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
  • 5080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 l:O6`2Z  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ;* vVucx  
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, F)we^'X  
=#@eDm%  
SCClD6k=V  
,O@x v  
  class filler :/N/u5.]  
  { K|-?1)Um  
public : U2*g9Es  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} /P~@__XN  
} ; h&3*O[`  
289@O-  
W ?;kMGW-  
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: ,?"cKdiZ  
I$K?,   
$2uZdl8Rvj  
olNgtSX  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); Y}_J@&:  
{*VCR  
=yv_i]9AN  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 cqzd9L6=  
RbUhLcG5  
adG=L9 "n  
bT|N Z!V  
二. 战前分析 mX78Av.z!  
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。 #}50oWE  
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 *B 7+rd  
^qL2Q*  
d'~sy>  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); +@]b}W  
  /* --------------------------------------------- */ @SREyqC4  
vector < int *> vp( 10 ); vkdU6CZO  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); rixP[`!]x  
/* --------------------------------------------- */ i{8T 8  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 1eC1Cyw  
/* --------------------------------------------- */ MWv_BXQ  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); > }#h  
  /* --------------------------------------------- */ X {,OP/  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); "mbcZ5 _  
/* --------------------------------------------- */ i>!7/o  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); Z:3N*YkL  
2 s,[DC  
! 8q+W`{  
2@``=0z  
看了之后,我们可以思考一些问题: z=TaB^-)  
1._1, _2是什么? e)dPv:oK3  
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。 }q1@[ aE  
2._1 = 1是在做什么? 70p1&Y7or  
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。  zk8 o[4  
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。 KlMrM% ;y  
=[8EQdR  
]3tg|? %B  
三. 动工 p<1z!`!P  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: gakmg#ki  
\|20E51B[  
E"l&<U  
mA|&K8H  
template < typename T > |;2Y|>=  
class assignment |cpBoU  
  { w=EUwt  
T value; Xg:w;#r,  
public : V{17iRflf  
assignment( const T & v) : value(v) {} &V5[Zj|]  
template < typename T2 > %M{qr!?uj  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } (lbF/F>v  
} ; OE87&Cl"{t  
[(v?Z`cX\  
~m^.&mv3/  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Y1a[HF^-  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment x2p}0N  
DSGtt/n  
+jzwi3B`  
;xFx%^M}br  
  class holder N9LBji;nH  
  { }gL:"C"~  
public : nR)/k,3W  
template < typename T > Uc,D&Og  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const aty"6~  
  { q{v:T}Q|A  
  return assignment < T > (t); `N$:QWJ  
} utIR\e#:B  
} ; f%n],tE6  
H4%2"w6|!  
4 DhGp  
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: 2$=U#!OtU  
7.7aHt0  
  static holder _1; 4to)ff  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ~)!yl. H  
eqvbDva^  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Co|3k:I 8  
而不用手动写一个函数对象。 a!UQ]prT  
}yQ&[Mt  
0#\K9|.  
ra87~kj<  
四. 问题分析 Z) nB  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 w>-@h>Ln  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 R]{zGFnx  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 tC;L A 4  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 )`,||sQ  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Gn*cphb  
tK@|sZ>3\  
五. 问题1:一致性 zNAID-5K;  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| gcS ?r :  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 M  ::  
n7Em t$Hi>  
struct holder ;<=Z\NX  
  { %:yp>nm  
  // X<:B"rPuK  
  template < typename T > *\#/4_yB}  
T &   operator ()( const T & r) const ?vA)F)MS   
  { 36]pE<  
  return (T & )r; "LwLTPC2  
} n $Nw/Vm  
} ; Zv[D{  
UCu0Xqf  
这样的话assignment也必须相应改动: #}M\ J0QG  
qV;E% XkkS  
template < typename Left, typename Right > EC9bCd-z  
class assignment '=s{9lxn^  
  { BZJ\tPSR  
Left l; a$=BX=  
Right r; !sknO53`H`  
public : ;2#9q9(  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ni2GZ<1j  
template < typename T2 > @euH[<  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 'iY~F0U  
} ; P}`|8b1W  
:k; c|MW  
同时,holder的operator=也需要改动:  W8blHw"  
-JKl\E  
template < typename T > pwF+ZNo  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const UC e{V]T  
  { 0Cg}yyOz  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); |~K 5]  
} hQeGr 2gMq  
Ie<H4G5Vh  
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。 ;\]& k  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 #r|qi tL3  
!1b}M/Wx  
return l(rhs) = r; TdU'L:<4l  
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。 AX%N:)_$|  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: VGY x(  
r*q  
template < typename Tp > elqm/u  
class constant_t $+k|\+iJ  
  { *M?[Gro/  
  const Tp t; J9%I&lu/  
public : 2jVvK"C  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} !+k);;.+  
template < typename T > sck.2-f"  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const ptc.JB6  
  { q90 ~)n?  
