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
  • 7442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 KU-z;}9s  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 8jqt=}b  
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, &Xe r#6~  
tA#X@HIE  
p$f#W  
(J.(Fl>^  
  class filler #lltXqvD?  
  { 6\ux;lksn*  
public : vc6UA%/f  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} tt[P{mMQ  
} ; [2 2IF  
D> Z>4:EM  
z"}k\B-5  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: jm RYL("  
X]cB `?vR  
Lj*F KP\{  
ol!o8M%Q  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); KblOP{I  
kjaz{&P  
J}jK_  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Vnh +2XiK  
 3mWo`l  
"x\3`Qk  
_QvyFKAM  
二. 战前分析 gK(E0p"  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 XYod>[.x  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 *Q!b%DIa$  
hNDhee`%6  
(N;Jw^C@  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); mI9h| n  
  /* --------------------------------------------- */  cD0  
vector < int *> vp( 10 ); F1M@$S ,  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); QIi*'21a+  
/* --------------------------------------------- */ 7;CeQx/W)W  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); [2i+f <  
/* --------------------------------------------- */ `Z|s p  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); U%oI*  
  /* --------------------------------------------- */ N#7] xL  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 1Dt"Rcn"4  
/* --------------------------------------------- */ X&wK<  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); 4bAgbx-^  
,;/4E  
EyBdL  
V]q{N-Iq  
看了之后,我们可以思考一些问题: u:HKmP;  
1._1, _2是什么?  Xid>8  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 }S#.Pw%  
2._1 = 1是在做什么? `}zv17wp  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 Vaha--QB  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 <ya'L&  
/@3+zpaw X  
|o!<@/iH=  
三. 动工 E*(Q'p9C  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ]VwAHT&je  
'')G6-c/  
7y[B[$P  
_Fz )2h,3  
template < typename T > Ku&(+e  
class assignment ,1~Zqprn  
  { //J:p,AF  
T value; ]G1j\wnF  
public : t<`ar@}  
assignment( const T & v) : value(v) {} HhqqJEp0  
template < typename T2 > U">OdoZ,E+  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } dtF6IdAf  
} ; @%#(Hse  
kk~{2   
>,] #~d  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 dtg Ja_  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment PU'v o4  
OW-+23)sj  
F)gL=6h  
vi5~Rd`  
  class holder 5Q%#Z L/'  
  { Y\op9 Fw  
public : E_H1X'|qS4  
template < typename T > R=e`QMq  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const Q'8v!/"}p{  
  { ?-i|f_`  
  return assignment < T > (t); c<H4rB  
} jV<LmVcZY  
} ; rW`F|F%  
UoLO#C0i  
\6lXsu;I.X  
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: x _2]G'  
ze 4/XR  
  static holder _1; ?BLOc;I&a  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 26Yg?:kP  
{^\-%3$  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Xs!eV  
而不用手动写一个函数对象。 plf<O5'  
JHQ8o5bEQp  
@?1%*/  
[ =9R5.)c  
四. 问题分析 t&&OhHK  
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。 *,R e&N8  
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。 %]R#}amW  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 `Ch6"= t  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 P\M+Z A ;  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 w(G(Q>GI  
HhpP}9P;  
五. 问题1:一致性 @i`gR%  
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?| w+MdQ@'5  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 }`MO}Pz  
o?b%L  
struct holder ;T_9;RU<'b  
  { AH7k|6ku<*  
  // fg1y@Dj/&  
  template < typename T > )ld7^G  
T &   operator ()( const T & r) const %/^d]#  
  { #>,cc?H-  
  return (T & )r; 1z`,*eD7  
} !;xE7w  
} ; }Sh-4:-D  
?k3b\E3  
这样的话assignment也必须相应改动: AzV5Re8M  
wH`@r?&  
template < typename Left, typename Right > n;=A'g|Q  
class assignment ?UxY4m%R;  
  { cpy"1=K~M  
Left l; iY($O/G[+  
Right r; (]V.#JM  
public : h49Q2`  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ]SPB c  
template < typename T2 > =&pbh  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } G8&'*7Bb  
} ; )s8r(.W  
F#PJ+W*h  
同时,holder的operator=也需要改动: ,qfa,O  
i f"v4PHq  
template < typename T > a2 SQ:d  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const 68)^i"DM<  
  { l6 WcnJ  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); MCCZh{uo  
} ku{aOV%  
<-?B#  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 9s!/yiP5  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 nZT@d;]U9  
|-mazvA  
return l(rhs) = r; jgstx3  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 Jt)~h,68  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: <2 Q@^  
K+}Z6_:  
template < typename Tp > IF:M_   
class constant_t 6Te}"t>  
  { p3S c4  
  const Tp t; [s/@z*,M1  
public : cDx^}N!  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Wk|z\OR(  
