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
  • 5351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 7}_!  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 9,]5v +  
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, yE} dj)wd  
5yVkb*8HS  
V|>oGtt7  
gLsU:aeCT  
  class filler fj,m  
  { KL'zXkS  
public : <:|3rfm#  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} tU/k-W3X  
} ; q:8_]Qt  
voe7l+Xk  
F%rHU5CkV  
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: ueG|*[  
ir3VTqz  
^ZTGJ(j7~  
,1/}^f6  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); [4J6 iF  
De_C F8  
EC6k{y}bA  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 :"o o>  
8p1ziz`4>$  
k8]O65t|  
/hv#CB>1x  
二. 战前分析 ug`NmIQP  
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。 ;PyZ?Z;  
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 >\A8#@1  
q|)Q9+6$+  
]+H ?@*b`  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 9tg)Mo%  
  /* --------------------------------------------- */ /( 6|{B  
vector < int *> vp( 10 ); W >(vYU  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); +'oX  
/* --------------------------------------------- */ IK^~X{I?  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 7L:7/  
/* --------------------------------------------- */ insY(.N  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); +[ .Yy  
  /* --------------------------------------------- */ x6'^4y])  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); $(q>mg:H  
/* --------------------------------------------- */ N6Z{BLZ  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ]|:uU  
vs&8wbS)  
_U)%kY8  
i z]rFNR  
看了之后,我们可以思考一些问题: rSV gWr8  
1._1, _2是什么? !Ngw\@f  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 l+y-Fo@  
2._1 = 1是在做什么? 34|a:5c  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 AN9[G  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 l)+:4N?iVv  
(S^ck%]]a!  
EqM;LgE=  
三. 动工 F:37MUQi  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 2)/NFZ  
g\M5:Qm  
`^U&#K  
Ey&aB YR  
template < typename T > HT`1E0G8)  
class assignment oYM,8 K  
  { >E"9*:.^a  
T value; u2sR.%2U<  
public : rU#li0 >  
assignment( const T & v) : value(v) {} mxqG-*ch-  
template < typename T2 > ?n'O Fpd  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } %kU'hzLg  
} ; q9}m!*8e  
eK`PxoTI-I  
,|To#umym>  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 . \5$MIF  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment (%< 'A  
]re'LC!d  
%c6E-4b  
"<l<& qp  
  class holder G5'_a$  
  { ]7qiUdxt:  
public : fUcLfnr  
template < typename T > 8V5a%2eV  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const Nf?\AK!  
  { LAZVW</  
  return assignment < T > (t); [>w%CY<Fd  
} 5 d ;|=K  
} ; r[HT9  
w+f=RHX"{  
O]nT>;PXX  
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: RIhOR8 )  
Q;26V4  
  static holder _1; E`@43Nz  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 V_a)jJ  
.RRlUWu  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); [!?wyv3  
而不用手动写一个函数对象。 T{S4|G1R6  
VO`"<  
bsO@2NP'  
}e=e",eAT  
四. 问题分析 5()Fvae{k  
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。 k90B!kg  
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。 y(8d?]4:_  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 &:!ij  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ?q%b*Ek  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 FDLd&4Ex  
V-vlTgemwc  
五. 问题1:一致性 <TjBd1  
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?| zk>h u<_  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 |< N frz  
NfF~dK|  
struct holder koH4~m{  
  { %D^bah f  
  // .C5@QKU  
  template < typename T > |%ZpatZA5  
T &   operator ()( const T & r) const Bxv8RB  
  { H~m]nV,r  
  return (T & )r; JE)J<9gf  
} u7muaSy  
} ; `-D$Fsl  
VG#Q;Xd}  
这样的话assignment也必须相应改动: V.,bwPb{9  
K+mU_+KRp  
template < typename Left, typename Right > R`Qp d3  
class assignment j-* TXog  
  { c$#GM57V  
Left l; .3g&9WvN!Z  
Right r; 2X_>vIlEm  
public : F aWl,}]  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} H7jTQW0rp5  
template < typename T2 > cV]y=q 6  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 7!- \L7<  
} ; $- w5o`e  
eU~?p|Np  
同时,holder的operator=也需要改动: ve%l({  
X>/K/M  
