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
  • 8123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 8~2A"<{ub  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ^Gd <miw  
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, Vx0V6{JX  
DMs|Q$XB  
bQ .y,+  
lsio\ $  
  class filler hgVwoZ{`]  
  { UZ] (X/  
public : rSEJ2%iF*  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} bJBx~  
} ; cPS!%?}I  
7B&nV92S  
Ip2JzE  
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: `H+Eo<U  
h/_z QR-  
!J2Lp  
slQKkx \Dn  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); Kw?,A   
W%h<@@c4,  
E-"Jgq\aC  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 MESQAsx%  
}W|CIgF*  
w[|!$J?  
1m ![;Pg3  
二. 战前分析 ' GW@P  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 #x%O0  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 {UPIdQ'g  
HQUL?URt  
41C=O@9m  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ?xG #4P<C=  
  /* --------------------------------------------- */ OdR  
vector < int *> vp( 10 ); MPGQ4vi&  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 7rr5$,Mv  
/* --------------------------------------------- */ ZjI^0D8  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); <XLATS8Y  
/* --------------------------------------------- */ |Xu7cCh$me  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 );  UNhD  
  /* --------------------------------------------- */ T:}Ed_m}q  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 1MV^~I8Dd  
/* --------------------------------------------- */ G3OQbqn  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); < )?&Jf>_  
J J3vC  
i&bttSRNV  
0`qq"j[6a  
看了之后,我们可以思考一些问题: Nv ew^c)x  
1._1, _2是什么? f9\7v_  
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。 iu1iO;q  
2._1 = 1是在做什么? _*`AGda  
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。 g@EKJFjl  
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。 z&t6,0q`5  
` 86b  
TLV)mCZ  
三. 动工 T!*7G:\f"  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ev@1+7(  
rB7(&(n>^  
`iY)3Rq  
RdY#B;  
template < typename T > j5HOdy2  
class assignment dm 2_Fj  
  { Q,DumOq  
T value; t)v#y!Ci"  
public : sP&E{{<QTF  
assignment( const T & v) : value(v) {} Z'fy9  
template < typename T2 > zf S<X  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } eVlI:yqppj  
} ; #Gg^fm  
'x18F#g  
X F40;urm  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 \Lc]6?,R  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment HmiwpI  
:c.i Z  
k&?QeXW  
yT,UM^'  
  class holder NCsUC  
  { +,KuYa{lu  
public : +X- k)9  
template < typename T > ![V<vIy  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const +0a',`yc  
  { p1D-Q7F  
  return assignment < T > (t); !C+25vup  
} Wx-{F  
} ; J7maG|S(DF  
ilHj%h*z  
h FjW.~B  
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: @Ab<I  
v>e4a/  
  static holder _1; +HcH]D;  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 m[7a~-3:J  
$i2gOz  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); R.fRQ>rI  
而不用手动写一个函数对象。 . =+7H`A  
%8-S>'g'  
C[s*Na-  
m7@`POI  
四. 问题分析 kOc'@;_O  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 :kUH>O  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 VEn%_9(]  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 q)vD "{0.  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 IaJ(T>" +  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 un/R7 "  
~cez+VQe  
五. 问题1:一致性 .Q#Eb %%  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| Q2 edS|  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 -y AIrvO1q  
W"0#  
struct holder  OkQSqL  
  { un\^Wmbw  
  // :I7MP   
  template < typename T > *V\kS  
T &   operator ()( const T & r) const 1jF}g`At  
  { 4+~+`3;~v  
  return (T & )r; yA_d${n  
} 0O:TKgb&C.  
} ; )I <.DN&  
Jw^+t)t  
这样的话assignment也必须相应改动: mB,7YZv  
X >**M  
template < typename Left, typename Right > {u1t .+  
class assignment *83+!DV|  
  { 7+fik0F  
Left l; ,yT4(cMBk?  
Right r; jgYiuM3c\  
public : $@NZ*m%?JQ  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} N7;2BUIXJ  
template < typename T2 > *kIJv?%_}  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } C$hsR&  
} ; < FJ#Hy+  
gsR"d@!  
