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
  • 6050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 d,"?tip/SX  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 t?[|oz:v  
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, 7nh,j <~;2  
H^Th]-Zl  
xRZ9.Agv_  
<8yv(  
  class filler yFfa/d  
  { & w{""'  
public : !L3M\Q0  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} 9S"c-"y\#  
} ; MMs#Y1dH  
2{t i])  
X2 {n&K  
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: v634{:'e  
+J`EBoIo  
4z~ fn9g  
zh2gU@"  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); ;g[C=yhK`C  
;aA,H&   
Wb!"L`m  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 g(d9=xq@k  
*Vk%"rwaG  
dQfVdqg  
PZn[Yb:  
二. 战前分析 ;lqtw]4v  
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。 cnm&o C 6  
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 :[#g_*G@p  
#V4kT*2P)  
U1?*vwfKZ  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ; z_ZZ(W  
  /* --------------------------------------------- */ \RcB,?OK  
vector < int *> vp( 10 ); Eq>3|(UT  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); w_30g6tA  
/* --------------------------------------------- */ 7I~Ww{  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); n-m+@jRz  
/* --------------------------------------------- */ nZ?BC O  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); J 00<NRxj"  
  /* --------------------------------------------- */ [zp v3Uw  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); G5y>v^&H  
/* --------------------------------------------- */ v J*IUy  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); !,}W|(P)  
Ux_tHyc/  
:+;AXnDM~  
y74Ph:^ k  
看了之后,我们可以思考一些问题: b>|3?G  
1._1, _2是什么? e(/~;"r{  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 l"%|VWZ{iq  
2._1 = 1是在做什么? -^=sxi,V  
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。  j{,3!  
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。 oY@4G)5  
]^,<Ez  
rM6^pzxe  
三. 动工 (g2?&b iuz  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: K5U=%z  
0RY{y n3  
JZ6{W  
a/ !!Y@7  
template < typename T > b#p)bcz!I  
class assignment 2.)@u~^Q  
  { X+;F5b9z  
T value; xEBiBsk d  
public : V$u~}]z  
assignment( const T & v) : value(v) {} ~2xC.DF_N  
template < typename T2 > Pf s_s6  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } *0ZL@Kw  
} ; M/GQQG;  
olPV"<;+pO  
=w HU*mK  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 2XJn3wPi  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment j&(2ze:=*$  
:5X1Tr= A  
 8U!;  
U~z`u&/  
  class holder '0g1v7Gx  
  { iq$edq[  
public : |ubDudzp  
template < typename T > `{fqnNJE  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const u9>zC QRO  
  { Ojj:YLlY>  
  return assignment < T > (t); 4HlOv % 8  
} 8[LwG&  
} ; ;+]9KIa_Pq  
Dt,b\6  
& f7{3BK  
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: yoTbIQ  
?29zcuRaru  
  static holder _1; @xR7>-$0p  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 )e.Y"5My  
v)@EK6Nty  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); fr S1<+  
而不用手动写一个函数对象。 <VV./W8e9  
xq_%|p}y  
0T2h3,  
Eq-fR~< 9  
四. 问题分析 G v[W)+3f  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 'Im7^!-d  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 PbOLN$hP  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Iu6KW:x  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 "'H$YhY]  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Ju$=Tn  
`Z]Tp1U  
五. 问题1:一致性 FUzIuz 6  
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?| &fA`Od6l"  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Lv@JfN"O  
xB{0lI  
struct holder IdTeue  
  { 4kGA`XhS*  
  // n k]tq3.[  
  template < typename T > v0!>":  
T &   operator ()( const T & r) const >B$ZKE  
  { A+%oE  
  return (T & )r; :kSA^w8  
} D+{h@^C9Z  
} ; ?&Si P-G  
JDv7jy  
这样的话assignment也必须相应改动: K[RlR+j  
xP 3_  
template < typename Left, typename Right > 3 #R~>c2  
class assignment SeAokz>  
  { ]c{Zh?0  
Left l; I@P[}XS  
Right r; kzr9-$eb  
public : :@w ;no>=*  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 21GjRPs\  
template < typename T2 > ,c"_X8Fkx$  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } QytqO {B^  
} ; FH}n]T  
P0U=lj/ b  
同时,holder的operator=也需要改动: x8%Q TTY  
}xTTz,Oj$  
template < typename T > |33pf7o  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const j>~^jz:  
  { uy\< t  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); T/G1v;]  
} Mj |)KDL  
Ixm< wKwW#  
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。 {:40Jf  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 qF=D,Dlz  
5sC{5LJzC  
return l(rhs) = r; q /EK ]B  
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。 k:PO"<-U  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: '5wa"/ ?w  
uRG0} >]|U  
template < typename Tp > AbUPJF"F  
class constant_t 9F)v=  
  { x P{L%.  
