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
  • 3519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 WP? AQD  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 )#025>$z  
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, Wtj* Z.=:  
TDW\n  
v6'k`HnK  
Ob h@d|  
  class filler u_%L~1+'  
  { G@6F<L~$1  
public : {} Zqaf  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} z CFXQi  
} ; FWQNO(  
`z6I][Uf  
bb`8YF+?'  
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: a~Y`N73/c  
<3[0A;W=1  
IFW"S fdZk  
:sJQ r._L  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); $36.*s m  
pn aSOyR  
/9@ VnM  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 @A8@j%CK1  
j4]y(AA  
Q;eY]l8  
63pd W/\j  
二. 战前分析 p2(Z(V7*  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 L<ET"&b;4  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 LZ1)zoJ  
%bgUU|CdA  
Kr@6m80E5  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); =$F<Ac;&  
  /* --------------------------------------------- */ 8@d@T V!n&  
vector < int *> vp( 10 ); 2X@"#wIg  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Hie  
/* --------------------------------------------- */ ?!$:I8T  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); }9 I,p$  
/* --------------------------------------------- */ Ws:MbZyr  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 9wP,Z"  
  /* --------------------------------------------- */ I*l y 7z  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); R b=q #  
/* --------------------------------------------- */ %HcCe[d5l  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); A$W~R  
zEs:OOM  
klx28/]  
P?j;&@$^e  
看了之后,我们可以思考一些问题: J*+[?FXRL  
1._1, _2是什么? Ew*SA  
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。 irKM?#h  
2._1 = 1是在做什么? 9qX)FB@'i;  
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。 e# z#bz2<  
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。 $'93:9tg  
F0/!+ho  
T3h1eU  
三. 动工 N<T@GQwkS  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: `clp#l.ii  
M.fA5rJ^  
IQQ QB  
$9?<mP2-*  
template < typename T > hf< [$B  
class assignment ugS  
  { @k||gQqIB  
T value; -s9()K(vZG  
public : #,Cz+ k*4  
assignment( const T & v) : value(v) {} j},3@TFh  
template < typename T2 > 9 f= ~E8P  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } :HkX sZ  
} ; "*ww>0[  
QeG3X+  
,d$D0w  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 #.@-ng6C  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment o8u;2gZx  
M&` b\la  
aBWA hn  
g,s^qW0vds  
  class holder <j:@ iP  
  { Z^_gS&nDa~  
public : [Lq9lw&   
template < typename T > ;={3H_{3  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const ].Xh=7&2{  
  { 63Z^ k(  
  return assignment < T > (t); !AN;  
} #N;McF;W  
} ; R0YWe  
>1RL5_US  
'>[Ut@lT;  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: arN=OB  
% !Ih=DZ  
  static holder _1; w[OUGn'  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 @z>DJ>htN  
#O^%u,mJj  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); t:*1* ;  
而不用手动写一个函数对象。 -mLS\TFS  
#M@~8dAH}M  
5Kw?#  
i7%`}t  
四. 问题分析 B0D  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 jGe%'A N\  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 T}59m;I  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 8~y&"  \  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 r0*Y~ KHw  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 3? F~ H  
S ^$!n,  
五. 问题1:一致性 <."KejXg-  
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?| 4`Lr^q}M+  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 !wTrWD!  
|!{ Y:f;  
struct holder slAR<8  
  { 1@n'6!]6O  
  // lcK4 Uq\q  
  template < typename T > ic}mru  
T &   operator ()( const T & r) const 3%)@c P:?  
  { "EwzuM8 f  
  return (T & )r; YP>J'{?b*"  
} kLc@U~M  
} ; Zxh<pd25Y  
"r1 !hfIYf  
这样的话assignment也必须相应改动: D7=Irz!O\7  
VxtX%McK  
template < typename Left, typename Right > Wg,7k9I  
class assignment |5jrl|  
  { %<fs \J^k  
Left l; AG><5 }  
Right r; ,0{x-S0jX<  
public : ),Hr  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} {vdY(  
template < typename T2 > aW9\h_$  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } oU se~  
} ; )!~,xl^j{}  
@km4qJZ  
同时,holder的operator=也需要改动: e$/y ~!  