template < typename T > &"AQ; %&N  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const L<)Z>@fR  
  { 0P9Wy!f7  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); "/y|VTV"  
} *8206[y  
KW>VOW<.  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 "%kG RHq  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 c * 1S}us  
R HXvee55  
return l(rhs) = r; 1"$R 3@s;  
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。 T?e9eYwS  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: k5s?lWH  
Nu+wL>t  
template < typename Tp > qT 0_L  
class constant_t ` @>ZGL:  
  { xA9V$#d|  
  const Tp t; lWlUWhLnP  
public : L?.7\a@  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} _3U|2(E  
template < typename T > l4Y1(  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const "7?t)FOo  
  { xSOoIsL[  
  return t; 2H>aC wfX  
} H%~Q?4  
} ; 6JWGu/A  
8GW ut=D  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 SW=aHM  
下面就可以修改holder的operator=了 *2#FRA#q  
P#F_>GB  
template < typename T > q]+)c2M  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const i;avwP<0  
  { S[.5n]  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); TnxU/)  
} 9C>ynH  
.h!9wGi`  
同时也要修改assignment的operator() 1!f2*m  
<>&89E%j'  
template < typename T2 > c&A]pLn+x  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 1)gv%_  
现在代码看起来就很一致了。 %Il;B~t  
tgfM:kzw  
六. 问题2:链式操作 H-m`Dh5{  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 &]*|6cR$E  
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。 jDJ.  
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。 *XOS.$zGz  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 B%y! aQep  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct >eu `!8  
8k%H[Smn:  
template < typename T > o6/Rx#A  
struct result_1 .&L^J&V  
  { ^^'[%ok  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 9Yd-m  
} ; UXQb ={  
}`4K)(>4nG  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: SCI1bMf  
&EGY+p|2Y  
template < typename T > n)Hk8)^8  
struct   ref RAdvIIQp:  
  { T[m ~6  
typedef T & reference; Q{8qm<0g  
} ; 2!{N[*)  
template < typename T > rEg+i@~  
struct   ref < T &> <gR`)YF7  
  { a2[ 8wv1  
typedef T & reference; z6Fun  
} ; yX3PUO9  
phe"JNML  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: OM1*Iy  
m^5s >hUl  
template < typename T > *|@+rbjVC  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const |zT%$  
  { \!m!ibr  
  return l(t) = r(t); ,v|CombIc.  
} $}V7(wu 6@  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 [Yn;G7cK  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 N*HH,m&  
 JUmw$u  
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 Ko]QCLL  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 4VC/-.At  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 9armirfV'P  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 `~0P[>|+  
最后的布局是: zU=YNrn  
                Add l#p }{  
              /   \ KQ-,W8Q5  
            Divide   5 vT&j{2U7XW  
            /   \ ]DGGcUk7  
          _1     3 EqVsxwa  
似乎一切都解决了?不。 9=H}yiJz  
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。 _`slkw P.  
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。 bx;yHIRb  
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: ?VUgwP_=  
,9F*96  
template < typename Right > c{^i$  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const 5XI;<^n2  
Right & rt) const fm[_@L% x  
  { v/]Qq  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); l t&$8jh  
} OTnu{<.a  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 %3ou^mcj  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 7s0)3HR}  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 z7| s%&  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 |*Of^IkG0  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 -m E  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么?  { VS''Lv  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: hEVjeC  
bcUC4g\9N  
template < class Action > qPL^zM+  
class picker : public Action r9+E'\  
  { H&~5sEGa  
public : ]z+*?cc  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ROPC |  
  // all the operator overloaded =fL6uFmxI@  
} ; |= tJ|  
iTj"lA  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 UY1JB^J$  
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: YCirOge  