template < typename T > {eXYl[7n  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const J v#^GNm  
  { Lm?*p>\Q  
  return t; n1t(ns|  
} Q*8-d9C  
} ; hG@ys5  
j[fQs,efK  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 2tv40(M:<  
下面就可以修改holder的operator=了 `#f=&S?k  
caP  
template < typename T > |z'?3?,~  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const j+9 S  
  { m\f_u*  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); (*ng$z Z$  
} V\"5<>+O  
[!le 9aNg  
同时也要修改assignment的operator() jE#8&P~  
sV<4^n7  
template < typename T2 > w b[(_@eZ  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } k)s 7Ev*  
现在代码看起来就很一致了。 78)^vvn5~  
k~#|8eLv  
六. 问题2:链式操作 Q8x{V_Pot  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 K5>:Wi Y  
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。 @QG1\W'  
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。 ~Z2eQx jtM  
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。 l:eNu}{&  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct C6w{"[Wv=X  
f 99PwE(=  
template < typename T > m'tk#C  
struct result_1 50&F#v%YB  
  { b0X[x{k"  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; sQZ8<DpB  
} ; f>dkT'4  
qfu2}qUX~%  
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: p]&Q`oh  
CK(ev*@\D,  
template < typename T > ? 6d4T  
struct   ref _|ib@Xbin  
  { =LxmzQO#  
typedef T & reference; }NCvaO  
} ; W~3tQ!  
template < typename T > K]8wW;N4  
struct   ref < T &> mj=|oIMwT  
  { BA-nxR  
typedef T & reference; 14!J\`rI  
} ; =on!&M  
%, et$1`g  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 3+3m`%G  
Y}uQ`f  
template < typename T > 4P!DrOB  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const s RQh~5kM  
  { ok[=1gA#h  
  return l(t) = r(t); SAh054/St  
} TEyx((SK  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 }G+A_HF ^  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 5Kj4!Ai  
Uob|Q=MQ  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 ATM:As:<@  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: b:Kw_Q  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 b U]N^og^  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ==1/N{{R  
最后的布局是: K9Xd? ]a  
                Add U!:!]DX(  
              /   \ oxQID  
            Divide   5 %:KV2GP  
            /   \ vQ mackY  
          _1     3 !`[I>:Ex  
似乎一切都解决了?不。 DXW?;|8)O  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 8$ZSF92C  
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。 1lyOp   
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: I<./(X[H:#  
^r*%BUU9]%  
template < typename Right > Gr$*t,ZW  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const / 7XdV  
Right & rt) const ~e77w\Q0  
  { VhFRh,J(T  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); =veOVv[Q&/  
} m}[~A@qD  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 N5s|a5  
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。 /Jf`x>eiH  
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。 v7FRTrqjj  
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。 C2rj]t  
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。 )]>G,.9C}  
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? QYfAf3te  
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: .xkV#ol  
KHecc/,,S  
template < class Action > 8@yc}~8 *  
class picker : public Action yF5  
  { ht3T{4qCS  
public : B9IXa;  
picker( const Action & act) : Action(act) {} (GEi<\16[  
  // all the operator overloaded (1AA;)`Kp  
} ; R``V Q  
9LO.8Jy  
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。 } ndvV~*1  
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: K= Z]#bm  
0*Km}?;0-  
template < typename Right > `bZU&A(`Be  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const Fy@#r+PgWp  
  { nj^q@h  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ccn`f]5w  
} 5m.KtnT)  
.\~P -{Hd  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > HS6Imi  
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。 J'ZFIT_>  
YNC0Z'c9  
template < typename T >   struct picker_maker KtU GI.X  
  { Uty(sDtu  
typedef picker < constant_t < T >   > result; lii ]4k+z  
} ; qSoBj&6y  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > AO}i@YJth  
  { _Hd1sx  
typedef picker < T > result; A_jB|<bjTP  
} ; sO6gIPU^  
-[=AlqL  
下面总的结构就有了: 5&HT$"H :  
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。 -S,ir  
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。 827)n[#%|  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 =EcIXDzC>  
至此链式操作完美实现。 p_5>?[TW:  
1 x\VdT  
\_gp50(3  
七. 问题3 ]~\SR0  
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。 J[<pZ [  
QypiF*fSU  
template < typename T1, typename T2 > "6E1W,|{  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const loeLj4""  
  { _)#=>$k\  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); W"-EC`nP  
} (I7&8$Zl  
DO1 JPeIi  
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: xMSNrOc  
X40la_[.  