  const Tp t; XG ]yfux`  
public :  Py\xN  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} gWA)V*}f  
template < typename T > +B^ / =3P  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const aB<~T[H%h  
  { B, nCx=\S  
  return t; gT-'#K2qT  
} bs U$mtW  
} ; 1C+Y|p?KA  
6NJ"ty9Bp  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 |$Dt6{h  
下面就可以修改holder的operator=了 h8 >7si  
u7G@VZ Ux5  
template < typename T >  'vj45b  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const L?&+*|VxI  
  { .Tt \U  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); x3T)/'(  
} O_0|Q@  
:bwdEni1P  
同时也要修改assignment的operator() {g\Yy(r  
sLK J<=0i  
template < typename T2 > rklr^ e  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } ElhTB  
现在代码看起来就很一致了。 x*}j$n(Oa  
{YWj`K  
六. 问题2:链式操作 S%uH*&`  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 xc Wr hg  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 '#$% f  
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。 *3WK:0  
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。 r&)/3^S '  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 0F=UZf&  
xksQMS2#  
template < typename T > n[n0iz1-  
struct result_1 JV(eHuw  
  { g 'c4&Do  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; k(<5tvd  
} ; HxAq& J;xu  
/A}3kTp  
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: f7{E(,  
OGg9e  
template < typename T > Htl6Mr*{  
struct   ref ^DXERt&3  
  { }$#e&&)n  
typedef T & reference; 7!w@u6Q  
} ; J}EQ_FC"$  
template < typename T > { ,.1KtrSN  
struct   ref < T &> ,)'!E^n  
  { *XS@Ku  
typedef T & reference; P 482D)  
} ; iN+Dmq5  
j(F%uUpN  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: QZef=  
i0{pm q  
template < typename T > x68J [; jm  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const lG>rf*ei~  
  { #9O *@  
  return l(t) = r(t); H`]nY`HYg  
} hJ.XG<?]$  
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。 0vmMNF  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 cy*Td7)/  
>Mj :'  
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 En8-Hc#NC  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: qqT6C%Q`kG  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 vi@a87w>  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Ttn=VX{ \  
最后的布局是: yxQxc5/X)  
                Add #9EpQc[4  
              /   \ GV6!`@<  
            Divide   5 W*;~(hDz  
            /   \ 'IP'g,o++  
          _1     3 NZ9=hI;iM  
似乎一切都解决了?不。 ;j=/2vU~@  
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。 n9gj{]%  
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。 xB]~%nC[O  
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: 0z&3jWWY@  
pD##lkJr  
template < typename Right > ;[0<QmeI!  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const u 9 1;GBY  
Right & rt) const \:4WbM:B  
  { %\\l/{`eW  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); E}c(4RY  
} l*HONl&j  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 &|iFhf[o  
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。 pA='(G  
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。 vmAMlgZ8{<  
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。 `j0T[Pi  
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。 1lfkb1BM  
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? k6ER GQ9|I  
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: Z/sB72K1  
P[n` X  
template < class Action > hEsCOcEG  
class picker : public Action YZ:YYcr  
  { LkMhS0?(T  
public : D^=_408\  
picker( const Action & act) : Action(act) {} L{bcmo\U  
  // all the operator overloaded Nz#T)MGO`  
} ; cbsy&U  
zBay 3a  
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。 ;WJ}zjo >  
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: Wd~aSz9  
o;{  