kU,g=+ 2J  
template < typename T > >>|47ps3  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const kW0ctGFYlf  
  { YQb503W"d~  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); r dCs  
} >Y(JC#M;  
NF7  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 z/fSs tN  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ,&y_^-|d  
#8zC/u\`=  
return l(rhs) = r; r6GXmr  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 6\k~q.U@XI  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: &hrMpD6z6i  
Lp/'-Y_  
template < typename Tp > !{fu(E  
class constant_t c\/-*OYr<  
  { _>ZC;+c?  
  const Tp t; @Ne&%F?^Z  
public : wY ??#pS  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} uQ|LkL%< ^  
template < typename T > 4ETHaIiWp  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const m#[9F']Z`  
  { #+i:s92],  
  return t; RA?_j$  
} 9MH;=88q  
} ; "U+c`V=w  
$0vWC#.A]  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 Y% JE})  
下面就可以修改holder的operator=了 *6eJmbFG  
~!=Am:-wr  
template < typename T > hQ(^;QcSu  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const $B7c\MR j  
  { |}UA=? Xl  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); KDP"z  
} N;,zPWa  
R!yh0y}Z  
同时也要修改assignment的operator() "a9j2+9  
2vU-9p {  
template < typename T2 > Pm%5c\ef  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } P (DEf(  
现在代码看起来就很一致了。 -%| ] d ;  
[+QyKyhTO  
六. 问题2:链式操作 `wZ  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 yYSmmgrX0  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 <$K=3&:s8q  
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。 TspX7<6r  
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。  Na@;F{  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct \o=9WKc  
5gV,^[E-z  
template < typename T > DBG0)=SHy  
struct result_1 v9FR  
  { hW'b'x<  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;  v\CBw"  
} ; A FBH(ms't  
P3-O)m]jv  
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: o.w/ ?  
_|W&tB *  
template < typename T > ?iV}U  
struct   ref m mZP;  
  { h  Ypj  
typedef T & reference; k=mLcP  
} ; L)&^Pu  
template < typename T > B9[vv;lzu  
struct   ref < T &> ~cyKPg6  
  {  ^#C+l  
typedef T & reference; |&xaV-b9W  
} ; wN10Drc   
SvQ|SKE':  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: SjpCf8Z(  
I'^XEl?   
template < typename T > !.^x^OK%y  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const \y%"tJ~N{  
  { 6P}?+ Gc  
  return l(t) = r(t); ~k-'  
} V=p"1!(  
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。 -s!J3DB  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 D\+x/r?-I  
4H;7GNu  
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 GD)paTwO<  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: D "5|\  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 $] xH"Z%"  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 `xHpL8i$5  
最后的布局是: XR9kxTuk  
                Add )B +o F7  
              /   \ ZMZWO$"K1  
            Divide   5 r7>FH!=:  
            /   \ 9M'"q7Kh  
          _1     3 R-dv$z0  
似乎一切都解决了?不。 G7|d$!%  
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。 pbDr:kBL  
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。 3UW`Jyd`k  
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: uL-kihV:-  
);AtFP0Y  
template < typename Right > E2dS@!]V  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const lhJY]tQt/  
Right & rt) const t#_6GL  
  { llR5qq=t  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); )m3emMO2  
} Q:7P /  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 V`LE 'E  
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。 j^8HTa0Cy|  
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。 sC[#R.eq  
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。 sk<S`J,M/_  
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。 88 X]Uw(+  
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? =WI3#<vDG  
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: TCzlu#w  
:Zkjtr.\  
template < class Action > UJDI[`2  
class picker : public Action @ U"Ib  
  { Z:,\FB_U  
public : \Gk}Fer  
picker( const Action & act) : Action(act) {} U&:-Vf~&  
  // all the operator overloaded ME]7e^  
} ; ;`c:Law4  
qi7*Jjk>90  
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。 j DEym&-  
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: ZL0k  
EXjR&"R  
template < typename Right > 5wh(Qdib  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const yx&}bu\  
  { /O$~)2^h  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Q.7X3A8  
} z1,#ma}.  
