt|vceT  
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。 U`*L`PM  
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
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五