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
  • 3858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 tgY/8& $M  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Ho1V)T>  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, v^B2etiX_  
~.CmiG.7  
CW -[c  
B`:l;<&jX  
  class filler b-RuUfUn0  
  { i5gNk)D  
public : (wf3HEb_  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} D9!$H!T _  
} ; 9-!GYa'Z  
Z9eP(ip  
g]E3+:5dk  
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: C8D`:k  
E] rBq_S  
/7x1Z*Hg  
nPk&/H%5hn  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); g}pD%  
a%5/Oc[[  
1u"#rC>7.4  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 \\;y W~  
Yr[& *>S  
f{2I2kJr  
e'->Sg  
二. 战前分析 =|dHD  
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。 ^bq,+1;@Q  
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 28vQ  
;SX~u*`R  
/ }*}r  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); C[5dhFZ  
  /* --------------------------------------------- */ =}YX I  
vector < int *> vp( 10 ); *%*B o9a/  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); .y lvJ$  
/* --------------------------------------------- */ >`p? CE  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); Qe-PW9C  
/* --------------------------------------------- */ RT${7=  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); F@mxd  
  /* --------------------------------------------- */ }Rw6+;  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); RhC|x,E  
/* --------------------------------------------- */ $ Ggnn#  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); JKy~'>Q  
0Ua=&;/2  
;#9ioG x  
LR';cR;  
看了之后,我们可以思考一些问题: /4@ [^}x  
1._1, _2是什么? V7.g,  
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。 +bT[lJ2O>G  
2._1 = 1是在做什么? hRMya#%-  
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。 SPXv i0Jg  
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。 Io[NN aF|  
H \'1.8g/  
g>k?03;  
三. 动工 m)3M)8t  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: dFA1nn6{  
Hp>L}5 y[  
-y{(h% 6  
LNyrIk/1  
template < typename T > &FuL {YL  
class assignment r)OiiD"  
  { paLPC&G  
T value; [cco/=c  
public : >\w]i*%  
assignment( const T & v) : value(v) {} b*H*(}A6"'  
template < typename T2 > ,II3b( l  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } >^GV #z  
} ; U|VL+9#hd  
j--byk6PB  
qDYNY`  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ~KYzEqy  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 9 M%Gnz  
zBu@a:E%H  
,B_c  
<oV[[wl  
  class holder 8A.7q  
  { (CY D]n  
public : w;j<$<4=7  
template < typename T > =B5{7g\  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 9} m?E<6&  
  { y_w  <3  
  return assignment < T > (t); |w54!f6w_  
} s\pukpf@  
} ; q7f`:P9~  
C\~}ySQc.e  
Bv!{V)$  
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: Dmr*Lh~  
tx~,7TMS/  
  static holder _1; )#cZ& O  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 6lv@4R^u  
[l3\0e6-/  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); $ P 5K   
而不用手动写一个函数对象。 1*2ycfa  
h7^&:  
EJ#I7_  
?d^6ynzn  
四. 问题分析 6p*X8j3pW  
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。 >Zs!  
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。 vI0,6fOd6  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 vt2. i$u  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ( _6j@?u  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 iD G&Muc  
tWTHyL  
五. 问题1:一致性 4 ZnQpKg  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| cx$h"  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 {?0'(D7.  
Eu'E;*- f  
struct holder vj%"x/TP  
  { v_EgY2l(  
  // $f0u  
  template < typename T > ">CRFee0  
T &   operator ()( const T & r) const m+;U,[%[*E  
  { ;mQ|+|F6X  
  return (T & )r; } &+]UGv  
} j \jMN*dmV  
} ; 4@3\Ihv  
#p>&|I  
这样的话assignment也必须相应改动: //BJaWq  
:rQDA =Ps  
template < typename Left, typename Right > 4X]/8%]V  
class assignment /y{: N  
  { T&dNjx  
Left l; JxtzI2  
Right r; ,HTwEq>-G  
public : +_J@8k  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Awxm[:r>^  
template < typename T2 > ^UJIDg7zS  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 2=fM\G  
} ; JI]Lz1i  
lf>d{zd5  
同时,holder的operator=也需要改动: NMK$$0U  
'Xwv,  
template < typename T > m`-:j"]b$  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const #X'-/q`.  