  return t; -k?K|w*X  
} &wX568o  
} ; S.zY0  
p uZY4}b_  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 >"q?P^f/  
下面就可以修改holder的operator=了 eP|_  
zH13 ~\  
template < typename T > oO3X>y{gN  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const !C&  ^%a  
  { j5gL 67B  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); OcE,E6LD  
} xrZzfg  
\>\_OfY1W  
同时也要修改assignment的operator() cGSG}m@B`  
TFNB %|  
template < typename T2 > O@>ZYA%  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 3s0 I<cL  
现在代码看起来就很一致了。 0<XxR6w  
35H.ZXQp-  
六. 问题2:链式操作 T8BewO=}  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 [#SiwhF|  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 >qU5(M_&L  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 +,_%9v?3  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 7.*Mmx~]=  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct =`k', V_  
;LC?3.  
template < typename T > 7fC:' 1]G  
struct result_1 6IJH%qUx'  
  { z+K1[1SM  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; I_Omv{&u  
} ; Os/?iGlD*E  
`n"PHur  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: 6@VgLa,  
cAn_:^  
template < typename T > 1pz-jo,2'  
struct   ref FEi@MJJ\e  
  { HLCI  
typedef T & reference; NFPWh3),f  
} ; D,()e^o  
template < typename T > F#~*j  
struct   ref < T &> !8YA1 o  
  { ,Fn-SrB:  
typedef T & reference; "|BSGV!8  
} ; V ONC<wC  
QabLMq@n`  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: y@r0"cvz9  
BZ(DP_}&D  
template < typename T > @}s EP&$  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const QZ+G2$  
  { YRCOh:W*  
  return l(t) = r(t); nG-DtG^z  
} QQt4pDir>  
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。 R\-]$\1D  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 NieNfurG%  
x.sC015Id  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 F\jawoO9  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: O Q$C#:?  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 r5y*SoD!  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 P26"z))~d  
最后的布局是: bq9/ d4  
                Add dK4w$~j{k  
              /   \ [c XSk  
            Divide   5  ?<T=g  
            /   \ y8Rq2jI;(e  
          _1     3 n:f&4uKoG<  
似乎一切都解决了?不。 q7I!wD9Cff  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 +|TXKhm{  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 cI&XsnY  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: HA[7)T N1E  
/(?s\}O  
template < typename Right > zN=s]b=/  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const 8A}<-?>  
Right & rt) const 5hh6;)  
  { / <%EKu5  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); TF80WMt  
} QMy1!:Z&!  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 h6}rOchj  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 :, 3S5!(y  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 F%.UpV,  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 xu{VU^'Y  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 Q3Y(K\  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? bkz/V/Y  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: V(g5Gn?  
-w f>N:  
template < class Action > x&"P^gh)  
class picker : public Action qe22 kE#  
  { Z>l<.T"t'  
public : ddbQFAQQQ  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ^ 8YBW<9  
  // all the operator overloaded Cs\jPh;"  
} ; gGN 6Yqj0  
uvw1 _j?  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 -s1.v$ g  
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: awjAv8tPO!  
\(&&ed:  
template < typename Right > KXpbee  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const $My~sN8  
  { TuaP  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ; ), ,Hk  
} 6urU[t1  
[=tIgMmz  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > I*$-[3/  
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。 C\OZs%]At  
9XhH*tBn7(  
template < typename T >   struct picker_maker _Vf>>tuW  
  { l|iOdKr h  
typedef picker < constant_t < T >   > result; lL 50PU  
} ; n,LM"N:   
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > nLC5FA7<  
  { K-K>'T9F}  
typedef picker < T > result; /{[p?7x>  
} ; G \Nnw==v  
}Z t#OA $  
下面总的结构就有了: wp5H|ctl  
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。  q*C-DiV  
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。 BjA$^i|8  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 y~wr4Q=  
至此链式操作完美实现。 _ n1:v~  
D;jbZ9  
#!%zf{(C+  
七. 问题3 @K}h4Yok  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 *OIBMx#qxn  
W-Vc6cq  
template < typename T1, typename T2 > %Pj}  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const qZ +K4H  
  { F%af05L[  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); @*- 6DG-f  
} jzZ]+'t  
[1ClZ~f  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: GCX?W`  
g+c%J#F=  
template < typename T1, typename T2 > #};Zgixo$  
struct result_2 eT]*c?"  
