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
  • 7790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 +=_Pl7?  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 P33E\O  
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, f/x "yUq  
1 W u  
SMyg=B\x?7  
p1nA7;B-m  
  class filler 2&m7pcls  
  { L7-nPH  
public : nM`)`!/  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} -ZB"Yg$l  
} ; Exr7vL  
7E95"B&w  
B (falmXJ  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: ||V:',#,W  
-eMRxa>  
FScQS.qF  
?>Aff`dHY  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); D6u>[Z[T  
vF&b|V+,  
Nz;;X\GI  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 c0 |p34  
U6Ak"  
ThxrhQ q[+  
&; \v_5N6  
二. 战前分析 bnGA.b  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 ho1F8TG=  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 b5Pn|5AVj  
Q6K)EwN  
U\ued=H  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); (4LLTf0  
  /* --------------------------------------------- */ 8;8}Oq  
vector < int *> vp( 10 ); d3GK.8y_z  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ja/[PHq"  
/* --------------------------------------------- */ ?=kswf  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); *-_Np u6  
/* --------------------------------------------- */ fR%8?6  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); nQ\k{%Q  
  /* --------------------------------------------- */ %jk PrI  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); )^TQedF  
/* --------------------------------------------- */ PS6`o  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); cy4'q ?r  
TpgBS4q  
&pm{7nH  
`qTY  
看了之后,我们可以思考一些问题: p/h&_^EXU  
1._1, _2是什么? UD{/L"GG  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 OX4D'  
2._1 = 1是在做什么? )*ckJK  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 B! V{.p  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 Q\L5ZJ%y/  
Br5Io=/wg  
!Yu-a!  
三. 动工 gf?^yP ;V  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ;Oy>-Ij5P  
- (1\ `g07  
P~e$iBH'  
dU6LB+A  
template < typename T > LltguNM$  
class assignment pm\X*t}L  
  { }eM<A$J  
T value; moR2iyO_  
public : de9l;zF  
assignment( const T & v) : value(v) {} |`wsKr'  
template < typename T2 > 7-I>5 3@  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } j_@3a)[NY  
} ; v\,%)Z/  
yipD5,TC  
z :v, Vu  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 v Lv@Mo  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment -G#k/Rz6  
sG2 3[t8  
E]U0CwFtr  
(JW?azU  
  class holder -P>=WZu  
  { :-La $I>  
public : 4rG 7\  
template < typename T > 1m;*fs  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const ,hLSRj{  
  { CqK#O'\  
  return assignment < T > (t); {yMA7W7]  
} l-}5@D[  
} ; RJwIN,&1.  
$3[\:+  
"H<#91^|  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: NxO^VUD  
<0)ud)~u  
  static holder _1; '-33iG  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ?i2Wst  
wg<|@z5  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ?7)(qnbe"  
而不用手动写一个函数对象。 2Fgt)`{!  
Wx$q:$h@q  
FJ8@b  
K#hYbDm  
四. 问题分析 qO{ ZZ*  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 2, V+?'^j  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 y[6&46r7D  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 jUvA<r  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 L~y tAZ,  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 'h>5&=r  
puN=OX}C  
五. 问题1:一致性 M5WtGIV  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| QhQ"OVFr#  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 8`2<g0V2  
,G|aLBn  
struct holder 6F.7Ws <  
  { nDB 2>J  
  // wZ8 MhE  
  template < typename T > kN |5 J  
T &   operator ()( const T & r) const ]/Yy-T#@  
  { OP`Jc$| 6  
  return (T & )r; ?%/u/*9rj  
} 68<Z\WP  
} ; ~X<cG=p~u  
7[v@*/W@  
这样的话assignment也必须相应改动: V!77YFen %  
Y%:0|utQC  
template < typename Left, typename Right > in #]3QGV  
class assignment m+2`"1IE[  
  { yISQYvSN  
Left l; aT:AxYn8  
Right r; L'XdX\5  
public : |F@xwfgb  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 3'*%R48P`  
template < typename T2 > hr4ye`c j  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } lI_Yb:  
} ; |"YA<e %  
/CI%XocB  
同时,holder的operator=也需要改动: 1Uemsx%'k  
=lC;^&D-0/  
template < typename T > hMeqs+  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const w zqd g  
  { 1i/::4=  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); nt0\q'&  
} T<+ht8&M8  
I+"?,Ej$K  
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。 $.Q>M]xH  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 u}}9j&^Xa  
Z%5nVsm:G  
return l(rhs) = r; g:DTVq  