  { \Hrcf+`  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 8xAIn>,_  
} Kt*fQ `9  
]NTQF/   
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。 Z40k>t D  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 OP=brLGu0  
Yq00<kIDJ  
return l(rhs) = r; E/oLE^yL  
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。 T90O.]S  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: #)7`}7N  
KJoa^e;~  
template < typename Tp > Lm=EN%*#9  
class constant_t i4D]>  
  { vw!7f|Pg ~  
  const Tp t; 6AJ`)8HX  
public : F]6G<6T[  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 5*Zz_ .  
template < typename T > '6qH@r4Z<  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const z_xy*Iif  
  { oCOv 6(  
  return t; elGBX h  
} p1niS:}j  
} ; 98R/ ^\  
jc_k\  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 seK;TQ3/7  
下面就可以修改holder的operator=了 =@4 ,szLO  
Uz_ob9l<#H  
template < typename T > (Ud"+a  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const jW8ad{  
  { V)~b+D  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); 2Xv}JPS2As  
} =p[Sd*d  
JJ)  
同时也要修改assignment的operator() ;q9Y%*  
#@BhGB`9Qt  
template < typename T2 > U9`Co&Z2  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } }|Q\@3&  
现在代码看起来就很一致了。 XkqsL0\  
W#g!Usf:/  
六. 问题2:链式操作 l^bak]9 1  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ?E!M%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。 J)Yz@0#T(;  
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。 ?H_@/?  
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。 dRzeHuF92  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct j07A>G-=  
k8n9zJ8  
template < typename T > ]lGkZyU hI  
struct result_1 aO inD  
  { X=?9-z] QO  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ]Gm4gd`  
} ; :yJ#yad  
/<T{g0s  
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: w8q 2f-K-  
L:&'z:,<  
template < typename T > H'$H@Kn]-  
struct   ref J( ]b1e  
  { Q1kM 4Up  
typedef T & reference; GE] QRKf  
} ; ,tZL"  
template < typename T > vAG|Y'aO@%  
struct   ref < T &> /: -&b#+  
  { h]i vXF*  
typedef T & reference; 45-x$o  
} ; w#BT/6W&G  
{C]tS5$Z  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ;=P!fvHk  
{ **W7\h  
template < typename T > x5g&?2[  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const QaE!?R  
  { vY4}vHH2  
  return l(t) = r(t); W"\`UzOLQ  
} ryz NM3  
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。  Jc]k\U  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 [q0^Bn}h  
^u90N>Dvq  
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 p/LV^TQ  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: NyC&j`d  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 _ A{F2M  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 T_wh)B4xW  
最后的布局是: >Z gV8X:  
                Add t5 ^hZZ  
              /   \ * _usVg  
            Divide   5 e1V1Ae  
            /   \ 'O2/PU2_  
          _1     3 mss.\  
似乎一切都解决了?不。 )3|a_   
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。 ]M"U 'Z  
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。 /Wl8Jf7'  
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: e^;:iJS  
fpO2bD%$8  
template < typename Right > lc [)Ev  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ;5T}@4m|r  
Right & rt) const 23ho uS   
  { XXwo(trs~=  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); kQ2WdpZ/  
} 5D7k[+6  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 77+3CME{'  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 Wi\k&V.mE  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 ;/ |tU o$  
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。 c;a<nTLn  
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。 &VCg`r-{~  
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? tK#/S+l  
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: ?} E M,  
IQd~` G  
template < class Action > {C8IYBm  
class picker : public Action k1P'Q&Na  
  { Azr|cKu]  
public : sC2NFb-+&  
picker( const Action & act) : Action(act) {} 9`^(M^|c  
  // all the operator overloaded BT3yrq9  
} ; 4Xwb`?}-  
S$40nM  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 f1U8 b*F<  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: Qk|+Gj  
]vV)$xMX  
template < typename Right > k#/cdK!K  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const /m^G 99N  
  { MIiBNNURX  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);  %(K}1[  
} *p\fb7Pu_3  
Qs#;sy W@~  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > (_3'nFg  
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。 im)r4={ 9  
+n%8*F&  
template < typename T >   struct picker_maker X1[zkb  
  { 5'`DrTOA  
typedef picker < constant_t < T >   > result; >r}?v3QW  
} ; c@nh>G:y{&  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   >  =Uo*-EH  
  { uc]5p(9Hb  
typedef picker < T > result; F~OQ'59!Pf  
} ; 0G Q8} r  
Ul 85-p  
下面总的结构就有了: [ `_sH\  
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。 W+4Bx=Mj  
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。 Tfv @oPu  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 B T {cTj0W  
至此链式操作完美实现。 7Xh @%[   
7*WO9R/  
![]6| G&  
七. 问题3 8|L5nQ  
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。 O9ro{ k  
y~M 6  
template < typename T1, typename T2 > h\~!!F  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const CC$rt2\e  
  { OI6m>XH?  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); &arJe!K  
} P"@^BQ4  
gt~u/Z%  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: D+q z`  
\-[ >bsg  
template < typename T1, typename T2 > j|p=JrCJ  
struct result_2 k!WeE#"(  
  { ~~t >;  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; '9&@?P;  
} ; K05T`+N,  
:RBeq,QaO  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? ;Cty"H,  
这个差事就留给了holder自己。 k!6m'}v  
    qn}VW0!  