  { i}i >ho-8  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; UO!} 0'  
} ; M)AvcZNs  
6Z2|j~  
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? rKd|s7l  
这个差事就留给了holder自己。 /L@6Ae  
    bD|"c  
Kp1 F"!  
template < int Order > 81!;Wt(?  
class holder; X8?@Y@  
template <> :i@ $s/  
class holder < 1 > inZ0iU9dy  
  { `D$^SHfyz  
public : 2V u?Y  
template < typename T > m\bmBK"I  
  struct result_1 qPWf=s7!  
  { Fp [49  
  typedef T & result; ,dw\y/dn  
} ; *M0O&"~j  
template < typename T1, typename T2 > 6d2e WS  
  struct result_2 bn5O2  
  { Us pv^O9_  
  typedef T1 & result; T?=]&9Y'  
} ; U~@;2\ o  
template < typename T > Zu4CFX-4  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const xXmlHo<D  
  { xy$aFPH!-  
  return (T & )r; [z= !OFdE  
} \VW":+  
template < typename T1, typename T2 > CtD<% v3`  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Qm"~XP  
  { .W2w/RayC  
  return (T1 & )r1; ?@`5^7*  
} BC1smSlJ  
} ; `022gHYv  
EQZ/v gho  
template <> 5xNOIOpDB  
class holder < 2 > d.B<1"MQ  
  { aM,g@'.=  
public : ';D>Z ?l  
template < typename T > U-f8 D  
  struct result_1 )qFqf<:yc  
  { VAyAXN~  
  typedef T & result; HxL uJ  
} ; .N\t3\9}  
template < typename T1, typename T2 > 'X/:TOk{W  
  struct result_2 (R RRG;*n#  
  { Ep')@7^n  
  typedef T2 & result; YWV)C?5x&  
} ; ^U,C])n  
template < typename T > o@aXzF2  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const JPj/+f  
  { a8k`Wog  
  return (T & )r; 1}ifJ~)5S  
} f6Y-ss;'  
template < typename T1, typename T2 > fJ\ u8  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const B/3xV:Gy  
  { ,MHF  
  return (T2 & )r2; ,,)'YhG(  
} `G*fx=N  
} ; PtL8Kd0`C  
@KZW*-"  
Fy.!amXu  
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> >。 'C:i5?zh(q  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 9~K+h/  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: rploQF~OFF  
UKB/>:R  
return l(i, j) = r(i, j); X"HVK+  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 0Q cJ Ek  
u-V( 2?  
  return ( int & )i; F)/4#[  
  return ( int & )j;  5pHv5e  
最后执行i = j; 65RD68a  
可见,参数被正确的选择了。 *F(<:3;2  
* $1F|G  
cN\_1  
>f|0# *  
hOdU%  
八. 中期总结 aouYPxA`  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: 2) 2:KX  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 0+w(cf~6  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 YNp-A.o W@  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor cVmF'g  
tWTC'Gx-J  
.I^Y[_.G  
[~n |ROo  
?1eu9;q\*  
PdRDUG{Jy  
九. 简化 *Rc?rMF!  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 s]D1s%Mx  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 +p]@b  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: h 3  J&  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 s)sT\crP@  
  +-*/&|^等 .n?i' 8  
2. 返回引用。 IiX2O(*ZE  
  =,各种复合赋值等 8CvNcO;H0  
3. 返回固定类型。 nwDGzC~y<  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) scrss  
4. 原样返回。 'BVI^H4  
  operator, 9'ky2 ]w  
5. 返回解引用的类型。 }me`(zp  
  operator*(单目) #!r>3W&  
6. 返回地址。 J DOs.w  
  operator&(单目) _m%Ab3iT~  
7. 下表访问返回类型。 )2:U]d%pk  
  operator[] Qv8 =CnuOT  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ~C?)- ]bF  
  operator<<和operator>> H8Z|gq1r  
%F:; A  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 "!D,9AkZS  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: K>-01AGHL  
=%b1EY k  
template < typename Left > 5R1? jlm  
struct value_return e_1L J  
  { W!* P  
template < typename T > ~O3VX75f  
  struct result_1 Nfmr5MU_  
  { nKjT&R  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; w+XwPpM0.n  
} ; Z)}2bJwA  
5tY/d=\k  
template < typename T1, typename T2 > iN5[x{^t  
  struct result_2 }CrWmJu0  
  { q$}gQ9'z'  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; X0LC:0+  
} ; 3u,B<  
} ; C!Fi &~  
!H6X%hlk  
k#8E9/ t@  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait w)/~Gn676  