dMey/A/VYt  
template < typename Right > pp*bqY  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const aJEbAs}  
  { P'-JbPXU  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ^fFtI?.6jI  
} i,mrMi c#  
#>7')G  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > e} sc]MTM  
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。 =Jsg{vI  
<$RS*n  
template < typename T >   struct picker_maker _8,vk-,'  
  { j l;kcGE  
typedef picker < constant_t < T >   > result; N$N;Sw  
} ; #H'sZv  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > "Czz,;0  
  { ,`ZPtnH+  
typedef picker < T > result; X_vI0YX9  
} ; 3*CzXK>`M&  
7 JxE |G  
下面总的结构就有了: &&]"Y!r -  
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。 =-OCM*5~S  
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。 t}5'(9  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ,:0Q1~8  
至此链式操作完美实现。 %E4$ZPSW  
^Nd|+}  
dH ^b)G4  
七. 问题3 tqff84  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 `f\5p+!<7R  
=XZF.ur  
template < typename T1, typename T2 > pb=jvK  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const <Cf7E  
  { -_y~rx >  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 5W?yj>JR  
} g28S3 '2  
g\ 8#:@at  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: 9f@#SB_H  
5QqJ I#4~  
template < typename T1, typename T2 > fK)ZJ_?w,@  
struct result_2 y8<lp+  
  { c,6<7  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; "i!2=A8k  
} ; &LCUoTzj  
2 ||KP|5@  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? %f_)<NP9=  
这个差事就留给了holder自己。 !~Hafn-1  
    (hhdbf  
?c|`R1D  
template < int Order > U6/m_`nc  
class holder; :0J-ek.;  
template <> jw`&Np2Q  
class holder < 1 > kr/1Dsr4  
  { {u(}ED#p  
public : x?k  
template < typename T > A^T~@AO  
  struct result_1 SX_kr^#  
  { <6d{k[7fz)  
  typedef T & result; +XU$GSw3(  
} ; xWC\954  
template < typename T1, typename T2 > %0ll4"  
  struct result_2 eZ8Y"i\!y  
  { {f@xA  
  typedef T1 & result; J9b?}-O)  
} ; *tq|x[<  
template < typename T > o*O "\/pmF  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const OH-~  
  { ~>Hnf_pZO  
  return (T & )r; C }h<ldlY  
} # `N6<nb  
template < typename T1, typename T2 > q5?rp|7D  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const bWX[<rh'  
  { k$UzBxR  
  return (T1 & )r1; Mm>zpB`qP  
} +LQs.*  
} ; 6k@%+<1  
T!=20!I  
template <> I:uQB!  
class holder < 2 > }\PE {  
  { 'gk81@|  
public : zJy 89ib'  
template < typename T > h+zkVRyA  
  struct result_1 .J<qfQ  
  { i(&6ys5  
  typedef T & result; brYYuN|Vc  
} ; j(@g   
template < typename T1, typename T2 >  H3/Y  
  struct result_2 Hg gR=>s  
  { gJcXdv=]2  
  typedef T2 & result; {E3<GeHw4  
} ; {.' ,%)  
template < typename T > ,<^tsCI  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 4t%:O4 3e  
  { }<}`Q^Mlk  
  return (T & )r; 3IJI5K_  
} T;4gcJPn"M  
template < typename T1, typename T2 > Sob $j  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const = h<? /Krs  
  { Zgy2Pot  
  return (T2 & )r2; 2h|(8f:y  
} /C,>  
} ; ,#'o)O#  
?|Q5]rhs  
}(g+:]p-  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 i)ES;b4  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: HYI1 o/}  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 764}yV>  
 f>wW}-  
return l(i, j) = r(i, j); Il&"=LooZ  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 5uD#=/oV  
jnU*l\,  
  return ( int & )i; jOm&yX  
  return ( int & )j; mP5d!+[8  
最后执行i = j; Ch \ed|u  
可见,参数被正确的选择了。 {'c%#\  
WDH[kJ  
u':0"5}  
:m)Rmwn_  
nuQLq^e  
八. 中期总结 jy__Y=1}  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: Gwrx) Mq  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义  +,F= -  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ax{-Qi7z-+  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor lU50.7<08  
KWigMh\r  
Z#TgFQ3u  
}eDX8b8emA  
\HP,LH[P:  
xXY)KI N[  
九. 简化 4|@FO}rK[l  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 0LHiOav  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 RESGI}u  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: "13 :VTs[5  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 s:jL/%+COZ  
  +-*/&|^等 ;FgEE%  
2. 返回引用。 [Tb3z:UUvf  
  =,各种复合赋值等 tEWj}rX   
3. 返回固定类型。 N5w]2xz!  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) )q]j?Z.  