3e\IRF xzb  
template < int Order > OW!y7  
class holder; Uw3wR!:  
template <> =k1sF3.V'c  
class holder < 1 > DC_k0VBn  
  { 6J$I8b#/  
public : Vk[M .=J  
template < typename T > tk:G6Bkid  
  struct result_1 U5?QneK  
  { Q;nC #cg  
  typedef T & result; A2P.5EN  
} ; :}gEt?TUhs  
template < typename T1, typename T2 > 3m$Qd#|  
  struct result_2 uy<b5.!-  
  { iYlkc  
  typedef T1 & result; axN\ZXU  
} ; 5EECr \*  
template < typename T > P1Iy >%3  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const N!-P2)@  
  { ={o)82LV  
  return (T & )r; I"KosSs  
} 2{oQ  
template < typename T1, typename T2 > wuSotbc/  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const B9c gVTLj  
  { T;S6<J  
  return (T1 & )r1; y*=Ipdj  
} 4#ikdjB;  
} ; #n|eq{fkK  
T&Z*=ShH  
template <> ?_T[]I'  
class holder < 2 > 8-@H zS%  
  { @V^5_K  
public : aH_FBY  
template < typename T > )FfS7 C\.  
  struct result_1 oc[z dIk  
  { mDuS-2G=D  
  typedef T & result; 6k {gI.SG  
} ; 3l$D%y  
template < typename T1, typename T2 > ~I~lb/  
  struct result_2 ( iJ /  
  { 5%@~"YCo  
  typedef T2 & result; o/=61K8D  
} ; f=7[GZoDn  
template < typename T > z&jASL  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 2NB $(4/  
  { - "{hP  
  return (T & )r; 3bQq Nk  
} joNV4v"=`  
template < typename T1, typename T2 > lfr^NxOU  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const n{M-t@r7  
  { :X}Ie P  
  return (T2 & )r2; ~w.y9)",  
} lB!M;2^)X  
} ; S5YEz XG  
SN[ar&I  
B^{~,'  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 b7gN|Hw5 H  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: KJs`[,;<  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: `91Z]zGpU  
7Rc>LI* '  
return l(i, j) = r(i, j); Mh{;1$j#  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) BQs\!~Ux2  
JEP9!y9y  
  return ( int & )i; #<#-Bv  
  return ( int & )j; U_Q;WPJ  
最后执行i = j; b~<:k\EE  
可见,参数被正确的选择了。 vZ^U]h V  
(Bv~6tj~J  
F'JT7# eX  
#5iwDAw:|r  
bkrl>Im<n  
八. 中期总结 B$7Cjv  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: %MCS_'N J  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 vN~joQ=d  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 6uX,J(V,  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor <UTO\w%  
7;Vmbt9  
z.OJ1vY7  
8m#y>`  
+"|TPKas  
c6iFha;db  
九. 简化 h8;H<Y;yQ  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 fUOQ(BGp  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 X?(R!=a  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: b'vIX< g  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 j(M.7Z7^  
  +-*/&|^等  @l&{ j  
2. 返回引用。 by$mD_sr  
  =,各种复合赋值等 +6n\5+5  
3. 返回固定类型。 PWO5R]  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) #RKd >ig%  
4. 原样返回。 Qv)DSl  
  operator, p<y \ ^a  
5. 返回解引用的类型。 Wq?vAnLbk  
  operator*(单目) Or55_E  
6. 返回地址。 8~O0P=  
  operator&(单目) :4LWm<P  
7. 下表访问返回类型。 `3z6y& dmx  
  operator[] tg9{(_ t/W  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 f>m ! }F:  
  operator<<和operator>> Pjq()\/[Z  
\KKE&3=  
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。 q 2;CvoF  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: A-h[vP!v|  
K?yMy,9%Yw  
template < typename Left > R?Ch8mW.!  
