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
  • 8471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 <I"S#M7-s  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 >|;aIa@9  
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, VU@9@%TN  
P\_`   
V <bd;m  
;V<fB/S.=+  
  class filler @$T 9Ll  
  { *&f$K1p  
public : `Qqk<o  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} W2.qhY5  
} ; a.z;t8  
/q5:p`4{J  
IUwm}9Q!  
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: S%`0'lzzj  
(T2m"Yi:  
XQS9,Hl  
H9CS*|q6r  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); B,{K*-7)MX  
MR}Agu#LG  
+a*tO@HG  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 \G-KplKS  
#UbF9})q  
cH>%r^G\  
R+CM`4CD  
二. 战前分析 O|w J)  
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。 KIWe@e  
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 %dY<=x#b  
w}=5ElB  
&iV,W4  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); o^ XtU5SVq  
  /* --------------------------------------------- */ t]-5 ]oI  
vector < int *> vp( 10 ); [p<w._b i  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); oJfr +3I  
/* --------------------------------------------- */ F;]%V%F.X  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); -a-(r'Qc(  
/* --------------------------------------------- */ @*sWu_ -Y%  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); =%/)m:f!^  
  /* --------------------------------------------- */ YIjTL!bA"  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); GI&h`X5,e  
/* --------------------------------------------- */ KVJ_E!i  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); y99mC$"Ee`  
 #B\" '8#  
!50[z:  
& \f{E\A#  
看了之后,我们可以思考一些问题: [Vma^B$7Vj  
1._1, _2是什么? ,{mCf ^  
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。 ?Ec7" hK  
2._1 = 1是在做什么? )Eo)t>  
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。 K>{T_){  
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。 Ih"XV  
!@v7Zu43,  
p3 ^ m9J  
三. 动工 ynrT a..  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: F|!){=   
Ywwu0.H<  
wH@Ns~[MA  
@<x*.8  
template < typename T > *IM;tD+7Q~  
class assignment )>Yu!8i  
  { .p(T^ m2A*  
T value; is-7 j7;  
public : *I0T{~  
assignment( const T & v) : value(v) {} hyFyP\u]  
template < typename T2 > z5 YWt*nm  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } -jiG7OL  
} ; %QP0  
2=^m9%  
n<u $=H  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 f=9|b  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment qXwPDq/  
&mx)~J^m  
pS7w' H  
Bf8jPa/  
  class holder t)}scf&^x  
  { ;-qO'V:;  
public : ~W-PD  
template < typename T >  .P"D  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const c(~[$)i6  
  { T]c%!&^ _  
  return assignment < T > (t); 5wDg'X]>V  
} XD2v*l|Po  
} ; Kuu *&u  
WA&!;Zq  
#NryLE!/  
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: _+E5T*dk  
ilqy /fL#  
  static holder _1; (:> ,u*x%  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 m*kl  
1bn^.768l  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); =UfsL%  
而不用手动写一个函数对象。 XSyHk"g`  
m+T;O/lG0{  
 e0,|Wm  
q}?4f *WC  
四. 问题分析 O[ef#R!  
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。 Fkd+pS\9g~  
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。 %Da1(bBh  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 (O(}p~s  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 jr:7?8cH0L  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 _y} T/I9  
@/ohg0  
五. 问题1:一致性 P&^;656r  
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?| wLnf@&jQ%  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 yL-YzF2  
G\+L~t  
struct holder y#z  
  { QvKh,rBFVG  
  // 7V!*NBsl  
  template < typename T > ) u`[6,d  
T &   operator ()( const T & r) const `M^= D&Bf  
  { .E8_Oz  
  return (T & )r; z?*w8kU&>  
} N@Uy=?)ZJ  
} ; LAS'u "c|  
IHv[v*4:  
这样的话assignment也必须相应改动: 9^#c| 0T  
E vg_q>  
template < typename Left, typename Right > Eu@huN*/  
class assignment S(*sw 0O@+  
  { %_%Q 8,W  
Left l; #W.#Hjpp  
Right r; hRD=Y<>A  
public : U!*M*s  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} _)>_{Pm  
template < typename T2 > U"^kH|  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } ,N]H dR  
} ; \=ux atw  
NUWDc]@J*  
同时,holder的operator=也需要改动: =k^Y?.  
