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
  • 7736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 4-SU\_  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 <uB)u>3   
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, ut\ X{.r7  
Gv G8s6IZ  
XP o#qT8n  
;lb  
  class filler xok T  
  { i6k6l%  
public : 9ghzK?Yc  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} XXn3K BIf  
} ;  c`\/]  
-*KKrte  
Q"u2<  
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: [pEb`s  
{g1"{  
^gx~{9`RR  
C.:S@{sK  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); hvO$ f.i  
48^C+#Jbc  
!`H{jwH  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 u28$V]  
I50Ly sM  
cL*oO@I&_  
!9NF@e'&!  
二. 战前分析 n.8870.BW  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 qx1Js3%  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 #~/9cVm$  
R,78}7B  
$`W3`}#fM  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); |3E|VGm~  
  /* --------------------------------------------- */ Zl&ED{k<  
vector < int *> vp( 10 ); AQ(n?1LU  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 7glf?oE  
/* --------------------------------------------- */ [<U=)!Swg  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); TA/hj>rV  
/* --------------------------------------------- */ W[DoQ @q  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); j0+D99{R  
  /* --------------------------------------------- */ WgR%mm^  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); q?mpvpL G  
/* --------------------------------------------- */ U W8yu.`?  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); =dHdq D  
cq?,v?m  
Z7pX%nj_  
zF^H*H  
看了之后,我们可以思考一些问题: dl8f]y#Q  
1._1, _2是什么? k6z ]-XG  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 Uaux0W  
2._1 = 1是在做什么? zE1=P/N  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 h>*3i#  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 Hs8JJGXWB  
J`0dF<<{[y  
[Q8Wy/o Q  
三. 动工 >gL&a#<S  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: Tim/7*vx  
{aV,h@>  
6p&2 A  
ltk ARc3  
template < typename T > =to.Oa RR  
class assignment 5655)u.N8  
  { MHt ~ZVH  
T value; @|"K"j#  
public : PE6,9i0ee  
assignment( const T & v) : value(v) {} 7_Te-i  
template < typename T2 > =&k[qqxg  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } |ITCw$T  
} ; XaE*$:   
2f%+1uU  
)i.pE ]!+  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 G?LC!9MB  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment _]ZlGq!L  
?8s$RYp14  
J,:;\Xhl  
y"7*u 3>"  
  class holder YW~ 9N  
  { 7D>_<)%d=  
public : 1'p=yHw  
template < typename T > V>obMr^5  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const >0iCQKq  
  { AFBWiuwI3  
  return assignment < T > (t); IIGx+>  
} ]gnEo.R  
} ; ' e!WZvr  
^yl}/OD  
iyR"O1]  
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: :eL[nyQr  
{"$ [MYi:  
  static holder _1; b|E ZD3y  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 6!itr"  
J9XH8Grk-  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ojm IEzsz  
而不用手动写一个函数对象。 a @3s71  
0:I<TJ~P  
* Wp?0CP  
.)bNi*&  
四. 问题分析 @x!+_z  
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。 -w"lW7  
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。 -(lP8Y~gFY  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 [lSQMoi3  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 }!Pty25j  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 j+ L:Ao  
CSW+UaE  
五. 问题1:一致性 rx9y^E5T`;  
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?| 6yAZvX  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 v ?,@e5GZ  
I7=A!C"  
struct holder W)T'?b'.  
  { 2cIbX  
  // [iO8R-N8d  
  template < typename T > 1/;E8{  
T &   operator ()( const T & r) const 1$C?+H  
  { P{QHG 3  
  return (T & )r; .Oc j|A6  
} ?D)$O CS  
} ; :IJ<Mmb  
W4k$m 2  
这样的话assignment也必须相应改动: id8QagJ  
#%E^cGfY  
template < typename Left, typename Right > bnanTH9-  
class assignment b$*2bSdv0<  
  { [dFcxzM-N  
Left l; r1vS~ 4Z  
Right r; { m{nCl)y  
public : r7?nHF  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ]63! Wc  
template < typename T2 > 's5rl  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } $X/'BCb  
} ; :X-S&S X0  
kFmtE dhsc  
同时,holder的operator=也需要改动: ~&MDfpl  
olxxs(  
template < typename T > Q/4ICgo4  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ZADMtsk  
  { _$D!"z7i  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); <pHm=q/U  
} z8{-I@+`  
GGcODjY>  
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。 b30Jr2[  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 X?< L<:.  