struct value_return (-@I'CFd  
  { R{6M(!x  
template < typename T > ?.c:k;j  
  struct result_1 $^YHyfh  
  { >GmO8dK  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; M} +s_h9  
} ; J?1Eh14KZ  
#E#@6ZomT  
template < typename T1, typename T2 > MVEh<_  
  struct result_2 E#cu}zi  
  { .sb0|3&  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 4y $okn\}i  
} ; TxTxyYd  
} ; %H3 iX^}*  
8k_hX^  
bzZ7L-yD  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait OD?y  
'vKae  
下面我们来剥离functor中的operator() HaRx(p0  
首先operator里面的代码全是下面的形式: }}Gkipp  
XRP+0=0  
return l(t) op r(t) /sqfw,h@  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) {yMkd4v  
return op l(t)  \7e4t  
return op l(t1, t2) =!/T4Oo  
return l(t) op Z5`V\$  
return l(t1, t2) op R?J8#JPXD  
return l(t)[r(t)] C\0,D9  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] q35=_'\W  
i;:}{G<  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: i6O'UzD@T  
单目: return f(l(t), r(t)); @2>ce2+  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 7}(YCZny5  
双目: return f(l(t)); }$* z:E  
return f(l(t1, t2)); ler$HA%F]  
下面就是f的实现,以operator/为例 ~W3t(\B'  
ZR8y9mx2"  
struct meta_divide 8rNf4]5@X(  
  { \t? ;p-+ta  
template < typename T1, typename T2 > s,M]f,T  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) M-8d*#_P  
  { cq/@ng*o  
  return t1 / t2; VuH }@  
} Ia:M+20n  
} ; m=w #l>!  
~SXqhX-`  
这个工作可以让宏来做: 0 Cyus  
6~6 vwp  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ Bo0T}P~  
template < typename T1, typename T2 > \ +Edq4QYwR  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ]=Wq&~  
以后可以直接用 ?` 2z8uD/  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) tNAmA  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 V)I Tk \  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) |w>d]eA5  
a24(9(yh  
cxIAI=JK  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 HYNpvK  
^Jc|d,u;s  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ( ;KTV*1  
class unary_op : public Rettype /5Yl, P  
  { 8w~X4A,  
    Left l; 'Xasd3*Py  
public :  o%$R`;  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} ~6[3Km|2  
<V|\yH9  
template < typename T > 66po SZR@  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const $wk(4W8E  
      { ) gxN' z  
      return FuncType::execute(l(t)); Ls&-8  
    } 1W7ClT_cQ  
T5_rPz  
    template < typename T1, typename T2 > GvL\%0Ibx  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const d 0:;IUG  
      { BD mF+  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); `Zci <  
    } :=K+~?  