template < typename Right > TU$/3fp*  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const ->6 /L)  
  { k^ J~l=?v  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Wd_bDZQ  
} Zq2dCp%  
24Z7;'  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > %Z 9<La  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 M A}=  
PH9MB  
template < typename T >   struct picker_maker ;{ XKZ}  
  { =`xk|86f  
typedef picker < constant_t < T >   > result; iN0pYqY*  
} ; ?}m/Q"!1  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > WfBA5  
  { apa~Is1  
typedef picker < T > result; 7S7gU\qOj  
} ; LVq3 R 8A  
:HYqm*v;W  
下面总的结构就有了: bWt>tEnf  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 vI{JBWE,S  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 W tnZF]1:u  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 .UakO,"z  
至此链式操作完美实现。 rhMsZ={M  
IQMk:  
A@j;H|  
七. 问题3 Um)0jT  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 N)lzX X  
w}G2m)(  
template < typename T1, typename T2 > 6%JKY+n^  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const @L { x;  
  { +G"=1sxJ  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); yrnB]$hf  
} pAtHU(}  
 8;4vr@EV  
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: Pqo _ +fL+  
Op,Ce4A  
template < typename T1, typename T2 > bENfEOf,  
struct result_2 =#&K\  
  { ?xGxr|+a  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 4 `Z@^W  
} ; \OHsCG27  
}.3F|H  
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? _J}ce  
这个差事就留给了holder自己。 L=iaL[zdJ  
    +)^F9LPl  
[N$da=`wv  
template < int Order > `mQY%p|  
class holder; muQH!Q  
template <> `x lsvK>  
class holder < 1 > 2" ~!Pu^.j  
  { <P3r+ 1|R  
public : ta> g:  
template < typename T > Dp6]!;kx  
  struct result_1 `FH Hh  
  { FviLlly6  
  typedef T & result; VjtI1I  
} ; }IC$Du#  
template < typename T1, typename T2 > r[vMiVb  
  struct result_2 X, <&#l  
  { W=j/2c/  
  typedef T1 & result; wp-5B= #:{  
} ; )pjd*+V  
template < typename T > ;o,t *  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const b3wE8Co  
  { $)mq  
  return (T & )r; %.r{+m  
} r) T^ Td1  
template < typename T1, typename T2 > <GF)5QB  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const <^U B@'lCm  
  { 9U>ID{  
  return (T1 & )r1; LG [ 2u  
} ;9q3FuR  
} ; YPDc /  
?1xBhKq  
template <> 3P6pQm'.f  
class holder < 2 > F 71  
  { +uM1#-+h  
public : ge`)sB,  
template < typename T > 9bPQD{Qb  
  struct result_1 <]b}R;9v  
  { j?jEWreq]~  
  typedef T & result; ?g}n$%*5y!  
} ;  @zEEX9U  
template < typename T1, typename T2 > bS3qX{5  
  struct result_2 KunK.m  
  { $|C%G6!s?@  
  typedef T2 & result; yUq,9.6Ig  
} ; 5{zXh  
template < typename T > q#pBlJ.LK  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ?Mp~^sgp'  
  { !3DWz6u  
  return (T & )r; U; ?%rM6  
} ]}<.Y[!S  
template < typename T1, typename T2 > !w[<?+%%n  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const `=^29LC#  
  {  $hPAp}  
  return (T2 & )r2; qDM/ 6xO  
} Wcz{": [  
} ; oIt.Pc~;'#  
zG[fPD  
doBfpQ2  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 o$\ {&:y  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: ?|%^'(U}  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: /R''R:j  
[@";\C_I  
return l(i, j) = r(i, j); >f^&^28  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) nUQcoSY#  
&"._%S58V  
  return ( int & )i; yH|ucN~k5S  
  return ( int & )j; T73oW/.0X?  
最后执行i = j; r%xp^j}  
可见,参数被正确的选择了。 h76#HUBr!  
{dg3 qg~  
z<+".sD'  
4(R O1VWsb  
a)(j68c  
八. 中期总结 +N5G4t#.  
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: UQ$dO2^  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 m1gJ"k6 `j  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 :)c >5  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor YdV5\!  