template < typename T1, typename T2 > hINnb7 o  
struct result_2 @cu}3>  
  { ]@/^_f>D  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ;WvYzd9  
} ; MJ>Qq[0  
of+phMev  
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? &ppE|[{  
这个差事就留给了holder自己。 m0I #  
    -B*<Q[_  
nb0 Py>4  
template < int Order > vn0cKz@  
class holder; cXb @H#  
template <> N &I8nZ9  
class holder < 1 > S2'`|uI  
  { vJTfo#C|  
public : c#{Ywh  
template < typename T > R0Ax$Cv{  
  struct result_1 ^A *]&%(h  
  { (:.Q\!aZ1  
  typedef T & result; Sv~YFS :oy  
} ; @ate49W  
template < typename T1, typename T2 > <+? Y   
  struct result_2 *Z]5!$UpC  
  { mJ8{lXq3!  
  typedef T1 & result; 'R4>CZ%jV  
} ; 1Lm].tq  
template < typename T > I~p8#<4#b  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const _.d}lK3$2  
  { \3H<z@;  
  return (T & )r; (30<oE{  
} H _Zo@y~J  
template < typename T1, typename T2 > 'a;ini  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const di3 B=A>3  
  { ,J~,ga~  
  return (T1 & )r1; wJ80};!  
} WFU?o[k-O  
} ; 6keP':bt  
^%n124  
template <> n_""M:XH  
class holder < 2 > !lQ#sL`  
  { Z?~gQ $  
public : `e'G.@  
template < typename T > .k# N7[q=  
  struct result_1 IWjR0  
  { CRZi;7`*1  
  typedef T & result; I@3Q=14k%  
} ; B>~k).M&,  
template < typename T1, typename T2 > awj+#^  
  struct result_2 GB&Nt{  
  { 4R& *&GZ#  
  typedef T2 & result; l `fW{lh  
} ; 8A2if 9E3  
template < typename T > w1wXTt  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const k~0#'I9  
  { =4frP*H?  
  return (T & )r; PHQ{-b?4t  
} $.oOG"u0]  
template < typename T1, typename T2 > 0s 860Kn  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 0zeUP {MQ  
  { wzD\8_;6N  
  return (T2 & )r2; 2}^+ ]5  
} 9 '2=  
} ; r_4T tP&UW  
jA4PDHf+  
2Ryp@c&r^  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 uew0R;+oa  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: ;EK(b  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: -L@]I$Yo  
x  S   
return l(i, j) = r(i, j); -1Djo:y  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) \Os:6U=X-  
_ymJ~MK  
  return ( int & )i; IYuyj(/!  
  return ( int & )j; &g*klt'B  
最后执行i = j; j.k@6[ R>?  
可见,参数被正确的选择了。 jmkRP"ZnA  
C= >B_EO  
q&u$0XmV  
 qovQ9O  
jMK3T  
八. 中期总结 CXBzX:T?#  
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: n4^*h4J7  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 /wr6\53J  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 QZ?d2PC=>?  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor `koOp  
|}Q( F+cL  
Af`z/:0<  
W&<g} N+  
$v FrUv  
{5SfE$r  
九. 简化 ft{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。 a]`itjL^  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 /Z:N8e  
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: ir]Mn.(Y  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 <#>Oy&E  
  +-*/&|^等 "cwR^DoD&  
2. 返回引用。 .\$Wy$ d  
  =,各种复合赋值等 d&hD[v  
3. 返回固定类型。 ; vMn/  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) . =&Jo9  
4. 原样返回。 ,aI,2U91  
  operator, d;{y`4p)s  
5. 返回解引用的类型。 (/'h4KS@  
  operator*(单目) KZ]r8  
6. 返回地址。 .%_)*NUZ  
  operator&(单目) 4&|C}  
7. 下表访问返回类型。 )B81i! q  
  operator[] d5Qd'  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 `"B^{o  
  operator<<和operator>> Y=9j2 ]t  
4KE)g  
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。 UIn^_}jF`  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ?gLAWz  
/M:H9Z8!  