(&v|,.c^)1  
return l(rhs) = r; d-tg^Ot#  
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。 _TsN%)m  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: |Z2"pV  
A4#F AFy  
template < typename Tp > zG9D Ph  
class constant_t h:?qd  
  { m$v >r\*X  
  const Tp t; i+~BVb  
public : +s8R]3NJ_H  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} rrj.]^E_~  
template < typename T > "gm5 DE  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const GtZ.' ?-  
  { 2;:p H3  
  return t; a`f@&A`z  
} S`FIb'J  
} ; ,i<cst)$u  
{y6h(@I8\  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 zSfUM.fM  
下面就可以修改holder的operator=了 R0tT4V+  
$)o0{HsL+  
template < typename T > Kn@#5MC rU  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ,3f>-mP  
  { 7[qL~BT+  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); IHd W!q  
} Tjrb.+cua  
m26YAcip}  
同时也要修改assignment的operator() c};%VB  
'=Lpch2J  
template < typename T2 > U1) Zh-aR  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } sw$uZ$$~#  
现在代码看起来就很一致了。 t;h`nH[  
<Oh i+a%6  
六. 问题2:链式操作 _~\ } fY  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 kln)7SzPuk  
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。 Rb:<?&7ZzN  
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。 ;e5PoLc  
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。 J-dB  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct t$Rc 0  
A7+ZY,  
template < typename T > oU\7%gQ  
struct result_1 !1=OaOT  
  { o#f"wQH;p  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; O |P<s+  
} ; t&{;6MiE  
=VuSi(d;e{  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: 3lpxh_  
/R=MX>JA;  
template < typename T > W>d)(  
struct   ref OmBz'sp:  
  { c6 mS  
typedef T & reference; !aF~5P7%  
} ; QtKcv7:4  
template < typename T > +c<iVc|  
struct   ref < T &> -W('^v_*  
  { w($a'&d`0  
typedef T & reference; =ejU(1 g  
} ; Y 2ANt w@  
XxmWj-=qO  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: Kh$"5dy  
=#W:z.w  
template < typename T > 3_XLx{["'  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 7mMGH(  
  { (wZ!OLY%}  
  return l(t) = r(t); A<)n H=G&  
} YWH>tt 9  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 H"AL@=  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 Hm'"I!jyO  
o6O-\d7^M  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 kpn|C 9r  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: tjXg  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 66eJp-5e8  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 23^>#b7st  
最后的布局是: 'A:Y&w"r  
                Add `Fr ,,Q81\  
              /   \ FJ~d&L\l  
            Divide   5 )x/#sW%)  
            /   \ z f SE7i0  
          _1     3 }bS1M  
似乎一切都解决了?不。 l6HtZ(  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 ! s =$UC  
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。 (cLKhn@  
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: C][hH?.  
6Oy:5Ps8a  
template < typename Right > a`w=0]1&*  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const =figat  
Right & rt) const iLSUz j`  
  { K.}jOm  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Zwc&4:5%  
} cl^UFl f[  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 YTefEG]|q  
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。 %MHL@Nn>e  
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。 Cst1nGPL  
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。 ^vd$j-kjTP  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 .2JZ7  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? jD S\  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: ?l6yLn5si^  
(v/L   
template < class Action > l.pxDMY  
class picker : public Action _D4qnb@  
  { j "<?9/r  
public : )?[7}(4jI  
picker( const Action & act) : Action(act) {} 1i z =i^}  
  // all the operator overloaded [m:cO6DM,  
} ; 7Fo^ :"  
/(s |'"6  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 I(~([F2  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: @ ,X/Wf  
Gxe)5,G  
template < typename Right > }XBF#BN  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const C%yH}T\s  
  { e x Z/  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); k(H]ILL  
} wGLMLbj5  
-r cEG!  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > =_k  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 Lf%3-P  
30^q_|l:]  
template < typename T >   struct picker_maker ^x O](,H  
  { 85&7WAco"B  
typedef picker < constant_t < T >   > result; Xf&YcHo  
} ; Z]b;%:>=  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > O/#3QK  
  { ,HDhP  
typedef picker < T > result; dM^EYW  
} ; tdRvg7v,N%  
Q |o$^D,  
下面总的结构就有了: k5-4^  
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。 K9xvog  
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。 UeFJ5n'x:  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 2EM6k|l5  
至此链式操作完美实现。 _0Ea 3K  
A!!!7tj  
F,S)P`?  