6ApW+/  
bS&'oWy*B  
N(dn"`8  
blid* @-  
3LG}x/l  
九. 简化 EX>>-D7L  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 rzDqfecOmW  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 [{Fr{La`D'  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: Ar'}#6  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 BgA\l+  
  +-*/&|^等 }[!;c+ke  
2. 返回引用。 HoT5 5v!o  
  =,各种复合赋值等 u z ` H  
3. 返回固定类型。 *-ZD-B*?  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) C@buewk  
4. 原样返回。 hEl)BRJ  
  operator, ?fXg_?+{'g  
5. 返回解引用的类型。 .!U `,)I  
  operator*(单目) XU2 HWa  
6. 返回地址。 nOkX:5  
  operator&(单目) zr&K0a{hc  
7. 下表访问返回类型。 L-Xd3RCD  
  operator[] Fz?ON1\  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 Nk3 ]<#$  
  operator<<和operator>> ~`#.ZMO  
)FMpfC>An  
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。 3a:(\:?z  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: [=Np.:Y%  
({m["d  
template < typename Left > YJuaQxs  
struct value_return K>RL  
  { S"|D!}@-  
template < typename T > ' hO+b  
  struct result_1 z Rz#0  
  { 8!3+Obj  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; @IB8(TZ5I  
} ; "3Dvc7V  
VDPqI+z  
template < typename T1, typename T2 > %saTyF,  
  struct result_2 Fy`VQ\%7t  
  { ).9-=P HlX  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ;)83tx /  
} ; oFoG+H"&7\  
} ; ~NpnRIt  
n j; KnZ  
n >xhT r<  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait V3yO_Iqa  
D@[$?^H  
下面我们来剥离functor中的operator() x)BG%{h  
首先operator里面的代码全是下面的形式: IB}.J,=  
&VR<'^>  
return l(t) op r(t) (Uv{%q.n6  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 0w< iz;30  
return op l(t) tOnaD]J  
return op l(t1, t2) /p<mD-:.M  
return l(t) op ^P"t "  
return l(t1, t2) op a+A/l  
return l(t)[r(t)] BR*" "/3`  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] eP &K]#  
;y=w :r\A  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: Oq*a4_R'YV  
单目: return f(l(t), r(t)); 5Lu m$C c}  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); *%B%BJnX  
双目: return f(l(t)); mrFMdpaHl%  
return f(l(t1, t2)); cAVe(:k)  
下面就是f的实现,以operator/为例 &|9mM=^  
6C r$R]5  
struct meta_divide SK;f#quUQ  
  { @faf  
template < typename T1, typename T2 > 6@H& S  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) |8`}yRsQ  
  { [DGq{(O  
  return t1 / t2; GS8,mQ8l*l  
} bCd! ap+#  
} ; Qyt6+xL  
8uyVx9C0  
这个工作可以让宏来做: u+(e,t  
3i >$g3G  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ],H%u2GE_  
template < typename T1, typename T2 > \ J#Bz )WmR  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; GZI[qKDfB  
以后可以直接用 aFIet55o  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) #g~~zwx/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 @{+*ea7M(`  
(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。。。) <u4GIi <sm  
&bBp`h  
h=`rZC  
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 lba*&j]w=  
G`6U t  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > qpp:h_E  
class unary_op : public Rettype :w:5;cm V  
  { ]Y;$~qQ  
    Left l; -6+HA9zz@C  
public : pNVao{::5  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} G<Lm}  
xs.[]>nQN  
template < typename T > kwWO1=ikz@  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const _AVCh)Zb  
      { I*K^,XY+  
      return FuncType::execute(l(t)); r)+dK }xl  
    } E+E5`-V  
s Uj#:X  
    template < typename T1, typename T2 > (c(?s`;  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Kh$L~4l  
      { dr'6N1B@  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); ?ZTB u[  
    } gMHH3^\VH)  
} ; lD/+LyTa  
| @di<d@  
 ~ikTo -  
同样还可以申明一个binary_op I62Yg p$K  
P-+^YN,  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > fK4laDB TO  
class binary_op : public Rettype 8 eh C^Cg  
  { Xk7zXah  
    Left l; zoUW}O  
Right r; )h+JX8K)l  
public : "T~Ps$  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} <U1uuOt  
I,  
template < typename T > !Y\hF|[z  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const HnOF_Twq  
      { /Zm@.%.  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); <a$cB+t  
    } YRC`2)_'  
NA0hQGN}  
    template < typename T1, typename T2 > ~PoGuj2wA  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 0&5}[9?V'  