template < typename Left > V7P6zAJy  
struct value_return oB4#J*   
  { .vK.XFZ8R  
template < typename T > qh$X^%g  
  struct result_1 &RWM<6JP  
  { KCD5*xH  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; D%A@lMru  
} ; #'C/Gya  
L%f;J/  
template < typename T1, typename T2 > 57U%`  
  struct result_2 B3Mx,uXT\  
  { r ^MiRa  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; mk\i}U>`  
} ; _e_4Q)z-a  
} ; x:qr\Rz  
H-Pq!9[DB  
AQe!Sqg'  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait lj*8mS/;h  
X($6IL6m  
下面我们来剥离functor中的operator() $~=2{  
首先operator里面的代码全是下面的形式: Y xJ`-6  
LP,9<&"<  
return l(t) op r(t) {EL'd!v7e  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) -Un=T X  
return op l(t) YwXXXh  
return op l(t1, t2) N#UXP5C(  
return l(t) op b_vVB`>  
return l(t1, t2) op P% Q@9kO>  
return l(t)[r(t)] .liyC~YW  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] *="m3:c'J  
9\>sDSCx  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: ywEDy|Wn$~  
单目: return f(l(t), r(t)); QF.3c6O@  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); _W|R;Cz]  
双目: return f(l(t)); -AC`q/bCD  
return f(l(t1, t2)); 9^!wUwB  
下面就是f的实现,以operator/为例 x<s|vgl|  
n8$=f'Hgb  
struct meta_divide UW/N MjK  
  { k-Fdj5/  
template < typename T1, typename T2 > gfm;xT/y  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) [fxuUmU  
  { q3)wr%!k5D  
  return t1 / t2; k}zd' /b  
} \B&6TeR  
} ; Xem5@ (u  
6JH 56  
这个工作可以让宏来做: YDFCGA  
XVF^,Yf  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ q & b5g !  
template < typename T1, typename T2 > \ TP{Gt.e  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; T(V8; !  
以后可以直接用 s^cc@C  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) .H2qs{N!  
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 sPy2/7Wqd  
(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。。。) _88QgThb  
Y\p $SN  
FsY(02  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 qg4fR' i  
72,"Cj  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > +T2HE\  
class unary_op : public Rettype Qci$YTwl>  
  { jTfi@5aPY  
    Left l; HIGNRm  
public : #Qd' + M  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 'gDe3@ci!  
DbtF~`3, .  
template < typename T > 5V@&o`!=h  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const s}ADk-7  
      { JKy#j g:#  
      return FuncType::execute(l(t)); ue6d~8&  
    } VNj@5s  
EZib1g&:R/  
    template < typename T1, typename T2 > 7~b!4x|Z  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const !)c=1EX]"  
      { X>t3|h  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); /C$ xH@bb  
    } ` ?9T~,  
} ; ZPyM>XK$4  
*QH[,F`I  
8bOT*^b$H  
同样还可以申明一个binary_op h$ Da&$uyI  
>zmzK{A=  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > v"RiPHLT  
class binary_op : public Rettype Uo6(|mm  
  { DMd ,8W7a  
    Left l; J?%}=_fsa  
Right r; -=)-sm'  
public : q8sb n  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} /\J|Uj  
I60DUuF  
template < typename T > Z^# ]#f  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ^VI,C|  
      { 0pN{y}x,  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); [AR>?6G-  
    } K\&o2lo]  
1b3(  
    template < typename T1, typename T2 > iF9_b  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 1h=D4yN  
      { z(H?VfJo  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); q4ipumy*  
    } l}}UFEA^  
} ; *eUc.MX6x  
~Ltr.ci  
nbmc[!PwG  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 tZA:  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 -(IC~   
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) y ~AmG~  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 XmWlv{T+  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! l6 7KJ  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 %0XvJF)s  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 S LGW:  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) +\`rmI  
下面是修改过的unary_op 6GINmkA  
6t}XJB$+7  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > q*8lnk  
class unary_op 2 9#]Vr  
  { kNPDm6m  
Left l; Z]vL%Gg*!  