4. 原样返回。 jK C qH$  
  operator, a9@l8{)RX  
5. 返回解引用的类型。 `i>B|g-  
  operator*(单目) Z_OqXo=  
6. 返回地址。 9h,yb4jPP  
  operator&(单目) v4k=NH+w  
7. 下表访问返回类型。 WJFTy+bD  
  operator[] vu.S>2Wv  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 s!o<Pd yJK  
  operator<<和operator>> TNyY60E  
cV,03]x  
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。 YZ%f7BUk  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: *l?% o{  
_"w!KNX>(~  
template < typename Left > ++{+ #s6  
struct value_return Kt* za  
  { / =Uv  
template < typename T > "$:y03V  
  struct result_1 /?dQUu ^z  
  { RY/ Z~]  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; /hEGk~  
} ; $hE'b9qx  
H;7H6fyZ  
template < typename T1, typename T2 > c"sw@<HG  
  struct result_2 _OxnHf:|  
  { .&yWHdQC:  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; (27F   
} ; VY&9kN  
} ; u, SX`6%  
yA>p[F  
qf&a<[p~  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait _8b>r1$  
k}0  
下面我们来剥离functor中的operator() ={i&F  
首先operator里面的代码全是下面的形式: +$mskj0s  
OB  i!fLa  
return l(t) op r(t) qP^0($  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) @ H`QLm  
return op l(t) 'a{5}8+8  
return op l(t1, t2) em9]WSfZ@`  
return l(t) op 8^"|-~#<  
return l(t1, t2) op qyBK\WqaP  
return l(t)[r(t)] )J6b:W  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] fi4/@tV?$L  
% /4_|@<'  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: J%[N-  
单目: return f(l(t), r(t)); T#^6u)  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); "KT nX#<0  
双目: return f(l(t)); tA u|8aL  
return f(l(t1, t2)); B?YfOSF=5  
下面就是f的实现,以operator/为例 W%XS0k}x  
?o DfI  
struct meta_divide l'{goyf  
  { Y)5uK:)^  
template < typename T1, typename T2 > rnBeL _8C  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 4a\+o]  
  { ]jY)M<:J4  
  return t1 / t2; n]{}C.C=  
} ;o@`l$O   
} ; H=BR -  
WT {Cjn  
这个工作可以让宏来做: Vq7 kA "  
"yq;{AGOGl  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ \w_[tPz}  
template < typename T1, typename T2 > \ >E,L"&_j  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; `M<G8ob  
以后可以直接用 kuud0VWJ  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) adE0oXQH"  
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 IlL   
(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。。。) .&Gtw _  
`V_/Cz_}D  
:3*oAh8|  
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 %mv x}xV  
NGQIoKC  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ]{U*+K%,J  
class unary_op : public Rettype 6)<oO(  
  { ^yZSCrPGI  
    Left l; b`Ek;nYek  
public : 9/KQAc*  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} B;7s]R  
I%|s  
template < typename T > KQZRzX>0  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const (V?`W7  
      { s ;Nu2aOp7  
      return FuncType::execute(l(t)); XUNgt(OGR'  
    } 5h^qtK  
(9_e >2_  
    template < typename T1, typename T2 > $`{q =  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ] "vdC}  
      { iw;Alav"x  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); A"ph!* i{  
    } kRa$jD^?  
} ; jtpNo~O  
&'2l_b  
'u%;6'y  
同样还可以申明一个binary_op Z:gsguX  
AG%es0D[H  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > {cHTg04  
class binary_op : public Rettype K{h]./%  
  { `CouP-g.  
    Left l; 9>, \QrrH  
Right r; *<5lx[:4/x  
public : iZ;jn8  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} #{`NJ2DU]  
{"(|oIo{  
template < typename T > k ZEy  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const uH h2>Px  
      { -xEg"dY/  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); mYRR==iDL  
    } r~a}B.pj  
[/^g) ^s:  
    template < typename T1, typename T2 > m,_oX1h  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 1fp&"K:yR  
      { yf>,oNIAg  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 1@@]h!>k:  
    } ~;a* Oxt  
} ; 1:V/['|*g)  
oYm"NDS_.  