同时,holder的operator=也需要改动: vS0P] AUo  
byMO&Lb*  
template < typename T > r9%W?fEBp  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const _Nj;Ni2rD  
  { "K@os<  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); v ;9s  
} W,<Vr2J[  
m&x0,8  
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。 C +IXP  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 78Gvc~j  
{P]l{W@li  
return l(rhs) = r; I;`V*/s8"  
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。 #"Zr#P{P  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: l^vq'<kI  
wVPq1? 9  
template < typename Tp > LY|h*a6Ym  
class constant_t J^W.TM&q$,  
  { 1idEm*3&(  
  const Tp t; :{fsfZXXr  
public : q4Z \y  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} J3'"-,Hv  
template < typename T > QVP $e`4  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const CeZ5Ti?F  
  { Q A%GK4F70  
  return t; |9Y9pked8  
} 0I cyi#N  
} ; >Kr,(8rA  
z(m*]kpL"  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 vS X 6~m  
下面就可以修改holder的operator=了 D"o>\Q  
]EK"AuEz`  
template < typename T > '[HFIJ0K!  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const saV3<zgx  
  { >WpPYUbH  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); &3JbAJ|;X  
} A6sBObw;  
tSm|U<  
同时也要修改assignment的operator() ?;*mSQA`J  
z!1j8o2  
template < typename T2 > V`%m~#Me  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 7e40 }n  
现在代码看起来就很一致了。 `)%eU~  
)rXP2Z  
六. 问题2:链式操作 kxdLJ_  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 Ve=0_GR0  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 (zhmZm  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 F|PYDC  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 YF;8il{p  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct Ri,UHI4 W  
CEUR-LK0  
template < typename T > \Lc pl-;?  
struct result_1 7Ua Ll  
  { !Khsx  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; Pc$<Cv|vz  
} ;  =HSE  
LHa cHv  
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: A$oYw(m#  
+(<CE#bb[  
template < typename T > +zlaYHj  
struct   ref W<x2~HW(  
  { E:i3 /Ep?  
typedef T & reference; KctD=6  
} ; ^C'k.pV n~  
template < typename T > [A3hrSw  
struct   ref < T &> $<y b~z7J  
  { auO^v;s  
typedef T & reference; G,XFS8{%  
} ; /yI~(8bO  
k_^d7yH  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: >2wjV"W?  
UdY9*k  
template < typename T > |mK d5[$  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const _2TIan}  
  { eF2<L[9  
  return l(t) = r(t); P8TiB  
} 8n'C@#{WV  
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。 >i0FGmxH  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 f2d"b+H#  
F"bbU/5  
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  \n`]QN  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ")LF;e  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 W0?yPP=.  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 1di?@F2f  
最后的布局是: }vm17`Gfy  
                Add nmgW>U0jZh  
              /   \ YZoH{p9f  
            Divide   5 yEz2F3[ S  
            /   \ `*~:n vU  
          _1     3 G? [#<W@+  
似乎一切都解决了?不。 ufm#H#n)#X  
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。 ;%%=G;b9  
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。 C 4n5U^  
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: r` 3)sc  
3)T5}_  
template < typename Right > ;hKn$' '  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const MBa/-fD  
Right & rt) const  ,{.&xJ$  
  { i %z}8GIt'  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); AQFx>:in  
} 2S/^"IM["  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 '[A>eC++  
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。 !,1~:*:  
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。 X/.|S57  
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。 u]oS91  
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。 gHm ^@  
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? *D\nsJ*g  
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: |D^[]*cEH  
Ak1f*HGl|  
template < class Action > )JZfC&,  
class picker : public Action 4BCZ~_  
  { ,2]6cP(6qQ  
public : M"P$hb'F  
picker( const Action & act) : Action(act) {} B'=*92i>S  
  // all the operator overloaded M r@M~ -  
} ; K&S~IFy  
R!,RZ?|v  
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。 ,>Yz1P)L  
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: vF*H5\ m<a  
{)Gh~~57_W  
template < typename Right > \(Hg_]>m  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const >Cf]uiR  
  { [y:6vC   
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); W`;E-28Dg  
} u2F 3>s  
7&+Gv6E  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > #ocT4  
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。 pM4 j=F  
))+R*k%  
template < typename T >   struct picker_maker inhb>zB  
  { TX 12$p\  
typedef picker < constant_t < T >   > result; 6bU/IVP  
} ; )"q2DjfX*  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > yJgnw6>r2  
  { ^91k@MC  
typedef picker < T > result; m6JIq}CMb  
} ; z?cRsqf  
}]f)Fz  
下面总的结构就有了: @ VJr0  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 0tl  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 lQ)8zI  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 K;YK[M1!  