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。 yvd `nV  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: #CA%]*l*F  
y (nsyA  
template < typename Tp > 4[#6<Ixf  
class constant_t \} Acq;  
  { / $9 :L  
  const Tp t; F|?+>c1}  
public : 9#&W!f*qO|  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} t'Eb#Nup3  
template < typename T > S6T!qH{6  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 7AO3-; l]  
  { tpa^k  
  return t; hB7pR"P  
} ^0~c 7`k`V  
} ; !ASoXQRz  
}B=qH7u.K  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 YWRE&MQ_  
下面就可以修改holder的operator=了 w=D%D8 r2  
& &" 'dL  
template < typename T > Lo9G4Cu  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const z^rhgs?4  
  { UOWIiu  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); :'y{dbKp"  
} <r<Dmn|\a  
j!x<QNNX  
同时也要修改assignment的operator() J-tq8   
J 0Hm)*  
template < typename T2 > J1tzHa6  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } R+{^@M&  
现在代码看起来就很一致了。 cophAP  
HkdN=q  
六. 问题2:链式操作 au~]  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 -VWCD,c  
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。 =_8 UZk.  
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。 _,_8X7  
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。 )WVItqQKV  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct VFl 1 f  
F?b'L JS  
template < typename T > >+:r '  
struct result_1 .]j#y9>&w%  
  { 9fP) Fwih  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; =R&)hlm  
} ; $N;"}G z  
>*`>0Q4y  
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: ?ds f@\  
ADYx.8M|9i  
template < typename T > 8cK\myn.  
struct   ref =w ^TcV  
  { [jl2\3*  
typedef T & reference; X`yNR;>  
} ; .!JMPf"QEI  
template < typename T > 6z#lN>Y-`  
struct   ref < T &> IXZ(]&we  
  { Z|ZBKcmg  
typedef T & reference; XogvtK*  
} ; .3{[_iTM  
2{t)DUs  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ;TL(w7vK  
0)d?Y  
template < typename T > F!7f_m0=  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const _0,"vFdj  
  { e'1 ^+*bU  
  return l(t) = r(t); (R_CUH  
} ?R;nL{  
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。 zmf"I[)  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 /Hv* K&}M  
,b<9?PM  
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 h/I@_?k+  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 3`58ah  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ;>9OgO  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ^^G-kg  
最后的布局是: ?"{QK:`  
                Add PZys  u  
              /   \ gyi)T?uS)  
            Divide   5 @Q;i.u{V  
            /   \ P*pbwV#|  
          _1     3 r\(v+cd  
似乎一切都解决了?不。 aS,a_b]  
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。 CI,lkO|C  
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。 K`hz t  
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: u_N\iCYp  
:T_'n,  
template < typename Right > Bul.RCP'  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const aXe{U}eow  
Right & rt) const jip\4{'N  
  { f hQy36i@  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); {Q)dU-\  
} ^:qD.h>&  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 Q0pzW:=s]  
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。 (cvh3',  
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。 ^J8uhV;w  
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。 |~SE"  
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。 #2\8?UPd  
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? R N@^j  
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: Mx8Gu^FW.d  
On=u#DxQ  
template < class Action > u7HvdLql  
class picker : public Action %yiD~&  
  { |/VL35b  
public : 9b1?W?"  
picker( const Action & act) : Action(act) {} Bi e?M  
  // all the operator overloaded SD?BM-&~  
} ; k({2yc#RD&  
q(IZJGb  
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。 m}98bw  
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: rFo\+//  
}sv!=^}BY3  
template < typename Right > ejVdxVr\7  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 5MxH)~VQoM  
  { CWs: l3_yn  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); {O)YwT$`  
} MY!q%  
SSE3tcRRl  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > lW p~t  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 EYkj@ .,  
wf?u (3/%  
template < typename T >   struct picker_maker .(|+oHg<  
  { BDy5J2<<7l  
typedef picker < constant_t < T >   > result; tQrS3Hz'nA  
} ; .`,F  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > / |GT\X4o  
  { KbAR_T1n  
typedef picker < T > result; MM#i t=u  
} ; L\YKdUL  
G$C }?"l  
下面总的结构就有了: Sk\n;mL:  
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。 4qt+uNe!  