七. 问题3 hev;M)t  
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。 M2cGr  
*bp09XG  
template < typename T1, typename T2 > z# &1>  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const e]1'D  
  { | I:@:  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); #:BkDidt2v  
} <Mvni z  
}d; 2[fR)  
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: ep"{{S5g  
rGNa[1{kRs  
template < typename T1, typename T2 > 8'@5X-nD  
struct result_2 {K+f& 75  
  { yH" i5L9  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; sTP\}  
} ; ^=^\=9" b  
TsT5BC63  
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? X>`03?L  
这个差事就留给了holder自己。 qZF&^pCF}  
    Z4Q]By:/L  
} .045 Wuu  
template < int Order > AJB NM  
class holder; zB0*KgAn{  
template <> bDl#806PL  
class holder < 1 > MuMq%uDA"  
  { s1wlOy  
public : z<9C-  
template < typename T > &1<[@:;  
  struct result_1 ORrZu$n`p  
  { *7H *epUa  
  typedef T & result; =5*Wu+S4r  
} ; 'd Be,@  
template < typename T1, typename T2 > rkji#\_-FV  
  struct result_2 Lqxh y s  
  { rM.Pc?Z  
  typedef T1 & result; `w#VYs|k  
} ; ^z!=,M<+{  
template < typename T > 6oLOA}q   
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const "{vWdY|"  
  { vC>2%Zgf-  
  return (T & )r; '.z7)n  
} [- 92]  
template < typename T1, typename T2 > ?XdvZf $  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Nb:j]U  
  { ds+K7B$  
  return (T1 & )r1; mZB:j]T  
} m%u`#67oK  
} ; 'lE{Nj*7  
: 8>zo  
template <> _4) t  
class holder < 2 > Uv[a ~'  
  { kJ"rRsK  
public : p@~Y[a =  
template < typename T >  kSEA  
  struct result_1 %t,42jQ9  
  { Tv7W)?3h  
  typedef T & result; r3?8nQ$  
} ; MOB4t|  
template < typename T1, typename T2 > CC!`fX6z>h  
  struct result_2 } 'xGip@W  
  { p/_W*0/i  
  typedef T2 & result; Txo{6nd/  
} ; [r>hK ZU2  
template < typename T > XM!oN^  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const <-N eusx%  
  { I`XOvSO  
  return (T & )r; !QAndg{;D  
} KL?<lp"  
template < typename T1, typename T2 > "k + :!D  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Bn 8&~  
  { -SD:G]un  
  return (T2 & )r2; "UD)3_R  
} QE"$Lc)  
} ; Mz$qe  
#]+BIr`  
i/ o  
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> >。 l2W+VBn6  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: +,"[0RH  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: a9lYX*:  
+Q_xY>ej  
return l(i, j) = r(i, j); JfJ ln[  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) ;(,GS@sP  
sCy.i/y  
  return ( int & )i; anz7ae&P'K  
  return ( int & )j; ?xKiN5q"6  
最后执行i = j; 7.NL>:lu  
可见,参数被正确的选择了。 5[zr(FuE  
IA1O]i S  
%O%;\t  
+>it u J  
p({|=+bl  
八. 中期总结 24InwR|^  
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: }T902RL0  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 w0js_P-uv  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Yy[=E\z  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor HSG9|}$  
}1CO>a<  
Qh3+4nLFtb  
(1{OQ0N+x  
$+e(k~  
|OF3J,q  
九. 简化 .O~rAu*K  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 #9"lL1  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 +A,cdi9z  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: ZMyd+C_P2  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 V/OW=WCzN  
  +-*/&|^等 Jl"DMUy[kW  
2. 返回引用。 6x;"T+BSSS  
  =,各种复合赋值等 NFIFCy!  