至此链式操作完美实现。 =b; v:HC  
8IVKS>  
5[I 9/4,  
七. 问题3 aeg5ij-]u@  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 ; xs?^N|  
|_2O:7qe  
template < typename T1, typename T2 > ` !rHH  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const c !5OK4+Z  
  { z[7U>q[E  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); [.0R"|$sy+  
} 8rw;Yo<k  
(3 _2h4O  
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: E]+W^ VG  
Ot(EDa9}IJ  
template < typename T1, typename T2 > zf^!Zqn[8z  
struct result_2 !iZ*ZPu  
  { *%g*Np_P  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 9WHkw@<R+  
} ; &&tQ,5H5  
R*QL6t  
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? IU3OI:uq  
这个差事就留给了holder自己。 vL-%"*>v  
    /LJ?JwAvg5  
f9#B(4Tgi  
template < int Order > BPC$ v\a  
class holder; g*8sh  
template <> <]"aP1+C  
class holder < 1 > `33+OW  
  { ,Kdvt@vle  
public : WT!%FQ9  
template < typename T > :p OX,  
  struct result_1 F!.@1Fi1  
  { om@` NW  
  typedef T & result; -V<i4X<|,+  
} ; &?x^I{j  
template < typename T1, typename T2 > l&E-H@Pe  
  struct result_2 b$VdTpz  
  { D<nTo&m_  
  typedef T1 & result; >j\zj] -"  
} ; ah~7T~  
template < typename T > ~Fisno  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Ei}B9 &O  
  { Dx iCq(;  
  return (T & )r; 0PTB3-  
} *USZ2|i  
template < typename T1, typename T2 > .w&{2,a3  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const /eZA AH  
  { N7Dm,Q]  
  return (T1 & )r1; '9i:b]Hru  
} C[&L h_F\  
} ; W"z!sf5U  
#{<Jm?sU  
template <> -O-_F6p'D  
class holder < 2 > ~!Onz wmO  
  { ^${-^w@,%V  
public : ptrLnJ|%  
template < typename T > <y~`J`-  
  struct result_1 Lt=#tu&d  
  { Cm>8r5LG  
  typedef T & result; u},<On  
} ; UPLr[ >Q#  
template < typename T1, typename T2 > 2D&tDX<  
  struct result_2 KWU#Swa`  
  { 6\'v_A O  
  typedef T2 & result; >b<br  
} ; [|uAfp5R  
template < typename T > u:fiil$  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const C9({7[k^%  
  { hX~IZ((Hi8  
  return (T & )r; #y2="$ V  
} j2tw`*S+  
template < typename T1, typename T2 > .rax`@\8  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const \'j%q\Bl;  
  { Dh J<\_;  
  return (T2 & )r2; +5 @8't  
} <A+Yo3|7  
} ; 82>zu}  
~pwp B2c  
qH"e: wgL  
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> >。 L +-B,466  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: { 5h6nYu  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: %-H  
Vk8:;Hj  
return l(i, j) = r(i, j); 9%iqequ  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) L,Uqt,  
BDc*N]m}B1  
  return ( int & )i; f+J<sk  
  return ( int & )j; ;V`~'357%  
最后执行i = j; C %y AMQ  
可见,参数被正确的选择了。 Of Y>~d  
N',]WZ}  
yn4Xi@9Pri  
wGAN"K:e  
P4ot, Q4  
八. 中期总结 Uu8Z2M  
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: bV`Zo(z  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 Ca]vK'(  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 9A)(K,  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor =as]>?<  
+g\u=&< 6  
a+,)rY9  
6BNOF66kH  
T3+hxS  
T? _$  
九. 简化 2"JIlS;J}7  
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。 ym8\q:N(R  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 n%@xnB $ZX  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: ) T 3y,*  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 d v"  
  +-*/&|^等 |L<oKMZY  
2. 返回引用。 a!xKS8-S==  
  =,各种复合赋值等 # 1I<qK  
3. 返回固定类型。 &+ JV\  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) bWG}>{fj  
4. 原样返回。 Dy0cA| E  
  operator, cAA J7?  