      { Or_9KX2  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); foL`{fA  
    } <JKPtF2b  
} ; }jIb ^|#CD  
[oKB1GkA  
tH W"eag  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 YI\^hP#  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 -p%=36n  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) &TK%igL  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 (TnYUyFP`  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! v- {kPc=:#  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 9oGsrC lH  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 OW #pBeX99  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) '}!dRpx  
下面是修改过的unary_op vW]BOzK  
ipU"|{NK  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > }bB_[+YV`{  
class unary_op f(##P|3>R  
  { &VQwuO  
Left l; 6fkL@It  
  `8'|g8,wb0  
public : Ge97e/ CY  
/CX<k gz@  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} sZB$+~.:}  
yTZbJx?m  
template < typename T > @``!P&h  
  struct result_1 pl7!O9bo  
  { x&;{4F Nw  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; %ecg19~L/}  
} ; _oLK" * [#  
JH?[hb  
template < typename T1, typename T2 > d}WAP m  
  struct result_2 re^1fv  
  { 0} {QQB  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; H:~LL0Md%  
} ; hPEK@  
M rVtxzH  
template < typename T1, typename T2 > fY-{,+ `'  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const }O!LTD  
  { ;OVJM qg  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); bfrBHW#  
} D.\p7 NJ  
-M/ny-; `}  
template < typename T > cdEZ Y  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const q@^=im  
  { Llg[YBJ7>  
  return OpClass::execute(lt(t)); /5wvXk|@  
} 1;H(   
K}a[~  
} ; l(<o,Uv[`  
UY|nB hL  
dc:|)bK M  
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 8{h:z 9]J  
好啦,现在才真正完美了。 ]54V9l:  
现在在picker里面就可以这么添加了: `Th!bk  
98V9AOgk  
template < typename Right > ~rKo5#D  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const <k^h&1J#g  
  { ob0clJX  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); f PDnkr  
} w"aD"}3  
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。 3RGVH,  
Nf3Kz#!B  
cG ^'Qm  
0iHK1Pt}  
dIK!xOStA  
十. bind RL>[t  
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。 Uu3[Cf=C  
先来分析一下一段例子 -i 6<kF-W  
WE=`8`Li  
RAxA H  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 1?mQ fW@G  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 !".@Wg$  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 T}fo:aB}  
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。 /Nxy?g|,  
我们来写个简单的。 s V{[~U,|  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: !d"J,.)  
对于函数对象类的版本: 9ft7  
*^QfTKN   
template < typename Func > g*!2.P  
struct functor_trait ,V |>nkQ  
  { M22 ^.,Z  
typedef typename Func::result_type result_type; ?hmj0i;XC  
} ; A$%%;O   
对于无参数函数的版本: B_@>HZ\&  
7gPkg63  
template < typename Ret > zvD$N-#`p  
struct functor_trait < Ret ( * )() > c\-I+lMBi  
  { N/^r9Nu  
typedef Ret result_type; -a/5   
} ; D'A)H  
对于单参数函数的版本: ("IRv>} 0  
C2!POf;GdN  
template < typename Ret, typename V1 > qzmY]N+w|  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 8=<d2u'  
  { t7R;RF  
typedef Ret result_type; P\w.:.2  
} ; jJg 'Y:K9q  
对于双参数函数的版本: DBVe69/S  
@(oz`|*  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > jh}[7M  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 8[xb+_  
  { >\KBXS}  
typedef Ret result_type; syV &Ds)  
} ; V,&s$eQC  
等等。。。 6%O"   
然后我们就可以仿照value_return写一个policy uVIs5IZzIi  
1p`XK";g  
template < typename Func > py@5]n%  
struct func_return ~ ]o .Mv a  
  { Xc`'i@FX  
template < typename T > X}g!Lp  
  struct result_1 a i}8+L8-  
  { 0*,r  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; z <s]Z  
} ; pbju;h)O!|  
y{5ZC~Z<!  
template < typename T1, typename T2 > Wh 8fC(BE  
  struct result_2 e WcS>N  
  { e7 5*84  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; "y>l2V,4j%  
} ; -/KVZ  
} ; Fi1gM}>py  
Nluy]h &  
6g( 2O[n.  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ;^t<LhN:  
QH#|R92:  
template < typename Func, typename aPicker > @P[Tu; 4  
class binder_1 qnru atA  
  { X[BKF8,  
Func fn; &LHQ) ?  
aPicker pk; [V}I34UN  
public : Mg-Kh}U  
^tae (}  
template < typename T > h6la+l?x  
  struct result_1  cfpP?  