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。 IZ*}idlkn/  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 'w(y J  
至此链式操作完美实现。 ;K_}A4K  
eIg+PuQD]  
f])M04<  
七. 问题3 3?2<W EYr  
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。 thuRNYv <  
zG#wu   
template < typename T1, typename T2 > Q&xjF@I  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const zsDocR   
  { %zzYleJ!]  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); o@9+mM"B)  
} GW3>&j_!d  
w$j{Hp6m  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: .n`( X#,*l  
~.Cv DJy  
template < typename T1, typename T2 > @RGDhwS47  
struct result_2 o)&"Rf  
  { GRT] aw  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 3pSj kS|?>  
} ; */w7?QOv  
jH>8bXQqZ  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? ;3;2h+U*  
这个差事就留给了holder自己。 CvK3H\.&;k  
    }3Y <$YL"R  
WULAty  
template < int Order > =A@>I0(7  
class holder; R_1qn  
template <> ~U$":~H[  
class holder < 1 > +@ MPQv  
  { s\gp5MT  
public : nO{ x^b <  
template < typename T > 2no$+4+z  
  struct result_1 o5swH6Y.)J  
  { iA'As%S1  
  typedef T & result; bb;(gK;F  
} ; bO3GVc+S  
template < typename T1, typename T2 > QXVC\@  
  struct result_2 nBz`q+V  
  { R>2IRvY(  
  typedef T1 & result; 9 |.Ao  
} ; BLn_u,3  
template < typename T > ?59'dGnz_  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Zw{MgoJ0Z  
  { "uKFOV?j&  
  return (T & )r; 53Yxz3v  
} I[0!S IqY  
template < typename T1, typename T2 > M:|8]y@  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const _?`&JF?*  
  { gKo%(6{n~  
  return (T1 & )r1; a460|w6  
} c8Z A5|  
} ; Qz,|mo+  
w^q7n  
template <> gEwd &J  
class holder < 2 > *geN [ [  
  { >&U @f  
public : ST Z]8cw  
template < typename T > m#e*c [*G  
  struct result_1 V`#.7uUP  
  { r37[)kJ  
  typedef T & result; 8 #}D : (  
} ; %}3qR~;  
template < typename T1, typename T2 > hmC*^"C>U=  
  struct result_2 BRS#Fl:  
  { O_;Dk W  
  typedef T2 & result; '<dgT&8C  
} ; R)5n 8  
template < typename T > !GwL,)0@^  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const -Z0+oU(?YE  
  { T2FE+A]n9  
  return (T & )r; 6C [E  
} sOBu7!G%  
template < typename T1, typename T2 > f>polxB%N  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const K j3?ve~  
  { t"vRc4mf  
  return (T2 & )r2; $ s-Y%gc  
} PuL<^aJ  
} ; Z=?aEU$7  
S`!-Cal`n  
-!e7L>w  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 s?rBE.g@}  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: mr:CuqJ  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: y_p.Gzy(^}  
IH9.F  
return l(i, j) = r(i, j); lg$zGa?  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) d0'HDVd  
<S?#@F\"S  
  return ( int & )i; [?k8}B)mHB  
  return ( int & )j; o-C#|t3hH  
最后执行i = j; @7oL#-  
可见,参数被正确的选择了。 lDxc`S  
~P .I<  
?D`T7KSe~D  
?6^|ZtB  
7zemr>sIh  
八. 中期总结 W-efv  
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: n.}E5 %qK  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 Cbm\h/PXl  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 `aC){&AP(  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor . pzC5Ah  
z (?=Iv3  
m ci/'b Xt  
YW/QC'_iC  
he(A3{'  
`=lc<T^  
九. 简化 "N?+VkZEv  
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。 u #w29Pm  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 (kv?33  
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: G\de2Q"d:O  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 )wvHGecp*  
  +-*/&|^等 Ho;X4lo[j  
2. 返回引用。 yQ,{p@#X8  
  =,各种复合赋值等 V[o`\|<  
3. 返回固定类型。 c0&Rg#  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ?a(L.3 E  
4. 原样返回。 Gh.[dF?  