mZ? jpnd  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > PWvTC`?  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 ~N| aCi-X  
bA Yp }  
template < typename T >   struct picker_maker CdCY#$Z  
  { +}( ]7du  
typedef picker < constant_t < T >   > result; |x1Ttr,  
} ; K"g{P  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 5xnEkg4q4  
  { W7~_XI  
typedef picker < T > result; <3tf(?*,k]  
} ; fj( WH L  
@ YWuWF  
下面总的结构就有了: 2Hx*kh2  
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。 yB *aG  
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。 /8`9SS  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 @>~S$nw/  
至此链式操作完美实现。 UHi^7jQ  
P| ?nx"c  
qFDy)4H)  
七. 问题3 sA: /!9  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 i=>`=. ~  
tRc 3<>  
template < typename T1, typename T2 > J32{#\By  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const `WC4:8  
  { bT9:9LP  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); S\sy^Kt~4:  
} y|*4XF<b  
y,Bj,zw  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: 9"1=um=  
gMq;  
template < typename T1, typename T2 > ,g?M[(wtc  
struct result_2 0e]J2>  
  { >b3IZ^SB#$  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; >dF #1  
} ; 1yU!rEH  
OEbZs-:  
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? t VX|e2Y  
这个差事就留给了holder自己。 X3gYe-2  
    X%iqve"{nB  
wT;;B=u}G  
template < int Order > ]k1N-/  
class holder; Ebi~gGo  
template <> o!y<:CGL  
class holder < 1 > AlrUfSBB  
  { T}XJFV  
public : >[T6/#M  
template < typename T > }c4F}Cy  
  struct result_1 Ud>hDOJ3  
  { hN1 [*cF  
  typedef T & result; n],cs  
} ; 4T&Jlu?:  
template < typename T1, typename T2 > 7|"G 3ck  
  struct result_2 aa!1w93?i  
  { b^8"EBo  
  typedef T1 & result; V)`Q0}  
} ; +&_n[;   
template < typename T > _ J"J[$  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const biffBC:q  
  { \4 t;{_  
  return (T & )r; JL:B4 f%}B  
} yFFNzw{  
template < typename T1, typename T2 > 95D(0qv  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const x5U;i  
  { ,(c'h:@M  
  return (T1 & )r1; l~kxK.Ru  
} 7#*O|t/'  
} ; aM8z_j!!u  
&|zV Wl  
template <> 5KYR"-jY  
class holder < 2 > u<j.XPK  
  { K~5(j{Kb8  
public : ,0>_(5  
template < typename T > X)[QEq^  
  struct result_1 ;%u)~3B$JK  
  { dwzk+@]8  
  typedef T & result; V+*1?5w  
} ; 6ESS>I"su  
template < typename T1, typename T2 > )OGO wStz  
  struct result_2 "bO]AG  
  { G CcSI;w  
  typedef T2 & result; J/vcP  
} ; EJaO"9 (  
template < typename T > Gn10)Uf8X  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const A#79$[>w  
  { N *n?hN  
  return (T & )r; ><6g-+*k  
} % =v<3  
template < typename T1, typename T2 > *qIns/@  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const *nUa0Zg4q6  
  { jN7Z} 1`  
  return (T2 & )r2; R ta_\Aj!  
} 9'p pb  
} ; IifH=%2Y  
xU9^8,6  
_j_c&  
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> >。 :Sk<0VVd7  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 3_ =:^Z  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: +n8,=}  
C9T- 4o1  
return l(i, j) = r(i, j); gD6BPW~0  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) <,T#* fg  
@eDL j}  
  return ( int & )i; )#cGeP A  
  return ( int & )j; _Q\u-VN*hv  
最后执行i = j; ><;.vP  
可见,参数被正确的选择了。 QlxlT$o}  
FCYZ9L5uF  
gJ Z9XLPC  
t4iV[xl3F  
RveMz$Yy  
八. 中期总结 04z2gAo  
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: =Sn!'@%U]  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 F8Z6Ss|v3  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 TUd=qnu  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor W}oAgUd  
/#?i+z   
\V<deMb=  
g\,HiKBXd  
\3z^/F~  
Hn(L0#Oqy  
九. 简化 }*0*8~Q'5  
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。 Yr+ghl/ V  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 +wr 5&  
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: 9DmQ  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 RFm9dHI27  
  +-*/&|^等 D#&N?< }  
2. 返回引用。 gLv";"4S  
  =,各种复合赋值等 .J|" bs9  
3. 返回固定类型。 ^`!EpO>k9  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) o"A%dC_  
4. 原样返回。 nF| m*_DW  
  operator, <0)@Ikhx  
5. 返回解引用的类型。 uI[lrMQYa  
  operator*(单目) IqONDdep9  
6. 返回地址。 o//PlG~  
  operator&(单目) T k>N4yq  
7. 下表访问返回类型。 $yg}HS7HC  
  operator[] !7[Rhk7bW  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 dCMWv~>  
  operator<<和operator>> ~4~>; e  
kv3jbSKCT  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 axi%5:I  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: }+f@$L  
re} P  
template < typename Left > -{fbZk&A  
struct value_return uU00ZPS*G[  
  { Nb;Yti@Y.  