5. 返回解引用的类型。 V=\&eS4^"  
  operator*(单目) +X"TiA7{j  
6. 返回地址。 6e/2X<O  
  operator&(单目) X-6Se  
7. 下表访问返回类型。 =-`X61];M  
  operator[] `N ;!=7y7Y  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 p*n$iroy_{  
  operator<<和operator>> V'\4sPt  
a'XCT@B  
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。 P[aB}<1f0  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: Vad(PS0  
~Og'IRf  
template < typename Left > IiS1ubNtZ  
struct value_return :n{rVn}G  
  { @U:WWTzf  
template < typename T > sw8Ic\vT  
  struct result_1 wz T+V,   
  { __'Z0?.4#  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; F2OU[Z,-]  
} ; ZXe[>H  
 NM  
template < typename T1, typename T2 > U/wY;7{)#  
  struct result_2 IcI y  
  { v #IC  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; y @h^  
} ; 3zMmpeq  
} ; 6D _4o&N  
Y=/HsG\W]  
!\RR UH*  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ^ 4c2}>f  
;@ %~eIlu  
下面我们来剥离functor中的operator() >0T0K`o  
首先operator里面的代码全是下面的形式: UFC.!t-Z  
$1#|<|  
return l(t) op r(t) nS]/=xP{  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) BDD^*Y  
return op l(t) , N5Rdgzk  
return op l(t1, t2)  Js'COO  
return l(t) op l?Bv9k.^?  
return l(t1, t2) op |`E\$|\p  
return l(t)[r(t)] )u'oI_  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] .ikFqZ$$  
pi3Z)YcT  
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: x.>z2.  
单目: return f(l(t), r(t)); K;gm^  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); C} Ewi-  
双目: return f(l(t));  @X  
return f(l(t1, t2)); at ]Lz_\  
下面就是f的实现,以operator/为例 *M6M'>Tin  
KvkiwO(  
struct meta_divide E':y3T@."  
  { g6;O)b  
template < typename T1, typename T2 > ^V_vpr]}P  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) z2wR]G5!  
  { Q^ bG1p//.  
  return t1 / t2; h&;\   
} fb&K.6"  
} ; U_Emp[  
RR*z3i`PP  
这个工作可以让宏来做: &.K=,+0_R/  
/,c9&i t(M  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 8!S="_  
template < typename T1, typename T2 > \ n[ AJ'A{  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; (*^_ wq-;  
以后可以直接用 / QSK$ZDC  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 3[-L'!pOX3  
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 ?v8B;="#w  
(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。。。) VL7zU->  
onHUi]yYu{  
WVf;uob{  
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 @;JT }R H-  
!N?|[n1  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > `b# w3 2  
class unary_op : public Rettype Bn-%).-ED  
  { Zb<DgJ=3  
    Left l; ^h4Q2Mv o  
public : *.ZV.(  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 8.'%wOU @A  
[[LCEw  
template < typename T > xH; 4lw  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const MpGWt#  
      { c R[DT04  
      return FuncType::execute(l(t)); s:i$s")  
    } (B7M*e  
:,LX3,  
    template < typename T1, typename T2 > 3:dQN;=  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const wNcf7/ky  
      { 11%^K=dq  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); zA\DI]:+  
    } %(,JBa:G  
} ;  Z\4l+.R`  
E.}T.St  
6*tI~  
同样还可以申明一个binary_op \6 2|w HX  
rF>:pS,`&  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > C4#'`8E  
class binary_op : public Rettype "Do9gW  
  { CdC&y}u  
    Left l; uRxo,.}c  
Right r; ,.x1+9X  
public : : -te  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} oypX.nye_  
ft?J|AG  
template < typename T > .y#@~H($  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const maXQG&.F  
      { Nq9@^ E-{M  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); KZsSTB6J  
    } +*lSB%`aS  
WSWaq\9]8  
    template < typename T1, typename T2 > ro|d B  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const X<vv:  
      {  G\ru%  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); svHs&v  
    } dl;^sn0s  
} ; G%Wjtrpj  
OqHD=D[  
{6 C!^ 5  
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 _LCK|H%v'  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 BQ2DQ7q  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) M,3sK!`>  
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。 vqJiMa j@Z  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 6- s/\  
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。。。 g.iiT/b  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 D-69/3PvP  
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) f*aYS  
下面是修改过的unary_op b: +.Y$%F-  
"  q0lh  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > j2k,)MHu!x  
class unary_op QUH USDT  
  { ?R#-gvX%  
Left l; R*'rg-d  
  !%_}Rv!JT  
public : Ip|~j} }  
gG&2fV}l6  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} TO- [6Pq#  
z|<6y~5,  
template < typename T > wS hsu_(i  
  struct result_1 7??+8T#n*  
  { ?2E@)7  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; XSpX6fq  
} ; d+\o>x|Y!Y  
ApG_Gd.  