} ; ~Vc`AcWP  
E .CG  
.gCun_td#  
同样还可以申明一个binary_op &#'.I0n  
+rKV*XX@  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > [`1@`5SL-  
class binary_op : public Rettype eX'V#K#C  
  { > v4+@o[~  
    Left l; I8\R7s3  
Right r; mS+sh'VH  
public : -LlS9[r0  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} nMBF/75  
iVb7>d9}  
template < typename T > 48.4GwL7  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const H9[0-Ur5  
      { Crezo?  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); w`F'loUEt  
    } Z3-=TN  
:{ai w?1  
    template < typename T1, typename T2 > :\%ZTBLL  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const L!Gpk)}[i  
      { $IJ"fs  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); H^jcWwy:  
    } F1% ^,;  
} ; ].@8/. rg  
 $kxu-  
q( %)^C  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 ,9$|"e&  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 m-Qy6"eW  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) X:QRy9]  
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。 $ou/ Fn  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! }eSrJgF4M  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 !_-Uwg  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 HcGbe37Xq  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) Ys<z%  
下面是修改过的unary_op mJsU7bD`  
r%`3*<ALV)  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > %kuUQ%W1  
class unary_op r<DPh5ReY  
  { u&e?3qKX(  
Left l; ]<u%jTQREd  
  cEK#5   
public : FaKZ|~Y e  
RP9~n)h~b  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} }-p-(  
LRSt >; M  
template < typename T > N({-&A.N  
  struct result_1 /mK]O7O7  
  { eRg;)[#0>$  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; fjm 3X$tR  
} ; 8o466m6/  
vtRz;~,Z  
template < typename T1, typename T2 > CW,|l0i  
  struct result_2 m[hHaX  
  { CT (HTu  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; e+y%M  
} ; Gyc _B  
CUj$ <ay=  
template < typename T1, typename T2 > 1|$J>  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const sRflabl *x  
  { 0RN7hpf&`  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); [2ri=lf,  
} R4S))EHg  
R  xc  
template < typename T > ?_. SV g  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 2nSK}q  
  { 5[P^O6'  
  return OpClass::execute(lt(t)); g ~%IA.$c  
} n%6=w9.%c  
n`p/;D=?  
} ; u\)q.`  
|pE ~  
y.a)M?3  
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 aUKa+"`S  
好啦,现在才真正完美了。 fF. +{-.  
现在在picker里面就可以这么添加了: H`7T;`Yb  
?]>;Wr  
template < typename Right > 9/O\769"'  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const h#u k-7  
  { GZ.KL!,R!  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ~jJe|zg>  
} $Y%,?>AL<  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 S0;s 7X#c  
_ FN#Vq2  
ZsGJ[  
yg"FF:^T  
+<WNAmh   
十. bind EH]qYF.  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 cZAf?,>u  
先来分析一下一段例子 <M\#7.](  
MFqb_q+  
jr^btVOI#\  
int foo( int x, int y) { return x - y;} {Vf].l:kn  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 ]MB6++.e  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 //yz$d>JN  
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。 7M$cIWe$  
我们来写个简单的。 i \@a&tw  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: _]us1  
对于函数对象类的版本: Q=^TKsu  
`=2p6<#z  
template < typename Func > BKu< p<  
struct functor_trait z!)@`?  
  {  `dIwBfg_  
typedef typename Func::result_type result_type; ubl)$jZ:Q  
} ; \Z-Fu=8J8^  
对于无参数函数的版本: Oki{)Ssy  
LVJn2t^  
template < typename Ret > BxesoB  
struct functor_trait < Ret ( * )() > ~zQxfl/  
  { ^(7Qz&q  
typedef Ret result_type; SxL/]jWR7  
} ; 3lN@1jlh  
对于单参数函数的版本: U=[isi+7  
W?du ]  
template < typename Ret, typename V1 > [NbW"Y7  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > dHtEyF  
  { ^O&&QRH~w  
typedef Ret result_type; wM! dz&  
} ; }w{E<C(M  
对于双参数函数的版本: )oZ2,]us!  
"lL/OmG  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 5JS*6|IbD{  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > u"DE?  