template < typename T > 1Q$Z'E}SK@  
  struct result_1 ;zvg]  %  
  { ;H8A"$%n~  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; u7<s_M3%N  
} ; A@"CrVE  
L pdp'9>I  
template < typename T1, typename T2 > /F 1mYq~  
  struct result_2 }mw31=2bD  
  { 3AD^B\<gB  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; T|[ o  
} ; "n@=.x  
} ; iPJZ%  
8[;U|SR"  
-xf=dzm)  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait G%K<YyAP  
(UTt_ry g  
下面我们来剥离functor中的operator() TNC,{sM  
首先operator里面的代码全是下面的形式: XA:v:JFS  
Ey u?T  
return l(t) op r(t) 52#@.Qa  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) s&$Zgf6Z  
return op l(t) aOj5b>>  
return op l(t1, t2) X"{s"Mc0G  
return l(t) op l4d2 i;4BK  
return l(t1, t2) op u37@9  
return l(t)[r(t)] RyxIJJui  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 1]v.Qu<  
U;4:F{3m   
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: rT ~qoA\  
单目: return f(l(t), r(t)); u]ZCYJ>  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); @[S\ FjI  
双目: return f(l(t)); c;bp[ Y3R  
return f(l(t1, t2)); dDy9yw%f?  
下面就是f的实现,以operator/为例 _, ;c2  
!W8'apG&[  
struct meta_divide rf8`|9h"7  
  { "sRR:wzQu  
template < typename T1, typename T2 > {E`f(9r:  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) A:ef}OCL  
  { PZ;O pp  
  return t1 / t2; j=d@Ih*  
} h7  >  
} ; q$s0zqV5  
U:xr['  
这个工作可以让宏来做: t{K1ht$[:  
W6~B~L  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ [ua{qJ9  
template < typename T1, typename T2 > \ ]pr;ME<M{  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; P$D1kcCw  
以后可以直接用 H6*d#!  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)  $3%EKi  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 I/MYS5}  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) Zl.}J,0F  
/'}O-h  
)fR'1_  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 o% !a  
c0jC84*v  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > =8fp4# ]7  
class unary_op : public Rettype dM7-,9Vc  
  { Vo"\nj  
    Left l; f|_iHY  
public : Ssr P  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 6546"sU  
;e_n7>'#%  
template < typename T > ^'C1VQ%  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ; eq^m,oz  
      { )}7rM6hv  
      return FuncType::execute(l(t)); }S$]MY,*  
    } !B(6  
j#0@%d  
    template < typename T1, typename T2 > &B7X LO[  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const uQ{ &x6.1  
      { 2rf-pdOvG  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); D'#Wc#b  
    } 5+'1 :Sa(i  
} ; Rg,pC.7;  
_w=si?q  
'cT R<LVo  
同样还可以申明一个binary_op 3ePG=^K^  
L*1C2EL/q  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > `(EY/EsY  
class binary_op : public Rettype =\?KC)F*e  
  { BD9W-mF  
    Left l; {(A Ys*5  
Right r; PygaW&9Z|d  
public : Lu6!W  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 5R/!e`(m  
k 0z2)3L  
template < typename T > x(&o=Pu  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ZPY#<^WOzr  
      { _CBG?  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); [L"(flY(E  
    } SI)u@3hl&w  
HkD6aJ:kA!  
    template < typename T1, typename T2 > }i ./,  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const NI \jGR.  