3. 返回固定类型。 Z#%77!3  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) <N 80MU L|  
4. 原样返回。 #lVSQZO~a  
  operator, %ULd_ES^  
5. 返回解引用的类型。 0Z%<H\Z  
  operator*(单目) 71&`6#  
6. 返回地址。 WFeaX7\b  
  operator&(单目) U/(R_U>=  
7. 下表访问返回类型。 ~ C_2D?  
  operator[] t.O4-+$ig  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 B;{sr'CP  
  operator<<和operator>> DUm/0q&  
XnvaT(k7Y  
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。 hU2 N{Ac  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: +fIy eX  
N) z] F9Kg  
template < typename Left > J _|>rfW  
struct value_return 8>:2li  
  { H @E-=Ly  
template < typename T > uqy~hY  
  struct result_1 .Qj`_q6=  
  { 2gjA>ET`N  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; Xg"Mjmr  
} ; ':]w  
b}q,cm  
template < typename T1, typename T2 > Fn%:0j  
  struct result_2 z<P#dj x  
  { .~8IW,[  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 8%U)EU  
} ; BQ&h&57K  
} ; C{S6Ri  
J.`.lQ$z  
Z#W`0G>'  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait +V\NMW4d  
Kd,m;S\  
下面我们来剥离functor中的operator() 2W~2Hk=0+%  
首先operator里面的代码全是下面的形式: p|bpE F=U  
!p9F'7;Y<  
return l(t) op r(t) C ILk  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) eZJOI1wNp  
return op l(t) s^v,i CH {  
return op l(t1, t2) #QDV_ziE5  
return l(t) op 42Ffx?Qmv  
return l(t1, t2) op bFx?HM.AGW  
return l(t)[r(t)] W]*wxzf!5z  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] FRF}V@~  
P?uKDON  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: Vis?cuU/  
单目: return f(l(t), r(t)); i\eykYc,  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 0UB'6wRVo  
双目: return f(l(t)); },L[bDOV07  
return f(l(t1, t2)); =gqZ^v&5U  
下面就是f的实现,以operator/为例  JuI,wA  
UX9o  
struct meta_divide Ek. j@79  
  { bcE DjLXq  
template < typename T1, typename T2 > ,?f(~<Aj  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) tw')2UGg  
  { Kj>_XaFCg!  
  return t1 / t2; Zj0&/S  
} eK@Y] !lz  
} ; 1|89-Ii]  
d$Xvax,C  
这个工作可以让宏来做: cS[`1y,\3  
 t|DYz#]  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ P$QfcJq&c*  
template < typename T1, typename T2 > \ ^YZ#P0 y  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 1FX-#Y`e  
以后可以直接用 BW;u? 1Xa  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ,5*4%*n\  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 3IxT2@H)  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) wDG4rN9x  
YD%Kd&es  
RPWYm  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 \3/9lE|gh  
>j?uI6Uw  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > o_5@R+&  
class unary_op : public Rettype s5dh]vNN  
  { V+q RDQ  
    Left l; 1,J.  
public : '$VR_N\  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} }R x%&29&  
l9h;dI{6  
template < typename T > +A3 H#'  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const G!IQ<FuY  
      { F*=RP$sj  
      return FuncType::execute(l(t)); $9~1s/('  
    } sFTIRVXN,  
yiq#p "Hs  
    template < typename T1, typename T2 > 2o/`8+eJu  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const d w|0K+-PH  
      { [8w2U%}]  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); _<7FR:oBZ  
    } ZJ(!jc$"*%  
} ; '3Ie0QO]"%  
pS \>X_G3  
^xwFjQXx  
同样还可以申明一个binary_op Xn=fLb(  
I .ty-X]  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ?+\,a+46P_  
class binary_op : public Rettype CmOb+:4@K  
  { Q:\hh=^  
    Left l; jlBCu(.,_  
Right r; fLAF/#\2  
public : O|~'-^  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Biwdb  
A2d2V**Z  
template < typename T > A\)X&vR[6  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const (T01hR&  
      { lijy?:__  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); GB3B4)cX4Y  
    } ~@a R5Q>us  
dk/*%a +  
    template < typename T1, typename T2 > sBnPS[Oo  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const h6i{5\7.  