$k=rd#3  
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 l%w|f`B:  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 B|w}z1.  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) $jL.TraV7  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 uty]-k   
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! L )"w-,zy  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 RS=7W._W  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 fP*C*4#X  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) KDzIarC  
下面是修改过的unary_op 7cSvAX0Z.  
0drc^rj !  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > >CA1Ub&ls  
class unary_op 9{&x-ugM  
  { 49>yIuG  
Left l; +eat,3Ji  
   %tjEVQa  
public : Q'LU?>N)/  
, >6X_XJQ  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} } trMQ  
ld0WZj  
template < typename T > }Q*ec/^{f  
  struct result_1 D^4V"rq  
  { t*$@QO  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; v0p EN\  
} ; p[I gnO  
ba.OjK@  
template < typename T1, typename T2 > EH%j$=@X  
  struct result_2 * tqeq y-X  
  { g-`NsqzD  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Va:jMN  
} ; J#^M   
3KZ h?~B  
template < typename T1, typename T2 > #7)6X:/O  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const -UE-v  
  { c73ZEd+j  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); AS398L  
} #6nA^K}  
IEj`:]d  
template < typename T > $xwF;:)  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const cwM0Z6  
  { @bE?WXY  
  return OpClass::execute(lt(t)); H$HhB8z3  
} !ym5' h  
ng\S%nA&J  
} ; U$%w"k7^(  
B.b)YE '  
3x$#L!VuU  
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 x-EAu 3=V  
好啦,现在才真正完美了。 jk?(W2c#{  
现在在picker里面就可以这么添加了: <aS1bQgaU  
o qTh )  
template < typename Right > q2Dg~et  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const GH!#"Sl8Z  
  { dzap]RpB  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ^8*.r+7p  
} P=GM7  
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。 / ffWmb_4  
R2{X? 2|$  
LNW p$"  
_7VU ,  
2I5@zm ea  
十. bind $1F9TfA  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 4O'ho0w7  
先来分析一下一段例子 w\a#Bfcv  
xFh}%mwpt[  
>U]. k8a)  
int foo( int x, int y) { return x - y;} qx NV~aK  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 _,QUH"  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 bzTM{<]sv  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 G"(!5+DLy  
我们来写个简单的。 [ CY=  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: *&km5@*  
对于函数对象类的版本: N_U D7P1  
Yp$lc^)c>  
template < typename Func > p_D)=Ef|&  
struct functor_trait y+_U6rv[  
  { z'o+3 zq^  
typedef typename Func::result_type result_type; ~V5jjx*  
} ; ! `o =2b=N  
对于无参数函数的版本: 8dNJZoV  
%$Uw]a  
template < typename Ret > nN: i{t4f  
struct functor_trait < Ret ( * )() > pbNVj~#6  
  { aE}u5L$#  
typedef Ret result_type; YZd4% zF  
} ; BRT2=}A  
对于单参数函数的版本: Y\\&~g42R2  
P]G2gDO  
template < typename Ret, typename V1 > te_D  ,  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > O-RiDYej  
  { xK f+.6 wz  
typedef Ret result_type;  zcc]5>  
} ; ay2.C BF  
对于双参数函数的版本: jw H)x  
b^1!_1c  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > !^%b|=[  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > mOBS[M5*  
  { 0< !BzG  
typedef Ret result_type; 7_LE2jpC,5  
} ; Lgy}Gm8u5  
等等。。。 FTn[$q  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy t_3XqjuA  
P<U{jkM\/  
template < typename Func > FRr<K^M  
struct func_return i4l?q#X  
  { 6w' ^,V  
template < typename T > D0~mu{;c$  
  struct result_1 aV1(DZ83  
  { MQ01!Y[q_7  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 4GJsVA(d|  
} ; +'l@t bP  
K.k=\N  
template < typename T1, typename T2 > +g*Ko@]m>  
  struct result_2 #'8E%4  
  { 6<2 7}S  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; <7qM;) g  
} ; +%0+  
} ; 8ARpjYZP  
Q~`n%uYg\{  
Oo,<zS=ICk  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 Pp?J5HW  
N. uw2Y%  