  /P+q}L %  
public : qn"K9k  
M{G xjmdx  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} sLns3&n2  
o8z)nOTO;  
template < typename T > }1QF+C f  
  struct result_1 c2<,|D|  
  { u7=T(4a  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; YaL]>.;Z:"  
} ; k+1gQru{d  
 t;47(U  
template < typename T1, typename T2 > #C*&R>IvY  
  struct result_2 ]ii+S"U3  
  { u) *Kws  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; WRpyr  
} ; eVt1d2.O  
?CY1]d  
template < typename T1, typename T2 > x(~<tX~  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const IR$ (_9z  
  { NL!9U,h5|  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 3~%!m<1:  
} S_Z`so}  
SUE ~rb  
template < typename T > Q_O*oT(0  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 4| Ui?.4=  
  { 2]ti!<  
  return OpClass::execute(lt(t)); ::"E?CQLV  
} i@zY9,b  
MYdx .NZT  
} ; U<bYFuS"  
tcL2J.  
:"'nK6>  
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 Z'M`}3O  
好啦,现在才真正完美了。 dGkg aC+  
现在在picker里面就可以这么添加了: 97LpY_sU  
P} r)wAt  
template < typename Right > h6M;0_'  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const \Tm}mAvK/o  
  { SY _='9U  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); &s VadOBQ  
} K2ewucn  
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。 WzlC*iv  
m ,tXE%l  
7NF/]y4w  
J?Iq9f  
L`3n2DEBf  
十. bind `&*bM0(J  
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。 wk[ wNIu  
先来分析一下一段例子 :&yDqoQKJ  
^:cRp9l"7  
-cfx2;68  
int foo( int x, int y) { return x - y;} MCYl{uH!  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 JwP:2-o  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 Yx%bn?%;&  
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。 !B^K[2`)N  
我们来写个简单的。 1"]P`SY$r  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: `s /?b|,  
对于函数对象类的版本: fL6e?\Pw  
.j?kEN?w  
template < typename Func > p^X^1X7  
struct functor_trait x"\qf'{D  
  { Pil;/t)"  
typedef typename Func::result_type result_type; I>n g`  
} ; &<1 `O  
对于无参数函数的版本: F ?=9eISLJ  
!%S4 n  
template < typename Ret > }ug xN0  
struct functor_trait < Ret ( * )() > !j^&gRH  
  { bFGDgwe z  
typedef Ret result_type; Qv{,wytyO  
} ; >*qQ+_  
对于单参数函数的版本: m*n5zi|O  
@Icq1zb] y  
template < typename Ret, typename V1 > {fz$Z!8-  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > `W5-.Tv  
  { oXgdLtsu  
typedef Ret result_type; OJ3UE(,I=  
} ; sb.J bE8  
对于双参数函数的版本: Eipp ~GD  
"wM1qX  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > DxSsg  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > m 7 LUrU  
  { n-afDV  
typedef Ret result_type; 4 I@p%g&  
} ; ,8VU&?`<}  
等等。。。 a!,r46>$H  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy oF|N O^H  
3W&S.$l  
template < typename Func > $a#H,Xv#  
struct func_return 658^"]Rk'/  
  { {eHAg<+  
template < typename T > H3O@9YU  
  struct result_1 dULS^i@@  
  { q |dH~BK  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; .<&s%{EW  
} ; ' Q7Y-V  
8Y{s;U0n  
template < typename T1, typename T2 > kiUk4&1  
  struct result_2 pIO4,VL;W  
  { r"wtZ]69  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; J;QUPpH Z  
} ; $G !R,eQ  
} ; 2QUx&u:  
c:\shAM&  
2 y8~#*O  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 lU.Kc  
rAukHeH  
template < typename Func, typename aPicker > j]5WK_~M  
class binder_1 ZFxLBb:  
  { EX "|H.(  
Func fn; Vfs $ VY2.  