  { k{cPiY^  
typedef Ret result_type; </W"e!?X  
} ; [ZS.6{vr  
等等。。。 %Hu.FS5'  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy =0SJf 3  
\Npvm49  
template < typename Func > 593!;2/@  
struct func_return Px gul7  
  { z</^qy  
template < typename T > sk@aOv'*(  
  struct result_1 A| y U'k  
  { ts r{-4V  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; IaO*{1re  
} ; Bq tN=  
{8,_[?H  
template < typename T1, typename T2 > uFFC.w  
  struct result_2 lLI%J>b@  
  { Ti>}To}B5  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; :c(#03w*C  
} ; oslj<  
} ; 1D%E})B6  
\p!m/2  
bb$1zSA  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ruy?#rk  
olK*uD'`  
template < typename Func, typename aPicker > B)rBM  
class binder_1 i*mI-l  
  { vgi`.hk  
Func fn; $paE6X^  
aPicker pk; /Z]hX*QR  
public : X n Rm9%  
S(0JBGC  
template < typename T > W9{y1,G9  
  struct result_1 !e('T@^u6u  
  { M{p9b E[j  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; Zt 1nH  
} ; "@rHGxK  
1+Vei<H$  
template < typename T1, typename T2 > 3M>y.MS  
  struct result_2 s:I 8~Cc  
  { "WH &BhQYD  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; R9UC0D:-x  
} ; kqGydGh*"  
P#"_H}qC*  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} p$<){,R  
7r pTk&`  
template < typename T > |WW'qg]Uu  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const :^]Fp UY  
  { EdZNmL3cB  
  return fn(pk(t)); m3|l-[!OA"  
} U[:Js@uH_  
template < typename T1, typename T2 > 'Y/8gD~.  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ~}Z{hs)  
  { 9xL` i-7]  
  return fn(pk(t1, t2)); <g, 21(bc  
} A64c,Uv  
} ; Hq,znRz~`  
/}s#   
~-~iCIaTb  
一目了然不是么? u2*."W\  
最后实现bind 2gnz=  
;!EEzR.  
o^u}(wZ{  
template < typename Func, typename aPicker > }mS+%w"j  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) KCn#*[  
  { ^L'<%_# .  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); t_qX7P8+'  
} oB+@05m8  
Ua+Us"M3}  
2个以上参数的bind可以同理实现。 @! jpJ}  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 N Q }5'  
W;8}`k  
十一. phoenix %3q7i`AZ  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: YV6w}b:  
7Ur'@wr  
for_each(v.begin(), v.end(), M\kct7Y  
( ~P9^4  
do_ yI's=Iu`  
[ 1["IT.,f.  
  cout << _1 <<   " , " Vje LPbk)  
] d^`n/"Ice  
.while_( -- _1), 0|?DA12Z  
cout << var( " \n " ) ?<soX8_1  
) K Z0%J5  
); jDW$}^ 6  
;zi4W1  
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: ~uJO6C6A  
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 wr2F]1bh@  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 a6g+"EcH#'  
那么我们就照着这个思路来实现吧: ?gS~9jgcd  
aMyf|l.  
58Z,(4:E  
template < typename Cond, typename Actor > M532>+A]Za  
class do_while {-s7_\|p(  
  { %X(|Z4dL  
Cond cd; 6CzN[R}  
Actor act; R<ZyP~  
public : $p.0[A(N  
template < typename T > 1$uO%  
  struct result_1 pg4jPuCM  
  { d~O)mJ J  
  typedef int result_type; YGkk"gFIA  
} ; T28Q(\C:}  
 Qs\!Kk@  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} S d]`)  
~`VD}{[,B  
template < typename T > XNB4KjT  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const *AI?md  
  { >^d+;~Q;  
  do U( "m}^  
    { (\$=+' hy  
  act(t); H,U qU3b3  
  } M\bea  
  while (cd(t)); =/qj vY  
  return   0 ; <@H=XEn  
} "\x\P)j0>  
} ; "z ;ky8  
/Wm3qlv  
u[1'Ap  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 5\P3JoH:Yg  
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-L["O0[  
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。 jxA*Gg3cT5  
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。 Ed&M  
下面就是产生这个functor的类: "(SZ;y  
[}=/?(5  
&oqzQ+H  
template < typename Actor > aT%6d@g  
class do_while_actor hS:j$j e  
  { D*o[a#2_  
Actor act; BJ7m3[lz  
public : >EIV`|b$h  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} BX6]d:S  
7Ys\=W1  
template < typename Cond > 'Gds?o8  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 9W@ Tf  
} ; Dh{sVRA  
vaUUesytt  
%y}l^P5z  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 Mny mV;y"  
最后,是那个do_ K=X13As_  
Sej\Gt  
>\c"U1%E  
class do_while_invoker tcU4$%H/  
  { \LZVazXD  
public : e4?p(F-x(  
template < typename Actor > |qTS{qQh{L  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const Rt10:9Kz$  
  { -R-|[xN  
  return do_while_actor < Actor > (act); 8rA?X*|S!  
} 6t(I.>-  
} do_; 0"to]=  
|=9=a@l]P  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? -v7O*xm"  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 qC aM]Y  
最后来说说怎么处理break和continue IHlTp0?  
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。 5Myp#!|x:  
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