NRIG1v>  
template < typename T > UMm!B`M  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const biU^[g("  
  { r\-uJ~8N  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); b((M)Gz  
} Gsq00j &<Z  
2Ay* kmW  
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。 tnN.:%mZ  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 nz=G lO'[  
oldA#sA$  
return l(rhs) = r; Ki$MpA3j   
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 &-Gqdnc  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: )I^7)x  
SBfT20z[  
template < typename Tp > .yqM7U_  
class constant_t f=r<nb'H  
  { e]$}-i@#  
  const Tp t; 7'W%blg!V  
public : ?R$F)g7<  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} qzKdQ&vO  
template < typename T > 2db3I:;E  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const ZQ%'`q\c  
  { U4C 9<h&  
  return t; 2a`o &S  
} L\xk:j1[  
} ; xSsa(b  
- -HZX  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 AQ,' 6F9  
下面就可以修改holder的operator=了 '$ =>  
Mh:L$f0A%O  
template < typename T > emqZztccZ  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 6z#acE1)M  
  { t4zkt!`B  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); 9=8iy w  
} vgH3<pDiU6  
mGJKvJF   
同时也要修改assignment的operator() 6;\I))"[  
(a.z9nqGA  
template < typename T2 > i@)i$i4  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 75f"'nJ)  
现在代码看起来就很一致了。 d iL +:H  
1{ ~#H<K  
六. 问题2:链式操作 ~962i#&4  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ao1(]64X"  
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*#R]9  
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。 s%nUaWp~  
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。 %et } A93  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct .oYl-.E>&  
Sq/ qu-%X  
template < typename T > =jOv] /  
struct result_1 c[wla<dO*  
  { -Ta9 pxZk  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 8dZSi  
} ; Lsq A**=  
hV8[@&Sx3  
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: B%)%  
O`x;,6Vr  
template < typename T > SPX$ U5&  
struct   ref Z_};|B}  
  { =9O^p@Q#W  
typedef T & reference; WM7oM~&{6  
} ; }Z@ovsG  
template < typename T > 9ifDcYl  
struct   ref < T &> ~dgDO:)  
  { o{* e'4  
typedef T & reference; QdH\LL^8R4  
} ; V:In>u$QJ!  
qT{U(  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: W=^#v  
:~e>Ob[,"  
template < typename T > R]c+?4J  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const I5 o)_nc  
  { p Dx1z|@z  
  return l(t) = r(t); &=Ar  
} Z &Pg"a?\  
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。 bH7X'%r  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 E4`N-3  
]/[FR5>  
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 m[? E  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: !"HO]3-o  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 J*yf2&lI5  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 N..yQ-6x?  
最后的布局是: &zl|87M  
                Add dt \TQJc~  
              /   \ ck ]Do!h  
            Divide   5 BgurzS4-  
            /   \ nhB1D-  
          _1     3 gp};D  
似乎一切都解决了?不。 8;b( 0^  
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 ,* QP*  
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。 nt 81Bk=  
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: $UMFNjL  
Ygm`ZA y  
template < typename Right > eJF5n#  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const b3&zjjQ  
Right & rt) const 9_L[w\P|4  
  { l4 D+Y  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ?{P"O!I{  
} @TLS<~  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 iEVb"w0 59  
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。 +X#vVD3"  
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。 aE`c%T):`  
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。 _X^1IaL  
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。 V]|^&A _c  
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? Q8:Has  
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: `YFtL  
2 Wt> Mi  
template < class Action > "9ZID-~]  
class picker : public Action N=4G=0 `ke  
  { MW! srTQ_  
public : 7L`A{L  
picker( const Action & act) : Action(act) {} y?[ v=j*U  
  // all the operator overloaded Pu7_ v  
} ; ,~aQL  
[;r)9mh7  
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。 9=vMgW  
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: WK ts[Z  
bZnuNYty75  
template < typename Right > mC4zactv  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const e}D3d=6`  
  { S@jQX  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); dbwe?ksh  
} :8L8q<U  
<6EeD5{*  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >  A sQ)q  
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。 ~+Rc }K  
eV 2W{vuI  
template < typename T >   struct picker_maker #+:9T /*>0  
  { 8;d:-Cp  
typedef picker < constant_t < T >   > result; W3]_m8,Z  
} ; 8qk?E6  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > \kp8S'qVo  
  { 6 bomh2  
typedef picker < T > result; %7"q"A r[  
} ; _BM" ]t*  
n G,A@/N  
下面总的结构就有了: >QjAoDVX?  