  operator, 6( CDNMzj  
5. 返回解引用的类型。 Jg}K.1Hs  
  operator*(单目) T~0k"uTE  
6. 返回地址。 ;!!n{l$r'  
  operator&(单目) &-d&t` `  
7. 下表访问返回类型。 u&mS8i}  
  operator[] @a:>$t  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 wMqX)}>  
  operator<<和operator>> \R36w^c3  
?L&'- e@  
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。 .Z:zZ_Ev  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ^T"vX  
R\@/U=iqR  
template < typename Left > {!t7[Ctb  
struct value_return eq(am%3~  
  { ojvj}ln  
template < typename T > J &pO%Q=b  
  struct result_1 FKNMtp[`  
  { J_x13EaV0  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; CHrFM@CM  
} ; - K9c@?  
p$Ox'A4  
template < typename T1, typename T2 > aT>'.*\]  
  struct result_2 mGp.3{j  
  { (q+)'H%iK  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; OxI/%yv-c  
} ; QnZcBXI8  
} ; |7yAX+  
P9g en6  
V=:'SL*3|  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait \7Jg7*  
V-<GT ?  
下面我们来剥离functor中的operator()  1%4sHSN  
首先operator里面的代码全是下面的形式: I!e})Y  
=jB08A  
return l(t) op r(t) [<DZ*|+  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) KD`IX-r{s  
return op l(t) A C>`'Gx  
return op l(t1, t2) QFYWA1<pDh  
return l(t) op Tb3J9q+ya  
return l(t1, t2) op O+y-}7YX  
return l(t)[r(t)]  J5^'HU3  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Ut2y;2)a  
H,Z;=N_  
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: rE}%KsZ  
单目: return f(l(t), r(t)); 1pArZzm>  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ZovW0Q)m  
双目: return f(l(t)); 4"gM<z  
return f(l(t1, t2)); B!vmQR*1  
下面就是f的实现,以operator/为例  IiY/(N+J  
dZi"$ g  
struct meta_divide 0T Q$C-%  
  { (h >-&.`&  
template < typename T1, typename T2 > cSXwYZDx?  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) q Y#n'&  
  { 5$V_Hj  
  return t1 / t2; ^h69Kr#d4  
} 0NS<?p~_S  
} ; gb H<]?  
xuqv6b.  
这个工作可以让宏来做: a)wJT`xu  
 ,%uo6%  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ eeyHy"@  
template < typename T1, typename T2 > \ 1oc3$A  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; |&RU/a  
以后可以直接用 N<~t3/Nm  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) Ney/[3 A  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 8C*c{(4  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) SHe49!RA'{  
^s|6vd;PD=  
S:h{2{  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 xai*CY@cQ  
_f$^%?^  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > YB-h.1T-  
class unary_op : public Rettype d3D] k,  
  { \ExMk<y_&  
    Left l; r"P|dlV-  
public : KET2Ws[w  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 7S}_F^  
0*f)=Q'  
template < typename T > [ucpd  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const '.:z&gSqx0  
      { 6}d.5^7lr  
      return FuncType::execute(l(t)); o,_? ^'@  
    } n*2UnKaJ  
JpXlBEio%  
    template < typename T1, typename T2 > 3yVMXK  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const wOU_*uY@6'  
      { f|\onHI)>  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); C{U?0!^  
    } &5yV xL:  
} ; <g"{Wv: h  
W"k"I vTW}  
%5(I/zB  
同样还可以申明一个binary_op jYk&/@`Ly  
#d6)#:uss  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > hb}+A=A=+  
class binary_op : public Rettype ynthDE o  
  { ;lE%M  
    Left l; ?8'*,bK  
Right r; F(>Np2oi6  
public : .+$ Q<L  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} <3LbN FP  
32&;`]C  
template < typename T > M/b Sud?@%  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const a<^v(r  
      { Y3Yz)T}UkS  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); A^USBv+9`  
    } .P8&5i)'P,  
T;r2.Pupn  
    template < typename T1, typename T2 > V<GHpFi0  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const X $jWo@  
      { ZOh`(})hy  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); QIG$z?  