template < typename Func, typename aPicker > [b`k\~N4r  
class binder_1 yZ K j>P1  
  { 6+>q1,<  
Func fn; Gk<h_1WWK  
aPicker pk; >zhbOkR9c  
public : [/I4Pe1Yj%  
arnu|paw  
template < typename T > n@xU5Q  
  struct result_1 0@z78h=h  
  { {epsiHK@tK  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 3AWg43L7  
} ; mwBOhEefNJ  
`.@N9+Aj  
template < typename T1, typename T2 > Y?Xs Z  
  struct result_2 X\_ku?]v  
  { Av{1~%hU  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Rv }e+5F  
} ; jZ)1]Q2  
{'JoVJKv  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 0q81H./3  
A^G%8 )\  
template < typename T > [H!V  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const M Su_*&j9T  
  { R{/nlS5  
  return fn(pk(t)); 3(X"IoNQ  
} lbMb  
template < typename T1, typename T2 > 4]B(2FR[8  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const XB2[{XH,  
  { .(D-vkz'  
  return fn(pk(t1, t2)); $Z #  
} w18kTa!4@  
} ; 0} uH  
R'He(x  
sdrALl;w|  
一目了然不是么? YajUdpJi  
最后实现bind }k$2r3  
=*fOej>G  
V|Smk;G  
template < typename Func, typename aPicker > oJEind>8O  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) JS} iNS'X  
  { D >$9(  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); yi PMJ  
} THC34u]  
R0vWj9nPh  
2个以上参数的bind可以同理实现。 B\`4TU}kE  
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。 4vF1  
UH2fP G  
十一. phoenix j8P=8w{  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: R!5j1hMN`  
6cDe_v|,  
for_each(v.begin(), v.end(), O1V s!  
( s"s^rC  
do_ "6o}g.  
[ ;.+sz(:hm  
  cout << _1 <<   " , " [BWA$5D)Ny  
] &c%;Lo  
.while_( -- _1), v25]}9/C  
cout << var( " \n " ) w*n@_n={  
) {wVj-w=<W  
); /SO 4O|b  
)ERmSWq/u  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: _NA[g:DZ&O  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor ye4 T2=  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 %v5IR  
那么我们就照着这个思路来实现吧: +G)L8{FY(  
hX;JMQ915  
e'Njl?>3  
template < typename Cond, typename Actor > 5 o-WA1  
class do_while 7,X5]U&A<x  
  { s|FfBG  
Cond cd; Pv@Lx+ k  
Actor act; 1ayL*tr  
public : L;6L@D6  
template < typename T > G&,F-|`  
  struct result_1 "k&QS@l  
  {  xY v@  
  typedef int result_type; YBF|0A{[Y  
} ; 4Qwv:4La  
r2"B"%;  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} UaG })  
d.>Zn?u4L  
template < typename T > _[M*o0[@W  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Qu]F<H*Y|  
  { ;&=c@>!xP#  
  do vuN!7*d+  
    { :Aq==N_/2  
  act(t); R<]f[  
  } !X5n'1&  
  while (cd(t)); |}$ZOwc  
  return   0 ; $IUe](a{d  
} Qx<86aKkF  
} ; w`ebZa/j  
?y"= jn  
?Pbh&!  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). `?P)RS30  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 pQ2'0u5w5  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 n;QMiz:yY  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 qGivRDR$  
下面就是产生这个functor的类: 3;v%78[&P  
'z\$.L  
V[#eeH)/  
template < typename Actor > /N=;3yWF  
class do_while_actor 3Q;XvrGA  
  { :$ qa  
Actor act; +s$` kl  
public : G)cEUEf d  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} wB%N}bi!  
d x52[W  
template < typename Cond > +t[i68,%  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ?azi(ja  
} ; `!- w^~c  
V\|V1c  
K-X@3&X}  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ^&8FwV]  
最后,是那个do_ >tGl7Ov  
&-R(u}m-F  
Le,e,#hiY  
class do_while_invoker =pa F6!AB  
  { V =9  
public : jt5:rWB  
template < typename Actor > a|Yry  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const MqKf'6z  
  { D2N<a=#  
  return do_while_actor < Actor > (act); N Ftmus  
} T #OrsJdu  
} do_; <4Ev3z*;Z  
P[q 'Y^\  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? N$I@]PL  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 BK *Bw,KQ<  
最后来说说怎么处理break和continue .G/>X%X  
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。 M dKkj[#  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

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