aPicker pk; !:0v{ZQ  
public : ^[q /Mw  
Xs$Ufi  
template < typename T > j8$Zv%Ca%  
  struct result_1 @;^Y7po6u  
  { cxP&^,~  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; y8 E}2/  
} ; ?Rr2/W#F  
Fx#jV\''s  
template < typename T1, typename T2 > p*qPcuAA  
  struct result_2 SW 8x]B  
  { P3o @gkXP  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; {"}V&X160o  
} ; Sycw %k  
m $dV<  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} !m y8AWO'  
r o\1]`6  
template < typename T > /@YCA}|/  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const p2O~>97t1  
  { p{tK_ZBy]c  
  return fn(pk(t)); nzsl@1s  
} %J7UP4  
template < typename T1, typename T2 > .#w6%c@  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const lK(Fg  
  { e XV@.  
  return fn(pk(t1, t2)); \k@$~}xD,  
} *75YGD  
} ; yfj(Q s  
5<+K?uhm  
&t}?2>:  
一目了然不是么? \~DM   
最后实现bind `!4,jd  
j,-C{ K  
93Yn`Av;  
template < typename Func, typename aPicker > SaDA`JmO  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) k$7Z^~?Fz  
  { [M+tB"_  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ,T5u'";  
} I0 Ia6w9  
?ny =  
2个以上参数的bind可以同理实现。 uh3) 0.nR  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 S\ ,mR4:  
4_=Ja2v8;`  
十一. phoenix nWYCh7  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: %JL]; 4'  
KtN&,C )lJ  
for_each(v.begin(), v.end(), w=_Jc8/.  
( 4 J^Q]-Z  
do_ k4\UK#ODe  
[ I -@?guZ r  
  cout << _1 <<   " , " Va<eusl  
] <iLM{@lZvJ  
.while_( -- _1), S]>wc yy=n  
cout << var( " \n " ) Frm;Ej3?$  
) .qD@ Y3-  
); &1^%Nxu1  
c z'5iK  
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: O<*5$,K9  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor %V_-%/3Z  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 /n5n )P@L  
那么我们就照着这个思路来实现吧: u?H 2%hD  
6ghx3_%w  
D]03eu  
template < typename Cond, typename Actor > 't (O$  
class do_while kuMKX`_  
  { 5Jk<xWKj  
Cond cd; ]7YNIS  
Actor act; c4mh EE-  
public : <=um1P3X  
template < typename T > "MOpsb,  
  struct result_1 eVz#7vqv   
  { </~ 6f(mg  
  typedef int result_type; c0- ;VZ'  
} ; '-PC7"o  
gX @`X  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} MDa7 B +4  
qYB~VE03  
template < typename T > ]!"S+gT*C  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const PX O!t]*  
  { >t+ qe/  
  do ^>c8t_RG  
    { @tT-JwU  
  act(t); hsNWqk qys  
  } J ++v@4Z  
  while (cd(t)); )0 Z!n  
  return   0 ; I*|P@0  
} X]j)+DX>  
} ; A#@_V'a8  
Ub$n |xn  
,J =P,](  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). hwnJE958L  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 YlK7;yrq(  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 ]7GlO9  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。  #@.-B,]  
下面就是产生这个functor的类: !X^Ce)1K  
qa'gM@]  
PR7f(NC  
template < typename Actor > >4i>C  
class do_while_actor ]/2T\w.<  
  { @r7:NU}  
Actor act; l&(l$@t  
public : 3c'#6virz  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 8 ;gXg  
8F5|EpB9M  
template < typename Cond > 'xK.U I  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; Q(7ob}+jQ  
} ; @E9" Zv-$  
PO-"M)M  
5p"BD'^:  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 Zk-~a r  
最后,是那个do_ hlJpElYf  
IzLF'F  
-6~'cm  
class do_while_invoker (nSml,gU  
  { 0JyVNuHn  
public : HM[klH]s=  
template < typename Actor > "E*e2W  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const "9y( }  
  { </zXA$m  
  return do_while_actor < Actor > (act); Y g|lq9gD  
} -#:zsu  
} do_; ?,knit2x  
7N8H)X  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? EM j;2!  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 Fzq41jiS  
最后来说说怎么处理break和continue "eAy^,  
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。 .i"W8~<e  
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