      { "S:N- Tf%U  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); H)Ge#=;ckQ  
    } ;g jp&g9Q  
} ; 5nAF=Bj  
(K6S tNtN  
UAZ&*{MM^  
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 V&H8-,7z  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 FOi`TZ8  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) Zd ,=  
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。 K3DJ"NJ<Ji  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! TP::y  
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。。。 jqWvLBU!  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 YWrY{6M  
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) :j<JZs>`R  
下面是修改过的unary_op T(^8ki  
t}*!UixE  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > >:&p(eu)L0  
class unary_op T l(uqY?9  
  { 8{ %9%{  
Left l; [)>8z8'f  
  `0|&T;7  
public : '/g+;^_cB  
4ZpF1Zc4B  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} \'Kj.EO{?$  
DW&')gfQ  
template < typename T > v:1Vli.  
  struct result_1 n@[</E(  
  { G;c0  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; mIEaWE;E"  
} ; !&p:=}s  
9k[},MM  
template < typename T1, typename T2 > s^'#"`!v=  
  struct result_2 VQjFEJ  
  { 0P3|1=  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 0lr4d Y  
} ; =M{CZm  
,h.Jfo54,  
template < typename T1, typename T2 > 7C7(bg,7^  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const %aE7id>v6  
  { mYOdBd  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); fZ~kw*0*  
} 5J\|gZQF  
:Z]hI+7  
template < typename T > FoD/Q  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 5QFXj)hR+4  
  { 4[CBW  
  return OpClass::execute(lt(t)); Vt)\[Tl~  
} cU5"c)$'  
mx(%tz^t  
} ; ^r$iN %&~  
c]!D`FA*K  
 1C,C)  
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 R{xyme@"^  
好啦,现在才真正完美了。 BOiz ~h6  
现在在picker里面就可以这么添加了: 9H, &nET  
iraRB~  
template < typename Right > *[1u[H9Cv  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const cYWy\+  
  { EfBVu  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 0.BUfuuh  
} *v nxP9<  
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。 zhX`~){N6  
a[74%L?  
Y K?*7  
L^ #<HQ  
F2PLy q  
十. bind FH`'1iVH  
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。 ?y*+^E0  
先来分析一下一段例子 .xLF}{u  
97]a-)SA  
4j/iG\  
int foo( int x, int y) { return x - y;} qv0 DrL,3  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 N{hF [F  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 Q+!0)pG5#  
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。 DNW2;i<hsz  
我们来写个简单的。 9"HmHy&:E  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: C>:/(O  
对于函数对象类的版本: Yf!*OGF  
kToVBU$  
template < typename Func > 16[-3cJ T  
struct functor_trait Oa}V>a  
  { CmJ?_>  
typedef typename Func::result_type result_type; =,C9O  
} ; 7dlKdKH  
对于无参数函数的版本: E&];>3C  
sR>`QIi(a  
template < typename Ret > <nb3~z1  
struct functor_trait < Ret ( * )() > KCJN<  
  { FV^4   
typedef Ret result_type; :zj9%4A  
} ; W3jXZ>  
对于单参数函数的版本: 5U)ab3 :  
G+hF [b44'  
template < typename Ret, typename V1 > $/, BJ/9  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 0j{F^rph  
  { YH'$_,8peM  
typedef Ret result_type; Y3P.|  
} ; uOG-IHuF  
对于双参数函数的版本: 8NaL{j1`  
X/E7o92\  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > [:nx);\  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > "xDx/d8B  
  { _}I(U?Q-C  
typedef Ret result_type; yV J dZI  
} ; QM[A;WBr7  
等等。。。 mfeMmKFu\  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 6Iv(  
f=:3!k,S  
template < typename Func > fjIcB+Z  
struct func_return IU Y> ih  
  { $N}/1R^?r  
template < typename T > 861i3OXVE>  
  struct result_1 O ;X(pE/G  
  { AezvBY0'`z  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ~!nLbK2  
} ; k]SAJ~bS|  
y:[BP4H?y  
template < typename T1, typename T2 > )%iRZ\`f  
  struct result_2 xl+DRPzl  
  { :vc[/<  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; .7 (DxN  
} ; 5l41Q  
} ; .e`,{G(5q7  
24T@N~\g  
Aautih@LX  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 `y\*m]:  
@gt)P4yE  
template < typename Func, typename aPicker > a'@-"qk  
class binder_1 G1kaF/`O  
  { kCima/+_  
Func fn; b!i`o%Vb  
aPicker pk; 7"ylN"syZ  
public : p+, 1Fi  
2.[_t/T  
template < typename T > JN9^fR09G  
  struct result_1 #*!+b  
  { mD9STuA$H  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; %ZujCZn  
} ; ,f} h}  
CJzm}'NY  
template < typename T1, typename T2 > [RAj3Fr0  
  struct result_2 M[ x_#m|  
  { <=q*N;=T,  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; u-m%=2  
} ; Y)$52m5rM  
c{1V.  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} >|wKXz  
 X ?tj$  
template < typename T > B{s]juPG  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const mO#I nTO  
  { G49Ng|qn  
  return fn(pk(t)); t,RyeS/  
} |2z}Xm5\  
template < typename T1, typename T2 > A2Q[%A  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Z.!g9fi8>  
  { @gNpJB]V  
  return fn(pk(t1, t2)); g^1r0.Sp{8  
} {5>3;.  