    } EJMM9(DQ7  
} ; 0XE4<U   
eA2@Nkw~)  
MTuV^0%jD  
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 NPy&OcRl  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 rC5 p-B%  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) Kp%2k^U  
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。 G<65H+)M\  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! >qnko9V  
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。。。 wW>A_{Y  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 d; boIP`M;  
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) s6 uG`F"  
下面是修改过的unary_op ztcp/1jIvS  
jeoz* Dz  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > (C\]-E>  
class unary_op f6hnTbJ  
  { I|qo+u)  
Left l; )_HA>o_?C:  
  &."iFe  
public : -r`.#c4  
u^^[Q2LDU}  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 5_GYrR2  
?:Uv[|S#>  
template < typename T > {$0mwAOH "  
  struct result_1 DX#Nf""Pw  
  { <cps2*'  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; em%4Ap  
} ; Ni9/}bb  
n] ._uza  
template < typename T1, typename T2 > xQ7l~O b  
  struct result_2 fDv2JdiU  
  { -_=nDH  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ,LHn90S  
} ; 3c-GY:VkLM  
~~D{spMVO  
template < typename T1, typename T2 > }bb;~  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const {'7B6  
  { - YEZ]:"  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); /6)<}#  
} *& BQTZ6  
6AAz  
template < typename T > BtkOnbz8X  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 3#3n!(  
  { `V}q-Zdy  
  return OpClass::execute(lt(t)); X-bcQ@Oj  
} 0yk]o5a++  
|mZxfI  
} ; 0"jY.*_EW  
xG~P+n7t5$  
;AG8C#_  
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 01 }D,W`  
好啦,现在才真正完美了。 zfJT,h-{  
现在在picker里面就可以这么添加了: b6,iZ+]  
Z@4Ar fl  
template < typename Right > ` 'DmDg  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 5AFJC?   
  { is?{MJZ_  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); .Y tKS  
} ROH|PKb7  
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。 =Qy<GeY  
\j$&DCv   
"{A(x }'Y4  
C7]f*TSC4  
T^zXt?  
十. bind S\CCrje  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 ?qb}?&1  
先来分析一下一段例子 aC]$k'71  
/2&c$9=1  
LQ@"Xe]5  
int foo( int x, int y) { return x - y;} u+9hL4  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 k R?qb6  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 1I%w?^sm_  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 5?f ^Rz  
我们来写个简单的。 Akq2 d;  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: NDN7[7E  
对于函数对象类的版本: nGC/R&  
^}RCoE  
template < typename Func > %Hu5K>ZNYp  
struct functor_trait W_JlOc!y  
  { Sj3+l7S?  
typedef typename Func::result_type result_type; p?02C# p  
} ; l[dK[4  
对于无参数函数的版本: wo3d#=   
=O~_Q-  
template < typename Ret > em y[k  
struct functor_trait < Ret ( * )() > bTI|F]^!  
  { ?>VLTp8]  
typedef Ret result_type; dB{Q" !  
} ; l|u>Tb|V  
对于单参数函数的版本: !Lu2  
]}V<*f  
template < typename Ret, typename V1 > Ugr!"Q#M  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > % aP!hy  
  { 0- B5`=yU  
typedef Ret result_type; 9=s<Ld  
} ; ko!)s  
对于双参数函数的版本: R!HXhQ  
W~)}xy  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 21n?=[  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > v_yw@  
  { t$`r4Lb9/  
typedef Ret result_type; `~cqAs}6]Q  
} ; ___~D dq  
等等。。。 Mc)}\{J  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy aEB_#1  
<;lkUU(WT2  
template < typename Func > b]e"1Y)D-  
struct func_return &1Ok`_plO  
  { )j6~Wy@4  
template < typename T > ]>!K3kB  
  struct result_1 }H53~@WP>  
  { Lw1Yvtn  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; !n`fTK<$  
} ; &< z1k-&!  
8C40%q..  
template < typename T1, typename T2 > d z|or9&  
  struct result_2  -uS!\  
  { &bS ,hbDt  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; <|HV. O/!  