      { 6fQNF22E  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); @]t}bF]  
    } ;zIAh[z  
} ; u)M dFz  
B3]q*ERAo  
-S OP8G  
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 P|_>M SO1'  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ! &Vp5]c  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ,[%KSyH  
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。 ne4hR]:  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! I8)x 0)Lx  
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。。。 9^<t0oY  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 S v$%-x^t  
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) *f=H#  
下面是修改过的unary_op znzh$9tH  
@S yGj#  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > mTT1,|  
class unary_op L\XnTL{  
  { /Zap'S/  
Left l; 9H$#c_zrq  
  oEd+  
public : ?`,<l#sj  
>fPa>[_1  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 9"K EHf!  
+ZEj(fd9  
template < typename T > <T+)~&g$  
  struct result_1 YN#i^(  
  { /mX/ "~  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; _$]3&P  
} ; ] hGU.C"(  
u;GS[E4  
template < typename T1, typename T2 > i<l_z&  
  struct result_2 K2<"O qp_W  
  { 7,ysixY  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ) RS*MEgA  
} ; Ds? @ LE|  
Jw)Uk< \  
template < typename T1, typename T2 > h5e(Avk  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const EaaQC]/OX5  
  { *JDQaWzBd  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); )HQ':ZE$  
} GuPxN}n 5  
@9lV~,,U  
template < typename T > sygxV  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const /]zn8 d  
  { ?55t0  
  return OpClass::execute(lt(t)); ,c<&)6FU]  
} ^<49NUB>  
ul$k xc=N  
} ; e` 9d&"  
5gYv CW&~  
hkB/ OJ  
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 $5N%!  
好啦,现在才真正完美了。 ],#Xa.r  
现在在picker里面就可以这么添加了: Y S/x;  
jD1/`g%  
template < typename Right > ;c p*]  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 'c7C*6;a  
  { f 1s3pr??  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); U{/d dCf7  
} Z0HfrK#oU  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 =?]H`T:  
BdBwfH%:  
yuIy?K  
Cw6\'p%l-\  
0M=A,`qk  
十. bind (iQ< [3C=  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 0z&]imU  
先来分析一下一段例子 @+Ch2Lod  
.aS`l~6  
KUJCkwQ  
int foo( int x, int y) { return x - y;} mq 0d ea  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 Rp.42v#ck  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 q:h7Jik  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 \#Md3!MG  
我们来写个简单的。  2%4u/  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: E2dl}S zp  
对于函数对象类的版本: 6S K;1Bp-{  
b9nTg  
template < typename Func > 1eHU!{<fqm  
struct functor_trait Z p8\n:  
  { o%3i(H  
typedef typename Func::result_type result_type; >7g #e,d   
} ; 'Ur1I "  
对于无参数函数的版本: [$\KS_,Mn  
B&:9uPRzZ  
template < typename Ret > sg YPR  
struct functor_trait < Ret ( * )() > gOiZ8K!  
  { ZHu"& &  
typedef Ret result_type; >b\{y}[  
} ; `Iwl\x[A  
对于单参数函数的版本: 3yGo{uW  
qzon);#7w  
template < typename Ret, typename V1 > J9aqmQj('  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 0'wchy>  
  { hTfq>jIB_  
typedef Ret result_type; lw+54lZX|  
} ; 3CL1Z\8To  
对于双参数函数的版本: XLHi  
pLYLHS`*  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > |D*a"*1+A  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > wrP3:!=  
  { mVXwU](N  
typedef Ret result_type; R+sv?4k  
} ; p1F{ v^  
等等。。。 z)%Ke~)<\@  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy S\76`Ot  
u~rPqBT{d3  
template < typename Func > Q|KD$2rB  
struct func_return /]U),LbN  
  { 8*zORz  
template < typename T > fQm3D%  
  struct result_1 / R-1s  
  { wjtFZGx&  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; uNKf!\Y  
} ; J497 >w[  
%-?k [DL6  
template < typename T1, typename T2 > ^%5 ;Sc1V  
  struct result_2 y^0 mf|  
  { @`mr|-Rp@  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 953GmNZ7  
} ; 5J-slNNCQ  
} ; v[~~q  
U8S<wf&  
t $m:  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 `}:pUf  
 "tT68  
template < typename Func, typename aPicker > cqYMzS t  
class binder_1 ^O.` P  
  { 4Sz2 9\X  
Func fn; /9b+I/xY"  
aPicker pk; n  +v(t  
public : |zbM$37 ?k  
*j~ObE_y  
template < typename T > ECsb?n7e  
  struct result_1 B#]:1:Qn  
  { we0haK  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ke<l@w O  
} ; y_``-F&Z  
@Os0A  
template < typename T1, typename T2 > I*z|_}$  
  struct result_2 /Qu<>#[?  