} ; Ba<ngG !  
kEO1TS  
z VdKYs i^  
一目了然不是么? IWQ&6SDW$z  
最后实现bind : (cb2j(C  
My. dD'C  
 L#n}e7Y9  
template < typename Func, typename aPicker > PC|'yAN:  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) GE@uO J6H  
  { 9qEOgJ  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); @8|Gh]\P  
} #zxd;;p3  
pDGT@qJ  
2个以上参数的bind可以同理实现。 TZ'aNcGg  
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。 [eyb7\#   
m=H_?W;  
十一. phoenix yr5NRs  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: cv= \g Z  
*%X.ym'  
for_each(v.begin(), v.end(), z=qWJQ  
( Vb2\/e:k  
do_ I:F <vE  
[ NEMEY7De2  
  cout << _1 <<   " , " @l{I[pp  
] wazP,9W?  
.while_( -- _1), ]oEQ4  
cout << var( " \n " ) Xtkw Z3  
) (-\]A|  
); ~ 7}]  
DcN"=Y  
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: .3@Ng  
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  //<:k8  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 45) D+  
那么我们就照着这个思路来实现吧: pw3 (t  
(xL :;  
Oxv+1Ub<Dv  
template < typename Cond, typename Actor > j{)~QD?  
class do_while -KiRj!v|  
  { .a:Z!KF  
Cond cd; ENq"mwV|  
Actor act; Zi/-~')E  
public : dKm`14f]@G  
template < typename T > <1 S+ '  
  struct result_1 j7}lF?cJ2  
  { T`?n,'!(  
  typedef int result_type; Y%g "Y  
} ; :G}DAUFN  
FZp<|t  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 333u]  
!!WJn}  
template < typename T > ra:GzkIw  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const I8k  
  { 5mavcle{4r  
  do $6!i BX@  
    { b =b :  
  act(t); Xhse~=qA  
  }  P?J kP  
  while (cd(t)); BSKEh"f  
  return   0 ; RM,'o[%  
} o@3B(j;J`  
} ; rz.IoQo  
 eu9w|g  
BI.V0@qZ  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). cy3M^_5B<  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 m gVML&^  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 6m+W#]^  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 l3p3tT3+  
下面就是产生这个functor的类: W 2<3C  
JYV\oV{  
fhRjYYGI  
template < typename Actor > @.ZL7$|d  
class do_while_actor ~<,Sh~Ana.  
  { -k{ Jp/-D  
Actor act; yp+F<5o  
public : X+iK<F$  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} >vVw!.fJ  
8=F%+  
template < typename Cond > 8l23%iWxe  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; "PzP; Br  
} ; GV8)Kor%  
J3=BE2L  
gz61FW  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 Qh-4vy =r  
最后,是那个do_ tD-gc ''H  
_{Y$o'*#I  
G),db%,X2  
class do_while_invoker <%KUdkzEP  
  { 4RQ5(YTTuR  
public : t`u!]DHv  
template < typename Actor > cZi[(K  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const 3cC }'j  
  { 9j#@p   
  return do_while_actor < Actor > (act); zfjw;sUX  
} bulboyA&#  
} do_; U$'y_}V  
5pJ*1pfeo  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? T//S,   
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 GwQn;gkF  
最后来说说怎么处理break和continue F=}Z51|:~  
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。 Mm#[&j[Y  
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
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五