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。 X}=n:Ql'YY  
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。 ~qcNEl\-y  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 NaPt"G  
至此链式操作完美实现。 j|4<i9^}  
m4TE5q%3  
R}G4rO-J  
七. 问题3 HFKf kAl  
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。 ) brVduB  
q4R5<LW"  
template < typename T1, typename T2 > VvvRRP^q  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 4H,`]B8(D  
  { I!^;8Pg  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); !9u|fnC9  
} J4QXz[dG  
]p _L)  
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!Em(  
DwaBdN[!7  
template < typename T1, typename T2 > OglEt["  
struct result_2 n)L*  
  { aO]ZZleNS  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; Z8# (kmBdB  
} ; kY&k-K\  
qOe+ZAJ{%N  
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? VeGL)  
这个差事就留给了holder自己。 aDq5C-MzG  
    )LdP5z-  
%@wJ`F2a_  
template < int Order > )jU)_To  
class holder; NgADKrDU  
template <> *?Lv3}E  
class holder < 1 > (*Z)(O*z  
  { hLI`If/+K  
public : {\S+#W\  
template < typename T > m`v2: S}  
  struct result_1 JI?rL  
  { I, -hf=-  
  typedef T & result; VLS0XKI)  
} ; V `b2TS  
template < typename T1, typename T2 > M3J#'%$  
  struct result_2 NV)!7~r}:  
  { :?k>HQe  
  typedef T1 & result; &)8:h+&Z  
} ; Wl;.%.]>  
template < typename T > 0@ yXi  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const b o0^3]Z  
  { g$7{-OpB  
  return (T & )r;  !;EjB*&  
} Fgkajig  
template < typename T1, typename T2 > k >F'ypm  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const bBu,#Mc  
  { @PN#p"KaT  
  return (T1 & )r1; -u&6X,Oq\u  
} 9:fOYT$8  
} ; B.wYHNNV  
yW+yg{Gg:  
template <> `k=bL"T>\  
class holder < 2 > {FO;Yg'  
  { E'v _#FLvR  
public : {kp-h2I,  
template < typename T > %u`8minCt  
  struct result_1 J1/?JfF  
  { X'wE7=29M  
  typedef T & result; |>27'#JC  
} ; V_>\ 9m  
template < typename T1, typename T2 > ji1viv  
  struct result_2 YsG%6&zEq  
  { sC27FVwo  
  typedef T2 & result; /,1D)0  
} ; \X<bH&x:z  
template < typename T > e`@ # *}A  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const T:t]"d}}  
  { 4FEk5D  
  return (T & )r; ?f#y1m  
} n?A6u\sQ  
template < typename T1, typename T2 > F|F]970  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const $i&e[O7T;  
  { L=c!:p|7)  
  return (T2 & )r2; 4A@NxihH  
} 3j,Q`+l/6d  
} ; A54N\x,  
Dakoqke  
>C7r:%  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 xgABpikC^  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 5 elw~u  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: #?5 (o  
8 ![|F:  
return l(i, j) = r(i, j); @*}D$}aR'V  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) -c(F1l  
0FGe=$vD  
  return ( int & )i; Uh.oErHQD  
  return ( int & )j; y@ ML/9X8q  
最后执行i = j; ykv94i?Q  
可见,参数被正确的选择了。 ;E@G`=0St  
pM x  
| B. 0TdF  
_=+V/=  
,pqGX3  
八. 中期总结 `%CtWJ(e  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: '=[?~0(B  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 4?0vso*X<:  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ">~.$Jp_4  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 7Ok;Lt!x  
.9R [ *<  
.nG#co"r}3  
SPN5dE.@  
"vXxv'0\f  
#rxVd 7f  
九. 简化 W"):-Wq  
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。 !O-T0O   
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 I'PeN0T f  
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: F_Z- 8>P  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ;} und*q  
  +-*/&|^等 kdCUORMK  
2. 返回引用。 .^N/peU q  
  =,各种复合赋值等 @[5xq  
3. 返回固定类型。 J%x6  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) xm%Um\Pb7  
4. 原样返回。 xB_!>SqF1U  
  operator, }MRd@ 0-?!  