template < typename T1, typename T2 > P I)lJ\  
  struct result_2 .Q>.|mu  
  { r@%-S!$  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; MOJKz!%  
} ; '[I?G6  
S)>L 0^M1  
template < typename T1, typename T2 > R]/3`X9!d>  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const LeF Z%y)F  
  { /hQTV!\u  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); f)Z$ ,&  
} L(fOe3 v  
g\,pZ]0i  
template < typename T > >h(n8wTP  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 9!NL<}]{  
  { %7x x"$P:R  
  return OpClass::execute(lt(t)); g~rZ=  
} :54ik,l  
LkK%DY  
} ; 9i;%(b{  
N>/!e787OU  
;xS@-</:  
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 P\pHos  
好啦,现在才真正完美了。 ^mv F%"g  
现在在picker里面就可以这么添加了: W.'#pd  
|k\4\a Lj  
template < typename Right > _)"-zbh}{  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const SDwTGQ/0  
  { ^KM' O8  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); &7VN?ox1  
} |A0BYzlVc  
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。 F>d B@V-  
| (JxtQqQg  
SIYBMe  
TWZ* *S-  
 _zvCc%  
十. bind %@k@tD6  
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。 |-a5|3  
先来分析一下一段例子 k Pi%RvuQ  
U0 nSI  
;wK;  
int foo( int x, int y) { return x - y;} >E;kM B  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1  Tvqq#;I  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 U*!q@g_  
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。 ^ a^bsKW  
我们来写个简单的。 Ti$G2dBO  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: WK)hj{k  
对于函数对象类的版本: PV$)k>H-  
@a$_F3W  
template < typename Func > LmWZ43Z"@  
struct functor_trait Kkcb' aDR  
  { m!Cvd9X=  
typedef typename Func::result_type result_type; Q3[MzIk 4  
} ; = .a}  
对于无参数函数的版本: RtO3!dGT.  
[ R  
template < typename Ret > b 5<&hN4g  
struct functor_trait < Ret ( * )() > /Jj7 +?  
  { c!*yxzs\  
typedef Ret result_type; }Z#KPI8\Q  
} ; T$rhz)_q  
对于单参数函数的版本: xvw @'|  
M(8dKj1+  
template < typename Ret, typename V1 > n_QSuh/Wn  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > )O\w'|$G  
  { 10R#} ~D  
typedef Ret result_type; .);~H#  
} ; >9dzl#  
对于双参数函数的版本: fGj YWw  
|>|f?^  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > Oy EOb>  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > P1C{G'cR  
  { <` [o|>A Z  
typedef Ret result_type; i<@"+~n~GK  
} ; X .,Lmh  
等等。。。 W>TG!R 5  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 0,~||H{  
kb3>q($  
template < typename Func > D+#OB|&Dn  
struct func_return yC\dM1X  
  { A.tXAOM(VW  
template < typename T > 7>.d*?eao\  
  struct result_1 3E9 )~$  
  { yX 9 .yq  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; E{s p  
} ; $ix:S$  
YYNh| 2  
template < typename T1, typename T2 > bUvVt3cm  
  struct result_2 Z5/*i un  
  { #dA9v7  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; !]f80z  
} ; 7[=\bL  
} ; =z >d GIT1  
+FomAs1*f  
jkAWRpOc)  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ]#k=VKdV  
H=lzW_(  
template < typename Func, typename aPicker > ?vt#M^Q   
class binder_1 aa2 vk)~  
  { o8_))  
Func fn; W(5XcP(  
aPicker pk; T<? (KW  
public : C)UL{n  
^_\S)P2c  
template < typename T > \-Vja{J]  
  struct result_1 H(?)v.%  
  { CP0;<}k  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; -al\* XDz  
} ; '+EtnWH s  
(aC~0 #4  
template < typename T1, typename T2 > `D/<*e,#  
  struct result_2 gn//]|#H+  
  { A@uU*]TqJ8  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; f/7on| bv  
} ; &u`EYxT  