  { ^;Ap-2Ww  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; YVqhX]/   
} ; Rq9v+Xq2  
UiF?Nx~  
template < typename T1, typename T2 > 1JJQ(b  
  struct result_2 RLecKw&1{3  
  { VA.:'yQtJ  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; El]Rrku  
} ; j$Gb> Ex>  
EC&w9:R  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} uiM*!ge  
rhwY5FD?  
template < typename T > UPUO8W)<Z6  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const _T8#36iR  
  { Gl`Yyw@84  
  return fn(pk(t)); 'mG[#M/Y  
} )\'U$  
template < typename T1, typename T2 > [ gx<7}[  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const >*{\N^:z  
  { fg+Q7'*Vq  
  return fn(pk(t1, t2)); Z!7#"wO9+V  
} 8H3|^J  
} ; :Uj+iYE8Z8  
W UDQb5k  
cYmMO[4YG'  
一目了然不是么? l+y/Mq^QB  
最后实现bind J{\S+O2,*  
DRj\i6-v  
(/tbe@<  
template < typename Func, typename aPicker > ~z%K9YcyU  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) IWsB$T  
  { Cddw\|'3  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); >mi%L3Pk  
} wp$C J09f*  
nlw(U3@7  
2个以上参数的bind可以同理实现。 #&5m=q$EI  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 _~| j~QE]  
q2Ax-#  
十一. phoenix a~DR$^m  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: N-4LdC  
P ;PS+S9  
for_each(v.begin(), v.end(), R0, Q`  
( 8yA :C  
do_ Tg)Fr)  
[ 1E=%:?d  
  cout << _1 <<   " , " 3RZP 12x  
]  s>76?Q:i  
.while_( -- _1), V[uB0#Lp  
cout << var( " \n " ) %}x/ fq  
)  r,!7TuBl  
); B&+V%~/  
OjJKloy'  
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: #rF|X6P  
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 _<=U.T`  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 p p9Gzn C  
那么我们就照着这个思路来实现吧: /{\tkvv-Z  
>A7),6  
K q: +{'  
template < typename Cond, typename Actor > H&6lQ30/)  
class do_while _t 'Kj \  
  { #Kn=Q  
Cond cd; 4\Mh2z5  
Actor act; ?SkYFa`u*  
public : <RKh%4#~  
template < typename T > =YE"6iU  
  struct result_1 1 nIb/nY  
  { BO5F6lyQ0P  
  typedef int result_type; =YR/X@&  
} ; $ThkK3  
LK)0g4{  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} /E@LnKe  
#3f\,4K5  
template < typename T > \\Fl,'  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const r8pTtf#Q  
  { ?9i 7w1`  
  do sX^m1v~N|  
    { q{[}*%  
  act(t); ?r"m*fY%  
  } F'|D  
  while (cd(t)); Xd!=1 ::  
  return   0 ; Azxy!gDT"  
} ^ RU"v>  
} ; "|gNNmr  
bT@3fuL4  
P"cc$lB~I  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). hS OAjS  
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。 #O7|&DqF{  
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。 &|LZ%W0Fb  
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。 q UY;CEf  
下面就是产生这个functor的类: 4xjk^N9  
vHCz_ FV  
Ps4spy0Fp  
template < typename Actor > J'sVT{@GS  
class do_while_actor ^!3Sz1  
  { k$9oUE,  
Actor act; N0,.cd]y`  
public : d/k&f5  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 7N+No.vR.  
uZ&,tH/  
template < typename Cond > Ia*eb%HG  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 6! \a8q'z  
} ; _S7GkpoK  
~Yv"=  
sF :3|Yy0  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ZX sm9  
最后,是那个do_ x\)0+c~\}x  
KA# 4iu{  
M~t S *  
class do_while_invoker D"oyl`q  
  { Y?=+A4v  
public : 8sOM%y9M  
template < typename Actor > ?_3K]i1IS  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const wLAGe'GX  
  { Nc()$Nl8  
  return do_while_actor < Actor > (act); 3ybEQp9  
} lY yt8H  
} do_; $cHA_$ `  
2_6x2Ia4  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? Z)Nl\e& M  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 ~9#\+[ d_  
最后来说说怎么处理break和continue X!2/cgU7  
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。 U-6b><  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八