5. 返回解引用的类型。 MHSs!^/g5  
  operator*(单目) tYZ[6 8  
6. 返回地址。 }Mo=PWI1?  
  operator&(单目) _Xnqb+  
7. 下表访问返回类型。 Is]aj-#r  
  operator[] ]GN7+ 8l  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 sW)Zi  
  operator<<和operator>> ld3-C55  
-M%_\;"de  
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。 [`p=(/I&L  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: MxWy*|J}  
WtViW=j'  
template < typename Left > RMd[Yr2e  
struct value_return ?dD&p8{  
  { h]og*(  
template < typename T > 4$qWiG~  
  struct result_1 s >e=?W  
  { Wi[~fI8^!  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; "J+3w  
} ; ~2<7ZtV=  
]d,S749(s  
template < typename T1, typename T2 > CF+_/s#j^  
  struct result_2 (ohq0Y  
  { lrnyk(M}Q.  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; *F ? 8c  
} ; U"q/rcA  
} ; )E6;-rD0^+  
b`)){LR  
m_=$0m J$  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ^dP KDrKxh  
*:>"q ej  
下面我们来剥离functor中的operator() T?:glp[4I  
首先operator里面的代码全是下面的形式: ZN! 4;  
XEn*?.e  
return l(t) op r(t) Jj,U RD&0R  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) G"X8}:}  
return op l(t) R<sJ^nx  
return op l(t1, t2) t'BLVCu  
return l(t) op (7XCA,KTGI  
return l(t1, t2) op W5?yy>S6N  
return l(t)[r(t)] Vy*:ne  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Vl_:c75"  
}@Ge}9$ h  
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: 'a$Gv&fu  
单目: return f(l(t), r(t)); hGd<<\  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); @) s,{F  
双目: return f(l(t)); F;=4vS]\  
return f(l(t1, t2)); "`M?R;DH  
下面就是f的实现,以operator/为例 2kdC]|H2?  
nA P.^_K  
struct meta_divide L,mQ   
  { PH?#)l D  
template < typename T1, typename T2 > Sp7ld7c  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) +<xQM h8  
  { }Z{=|rVE  
  return t1 / t2; Ggl~nxz  
} ,Y|^^?'j Q  
} ; Y2d;E.DH8  
.q[SI$qO/  
这个工作可以让宏来做: \2ZPj)&-E  
%CS@g.H=_  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ f 1w~!O9  
template < typename T1, typename T2 > \  emK$`9  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; Kl2lbe7  
以后可以直接用 )\6&12rj  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) X5X?&* %{  
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 OH5>vV 'i  
(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。。。) Lb;zBmwB  
MF~H"D n  
(q{Ck#+  
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 LbaK={tR  
ogL EtqT  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > jV? }9L^;  
class unary_op : public Rettype DA2}{  
  { UilMv~0  
    Left l; R,9[hNHWGs  
public : T:/,2.l  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 3 n'V\H vz  
L]d-hs  
template < typename T > Hir Fl  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const D8>enum  
      {  EI_  
      return FuncType::execute(l(t)); ,z;ky5Ct  
    } .k 3 '  
Mk=mT3=#  
    template < typename T1, typename T2 > %g1,N k  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ^ <Pq,u%k  
      { KN t t  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); cx}Q2S  
    } $/=nU*pd  
} ; L=q+|j1>  
p98~&\QT  
$BFvF ,n  
同样还可以申明一个binary_op O!Oumw,$  
:um|nRwy9  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > :>TEDy~O%  
class binary_op : public Rettype &v"3*.org@  
  { E2cB U{x  
    Left l; oS7(s  
Right r; ^5A t?I8  
public : :WSDf VX  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} td4[[ /  
abJ" [  
template < typename T > Y`o+XimX  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Qb)C[5a}  
      { HsnLm67'  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); ]d a^xWK  
    } INkD=tX  
lu#LCG-.  