qu\cU(H|  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} @7HHi~1JK  
F8H4R7 8>;  
template < typename T > <)$&V*\  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const QM('bbN  
  { ($nQmr;t  
  return fn(pk(t)); `T\_Wje(  
} bv^wE,+?o  
template < typename T1, typename T2 > f9K+o-P.h  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 7 D(Eo{ue  
  { KvjsibI/Y  
  return fn(pk(t1, t2)); S>Z07d6&  
}  g^l~AR  
} ; 5GK> ~2c(  
'XJqh|G  
LZtO Q__B)  
一目了然不是么? &|-jU+r}B  
最后实现bind ?B+]Ex(\B,  
{x,d9I  
d\ I6Wn  
template < typename Func, typename aPicker > E3LEeXcLS  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 2P/ Sq  
  { F/SYmNp  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ;fW`#aE  
} FMX ^k  
,ZI#p6  
2个以上参数的bind可以同理实现。 redMlHM  
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。 Sx:JuK@  
`+h+X 9  
十一. phoenix mxnu\@}(  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: dQn , 0  
=AcK9?%5  
for_each(v.begin(), v.end(), frokl5L@  
( 2BKiA[ ;;  
do_ kyi"U A82  
[ +iqzj-e&e[  
  cout << _1 <<   " , " 1B#iJZ}  
] J#IVu?B  
.while_( -- _1), z6*r<>Bf+b  
cout << var( " \n " ) ^ Paf-/  
) B&QEt[=s  
); 6&+}Hhe  
*ESi~7;#  
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: ]GT+UX  
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 >*/:"!u  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 }Ug$d>\  
那么我们就照着这个思路来实现吧: NR,R.N^[  
:d6]rOpX  
j.!5&^;u4  
template < typename Cond, typename Actor > SoWMP2/  
class do_while n-9a 0_{k  
  { uZTbJ3$$  
Cond cd; IyEfisOK?  
Actor act; <(t{C8>g%  
public : mlYkn  
template < typename T > \sAkKPI  
  struct result_1 d]USk&8  
  { !K-qoBqKM  
  typedef int result_type; X$Shi *U[  
} ; N\"Hf=Y(~  
mBxMDnh  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} % *ng *  
'l<Oj&E  
template < typename T > :-_"[:t 5Z  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const -_xTs(;|8  
  { SP\s{,'F-b  
  do ;VzdlCZ@  
    {  wh#IQ.E-  
  act(t); I<Cm$8O?  
  } 9n49p?  
  while (cd(t)); O1@3V/.Wu  
  return   0 ; riF-9 %i  
} PWeWz(]0Z4  
} ; j u&v4]  
t33\f<e  
n%;4Fm?  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). s{OV-H  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 `z`=!1  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 `,O"^zR)z  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 VnqcpJ  
下面就是产生这个functor的类: ?E,-P!&R  
Scug wSB  
Q,M,^_  
template < typename Actor > r0wAh/J|  
class do_while_actor d;,Jf*x\  
  { B8unF=u  
Actor act; XqU0AbQ  
public : FJq g,  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} Sz:PeUr9h  
odDVdVx0  
template < typename Cond > 8>G5VhCm~o  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ex#-,;T  
} ; <`WDNi$Y  
l9]nrT1Hy  
V$w bmz  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 g:.LCF  
最后,是那个do_ ^I9U<iNIL  
^F qs,^~W  
\PD%=~  
class do_while_invoker ?VCp_Ji  
  { @HTs.4  
public : /eT9W[a  
template < typename Actor > ]heVR&bQ  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const xi=0 kO  
  { vT MCZ+^g  
  return do_while_actor < Actor > (act); OLWn0  
} S(Z\h_m(  
} do_; WL|71?@C  
q6hH]Q>w*  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? U# IPYyV  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 v-8{mK`9\  
最后来说说怎么处理break和continue OJ7 Uh_;/  
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。 ~c5 5LlO>  
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 或 注册
温馨提示:欢迎交流讨论,请勿纯表情、纯引用!
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五