} ; h0EEpL|\  
} ; j/DzCcp7  
)+#` CIv  
H8=N@l  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 juJklSD  
{FI&^39 F$  
template < typename Func, typename aPicker > cTifC1Pf  
class binder_1 "69s) ~  
  { =F|{# F  
Func fn; /'SNw?&  
aPicker pk; R*, MfV  
public : @NR>{Eg  
Z{*\S0^ST  
template < typename T > 7g^]:3f!   
  struct result_1 XPc^Tq  
  { [NTzcSN.  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; : 6jbt:  
} ; .xCZ1|+gG  
x>K Or,f  
template < typename T1, typename T2 > 4Z3su^XR  
  struct result_2 1C+13LE$U  
  { "Bkfoi  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; %UrueMEO  
} ; g _9C*  
v&\Q8!r_  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} w7L{_aom  
b! t0w{^w  
template < typename T > r `=I  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 2k~l$p>CN!  
  { #~]zhHI  
  return fn(pk(t)); H*n-_{h"t  
} { l/U6](  
template < typename T1, typename T2 > q1x`Bj   
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const `7E;VL^Y1  
  { T=DbBy0-  
  return fn(pk(t1, t2)); ^dWa;m]l  
} ^e,.  
} ; RNk\.}m  
kt#fMd$  
j^sg6.Z*  
一目了然不是么? ),%%$G\  
最后实现bind K8|r&`X0  
;?Tbnn Wn  
LVM%"sd?  
template < typename Func, typename aPicker > %6 zB Sje  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ~7w"nIs<c  
  { ,_ H:J.ik  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); mthA4sz  
} n&4N[Qlv,  
CZwXTHe  
2个以上参数的bind可以同理实现。 XX TL..  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 *CI#+P  
0.k7oB;f(@  
十一. phoenix 7%eK37@u  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: v,>Dbxn  
@t_=Yl2;  
for_each(v.begin(), v.end(), 'AH0ww_)n  
( DN57p!z  
do_ o:Sa, !DK  
[ &FN.:_E  
  cout << _1 <<   " , " ckE-",G  
] _>X+ZlpU:  
.while_( -- _1), 0^K">  
cout << var( " \n " ) eV?2LtT#5  
) Zba2d,8/  
); J{fH ['tzO  
RdR p.pb8  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: ;@Y;g(bw:  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor QE`bSI  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 e h?zNu2=  
那么我们就照着这个思路来实现吧: P?of<i2E  
q9r[$%G  
ZRU{ [4  
template < typename Cond, typename Actor > i6Emhji  
class do_while mSh[}%swj  
  { &Ys<@M7E:  
Cond cd; ~%kkeh\j  
Actor act; H*'IK'O  
public : %2V?,zY@  
template < typename T > ok\vQs(a  
  struct result_1 UhQj Qaa~  
  { ,M ^<CJ  
  typedef int result_type; 1ztG;\  
} ; ]Ntmy;Q   
jkF^-Up.  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} =R$u[~Xl2X  
)W _v:?A9  
template < typename T > 68C%B9.b'  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const |"CZT#  
  { 5(Q%XQV*P  
  do y,,dCca  
    { -ifFbT+x  
  act(t); 4yA+ h2  
  } 0rs"o-s<  
  while (cd(t)); N]=q|D  
  return   0 ; 8\A#CQ5b  
} ^KT Y?  
} ; eiaFaYe\  
XW)lDiJl  
!Pfr,a  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). Vd+T$uC  
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。 C{xaENp  
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。 ^ EQ<SCh  
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。 F8,RXlGfA[  
下面就是产生这个functor的类: ,G?WAOy,  
h_,i&d@(  
/dI&o,sA  
template < typename Actor > (m(JK^  
class do_while_actor T;a}#56{^  
  { ~H<6gN<j(.  
Actor act; oDAXiY$u  
public : 9`X\6s  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} hT&Y#fh  
>rmqBDKaQ  
template < typename Cond > 2*l/3VW  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; bUdLs.:  
} ; Q1I6$8:7  
x}I+Iggi  
J$w<$5UY  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 C]`$AqKl  
最后,是那个do_ qv KG-|j  
z3m85F%dR  
WUXx;9>  
class do_while_invoker o&)8o5  
  { k1Y?  
public : }I6veagK  
template < typename Actor > goOCu  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const dhf!o0'1M  
  { u5b|#&-mX  
  return do_while_actor < Actor > (act); W ]?G}Q;  
} X Dm[Gc>(~  
} do_; pG^  
m6\E$;`  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? +RMSA^  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 A,Vu\3HS  
最后来说说怎么处理break和continue ub#a`  
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。 1N#| }ad  
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
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五