    template < typename T1, typename T2 > ={5#fgK>  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const )(tM/r4`c&  
      { TQ`Rk;0R  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); LJOr!rWi  
    } Q %wY  
} ; - /(s#D  
/v/C<]  
H"C[&r  
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 =egW  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 8}fu,$$5  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 05snuNt]-  
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。 iJZ/jCI  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! LwhyE:1  
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。。。 )13dn]o=2  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 D K=cVpN%s  
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) BCe|is0  
下面是修改过的unary_op &Ch#-CUE/  
T"&)&"W*U  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > FL8g5I  
class unary_op - !>}_AH  
  { Ov UI@,Ef  
Left l; 0TmR/uUT  
  "Ae@lINn[y  
public :  1~l I8  
^-rfvc  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} qwK2WE%T  
MY/3] g<  
template < typename T > Zum0J{l h  
  struct result_1 c-g)eV|)S  
  { Xe#K{gA  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; (`6T&>(4  
} ; 9elga"4:'  
OKi\zS  
template < typename T1, typename T2 > k6Uc3O  
  struct result_2 u ~3%bJ]  
  { KAsS [  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; *1 G>YH  
} ; p_UlK8rb  
@&]#uRl|[  
template < typename T1, typename T2 > <L{(Mj%Z  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 8ZCoc5  
  { [tg^GOf '  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); H)aQ3T4N5  
} 8a_[B~  
v3GwD0 0  
template < typename T > M @3"<[g  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const @ JvPx0  
  { W`"uu.~f  
  return OpClass::execute(lt(t)); +uBLk0/)>  
} 2_ :n  
 f>s?4  
} ; r}0\}~'?c  
$t5 V=}m>  
P i Fm|  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug Fbu5PWhlc  
好啦,现在才真正完美了。 RN)dS>$  
现在在picker里面就可以这么添加了: 3SSm5{197  
.e'eE  
template < typename Right > dB+N\HBY  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const n!')wIk  
  { 5C"QE8R o  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); <5G{"U+ \  
} .`7cBsXH  
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。 d/}SAvtt  
etd&..]J  
*26334B.R  
{CR5K9  
16L]=&@  
十. bind sP-^~ pp  
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。 @]q BF]6  
先来分析一下一段例子 8scc%t7  
YPzU-:3  
;SwMu@tg  
int foo( int x, int y) { return x - y;} -QyhwG =  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 CiR%Ujf  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 sHcTd>xS  
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。 ]`bQW?  
我们来写个简单的。 MWNPPYww  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: \`, [)`  
对于函数对象类的版本: bsd99-_(4  
-!0_:m3  
template < typename Func > kNT}dv]<  
struct functor_trait VyRsPg[(  
  { v4RlLg dS%  
typedef typename Func::result_type result_type; x+]!m/  
} ; XX1Il;1G#  
对于无参数函数的版本: Iyd?|f"  
T~fmk f$  
template < typename Ret > %+ FG,d  
struct functor_trait < Ret ( * )() > [>^PRs  
  { Q#(GI2F2#  
typedef Ret result_type; OEPa|rb  
} ; -k(CJ5H9  
对于单参数函数的版本: 2"fO6!hh  
^'p|!`:  
template < typename Ret, typename V1 > A~Xq,BxCV  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > zZiJ 9 e  
  { m=Q[\.Ra  
typedef Ret result_type; <*t4D-os  
} ; U!XS;a)  
对于双参数函数的版本: A:y.s;<L 0  
c}[+h5  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 4d_s%n?C  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > *WE1;msr  
  { 3x~{QG5Gn  
typedef Ret result_type; 4t/&.  
} ; W5/0`[4  
等等。。。 (_r EAEo  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy kAM1TWbaVQ  
+3i7D  
template < typename Func > },5'z {3E  
struct func_return LkLN7|  
  { - }!H3]tr  
template < typename T > O)kg B rB  
  struct result_1 !;6Jng%  
  { "xAWG$b  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; :K?0e `  
} ; Z?J:$of*  
y fSM  
template < typename T1, typename T2 > WZ!WxX>zO  
  struct result_2 hI pKJ&hm  
  { F?m?UQS'u  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; zq1mmFIO  
} ; hh~n#7w~IR  
} ; 51# "3S  
&x-TW,#Ks  
~|wos-nM  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 i)Lp7m z  
[!^-J}^g~\  
template < typename Func, typename aPicker > V@d )?T  
class binder_1 PuxK?bwC  
  { k>E`s<3  
Func fn; |3K)$.6~  
aPicker pk; .$", *d  
public : yMLOUUWa8x  
>QHo@Zqj(  
template < typename T > Gg\G'QU  
  struct result_1 XT,#g-oi  
  { 7ou46v|m5  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; VGw(6`|!  