  { `3eQ#,G!  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; #.<Dq8u  
} ; g '+2bQ  
: ]JMsa6  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} )Vz=:.D  
3qQ}U}-;|  
template < typename T > (fYYcpd,k  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const q*K[?  
  { ,\ -4X  
  return fn(pk(t)); 18^K!:Of  
} wG&Z7C b  
template < typename T1, typename T2 > |w"G4J6ha  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const =}" P;4:  
  { nt%fJ k  
  return fn(pk(t1, t2)); /2Z7  
} a|5<L  
} ; O]XgA0]  
y*Gq VA[  
^V~^[Yp  
一目了然不是么? R5 i xG9  
最后实现bind _'|C-j`u$  
* V_b/Vt  
ef@F!s_fI  
template < typename Func, typename aPicker > +4n}H}9l  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) >]HvXEdNZ|  
  { #Vhr 1;j  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); >guX,hx^  
} 8Ow#W5_3|  
[F!h&M0z  
2个以上参数的bind可以同理实现。 q>s`G  
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。 >}bkX 6c5  
|['SiO$)  
十一. phoenix  Spw^h=o  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 9!PM1<p  
"yK)9F[9Mo  
for_each(v.begin(), v.end(), I^)_rOgM  
( Rzyaicj^c  
do_ .NJ Ne  
[ th{ie2$  
  cout << _1 <<   " , " E9w"?_A)  
] IrIW>r} -  
.while_( -- _1), l*Q OM  
cout << var( " \n " ) V`0Y p  
) iA|n\a~ny,  
); B~E>=85z  
NxzAlu  
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: 24po}nrO  
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 >[N6_*K]  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 _PLZ_c:O  
那么我们就照着这个思路来实现吧: sC ?e%B  
sY[!=`@  
Ax 4R$P.]u  
template < typename Cond, typename Actor > T-\q3X|y/  
class do_while #3O$B*gV6  
  { ?k=)T]-}  
Cond cd; YkQ=rurE  
Actor act; 9 ge'Mo  
public : lmIphOUoIw  
template < typename T > u`XZtF<vf  
  struct result_1 Pz|}[Cx-  
  { =I9hGj6  
  typedef int result_type; RDeI l&  
} ; BwYR"  
H? %I((+  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} bo??9 1B^7  
"HLh3L~  
template < typename T > 5>:p'zI  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const uG/b Cb+V  
  { KkJE-k*D+w  
  do Oiw!d6"Ovq  
    { V0bKtg1f?-  
  act(t); !-7<x"avm  
  } >J,IxRGi  
  while (cd(t)); bv``PSb3  
  return   0 ; fG<[zt\e  
} #%]?e N  
} ; Pk8(2fAYk  
CX7eCo  
-5\.\L3y)  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). {;38&Izwz  
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。 QvzE:]pyi  
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。 Q@TeU#2Y  
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。 &!*p>Ns)e  
下面就是产生这个functor的类: Va/}|& 9  
C@MJn)$4  
R_IT${O  
template < typename Actor > wh3Wuh?x  
class do_while_actor h  m(  
  { $wcV~'fM  
Actor act; 9Z:pss@  
public : W,%qL6qV  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} OSK:Cb.-?F  
Zf?jnDA  
template < typename Cond > '1lz`CAB+  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; /pp;3JPf  
} ; s ~i,R  
6a6N$v"  
nB |fw"  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 n* z;%'0  
最后,是那个do_ xQ=L2pX  
,f .#-  
<$ %Y#I'zX  
class do_while_invoker VKr oikz@]  
  { &RlYw#*1.  
public : 6w0r)  
template < typename Actor > ~gEd (  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const )7F$:*e  
  { s=XqI@  
  return do_while_actor < Actor > (act); Uc j>gc=  
} ibgF,N  
} do_; <h~_7Dn  
"'c =(P  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? sv*xO7D.  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 *L5L.: Ze  
最后来说说怎么处理break和continue z"!=A}i  
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。 B 3eNvUFZg  
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