} ; :)jJge&^p  
;Qi }{;+  
template < typename T1, typename T2 > ~#}Dx :HH  
  struct result_2 9kKnAf4Z  
  { D\^WXY5e%y  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; xjdw'v+qZo  
} ; G6K  <  
[oc~iDx%W  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} <B /5J:o<  
# x>ga  
template < typename T > Rq~t4sA:  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const _SZ5P>GIU  
  { -~)OF  
  return fn(pk(t)); +Ra3bjl  
} L;W.pe0  
template < typename T1, typename T2 > %Y4e9T".  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ">dq0gD  
  { U},=LsDsW4  
  return fn(pk(t1, t2)); I~'*$l  
} ZX b}91rzt  
} ; -Uo?WXP]B'  
o@lWBfB*%e  
5 waw`F  
一目了然不是么? ,]Zp+>{  
最后实现bind }8'&r(cN4  
|0bc$ZY:  
2aw&F Z?  
template < typename Func, typename aPicker > Bb Jkdt7  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) v| z08\a[  
  { ^T4Ay=~{  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 2 Tvvq(?T  
} h5|.Et  
2aNT#J"_  
2个以上参数的bind可以同理实现。 TrE3S'EU#R  
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。 YpdNX.P,  
FM^9}*  
十一. phoenix <c,~aq#W'  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: tUE'K.-  
(L6Cy% KgV  
for_each(v.begin(), v.end(), y[0`hSQ)~  
( X`zC ^z}  
do_ eukA[nO7G  
[ !- ~ X?s~L  
  cout << _1 <<   " , " \tJFAc  
] ;n#%G^!H  
.while_( -- _1), 9x~-*8aw  
cout << var( " \n " ) OIaYHA  
) 3$M3Q]z  
); 0?Yz]+{C  
E\2Ml@J  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: s[3fqdLP&  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor ySdN;d:q  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 `?s.\Dh  
那么我们就照着这个思路来实现吧: }GHxG9!z  
US?Rr  
Sm3u/w!  
template < typename Cond, typename Actor > #j@OLvXh  
class do_while Yq'4e[i  
  { ~krS#\  
Cond cd; ?~ULIO'  
Actor act; cep$_J a  
public : ~waNPjPRG  
template < typename T > M<8ML!N0;t  
  struct result_1 )JgC$ <  
  { |qjZ38;6  
  typedef int result_type; #I\Y= XCY  
} ; Mpx/S<Z  
z YDK $  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} eS!C3xC;J]  
"/%89 HMD  
template < typename T > *07sK1wW  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const OOy}]uYF`  
  { gp< =Gmd  
  do 6p<`h^  
    { hol<dB  
  act(t); eG] a zt  
  } wODvc9p}]  
  while (cd(t)); 9zKBO* p`  
  return   0 ; O+ .*lo  
} QocQowz  
} ; D$Kea  
-6EK#!+  
H/cTJ9zz  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). h_ ! >yK  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 Q .RO  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 jMpa?Jp1  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 :\}U9QfCw  
下面就是产生这个functor的类: #1Z7&#R/  
-l*A  
\aSz2lxEHn  
template < typename Actor > ZCiY,;c  
class do_while_actor o42`z>~  
  { Pern*x9$  
Actor act; {sc[RRN~C  
public : a1x7~)z>zi  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} Z[IM<S9lz  
e6P[c=m #  
template < typename Cond > !*a[jhx  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; [e4![G&y`  
} ; 6$ e]i|e  
(r F?If  
d /j@_3'  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 5:gj&jt;)7  
最后,是那个do_ jUY+3"?   
( tn< VK.  
h`?k.{})M  
class do_while_invoker !$kR ;Q"/  
  { jXcNAl  
public : B?(4f2yE  
template < typename Actor > oX|?:MS:  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ToU.mM?f^  
  { #8?^C]*{0  
  return do_while_actor < Actor > (act); };SV!'9s?~  
} YOw?'+8  
} do_; :EB,{|m  
dB)9K)  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? %,?vyY  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 #<#%>Y^  
最后来说说怎么处理break和continue ZgF/;8!~V-  
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。 76MsrOv55  
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
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八