gMU%.%p2  
下面我们来剥离functor中的operator() Ghar hJ>v  
首先operator里面的代码全是下面的形式: [4;G^{ bX  
p>W@h*[6w  
return l(t) op r(t) &@D\4b,?nm  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) `9acR>00$  
return op l(t) KfQR(e9n   
return op l(t1, t2) g)IW9q2  
return l(t) op C)%qs]  
return l(t1, t2) op  C8} ;,  
return l(t)[r(t)] Z,8t!Y  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Xv 7noq|  
cV4Y= &  
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: @Z<Z//^k  
单目: return f(l(t), r(t)); &{ZUY3  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); `A8ErfA  
双目: return f(l(t)); WzBr1 ea{I  
return f(l(t1, t2)); Xu|2@?l9  
下面就是f的实现,以operator/为例 h]j>S  
#IU^(W  
struct meta_divide BteeQ&A|~  
  {  eAG)+b  
template < typename T1, typename T2 > mo&9=TaG  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) d *#.(C9^  
  { SEH[6W3  
  return t1 / t2; wGx H  
} z8xBq%97us  
} ; al7D3J  
-TS,~`O  
这个工作可以让宏来做: D/hq~- g  
h,,B"vPS  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ -x|!?u5F  
template < typename T1, typename T2 > \ aS~~*UHW  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; {$ v^2K'C  
以后可以直接用 32`Z3-  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) !t\sg  
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 + f:!9)C  
(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。。。) vb}c)w dp?  
]0W64cuT  
p 8Z;QH*  
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 '6L@l  
{uJ"%  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 6;;2e> e  
class unary_op : public Rettype </aQ  
  { sd =bw  
    Left l; g1(5QWb  
public : d1'= \PYr  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} @#;*e] 1a  
<`wOy [e  
template < typename T > *vq75k$7  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const .K`n;lVs  
      { ^dE[ ;  
      return FuncType::execute(l(t)); *kcc]*6@s  
    } $aN%[  
1/K1e$r  
    template < typename T1, typename T2 > )<qL8#["U  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const *zW]IQ'A  
      { qVH.I6)  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); {dn:1IcN  
    } hMUUnr"8;i  
} ; ^YB2E*  
bW=3X-)  
ai; Q,Vy  
同样还可以申明一个binary_op 0j 8`M"6  
q?@*  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > T8Q_JQ  
class binary_op : public Rettype _x^rHADp  
  { ZSyXzop  
    Left l; 5)5yH bS  
Right r; ]'w5s dP  
public : @u: `  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ]E'?#z.t  
A}&YK,$5ED  
template < typename T > 'hV(1Mw  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Ajo IL  
      { 0,Ib74N'w  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); MUGoW;}v )  
    } &\b(  
lP*=4Jh  
    template < typename T1, typename T2 > G6G-qqXy6  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Lo5pn  
      { YMU""/(  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); *<6dB#' J  
    } {9.UeVz  
} ; A1`6+8}o;b  
} #L_R  
%Lb cwh(9  
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 Q"GM3?  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行  7Z<GlNv  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) -Fu,oEj{*  
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。 CDsl)  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! I,HtW),  
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。。。 SJc~E$5<  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 9!Jt}n?!g  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) |v5 ge3-  
下面是修改过的unary_op "@/pQoLy  
AXSip  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > x(R;xB  
class unary_op pV_zePyOn  
  { UK1)U)*+  
Left l; 3}&3{kt  
  ,4 _H{+M  
public : R[S1<m;  
"5O>egt  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} !E_|Zp]up  
\~(kGE--+  
template < typename T > (v|<" tv  
  struct result_1 )*{B_[  
  { /h.{g0Xc  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; wU<j=lY?f  
} ; MSeg7/MF  
F4WX$;1  
template < typename T1, typename T2 > nvXjW@)`  
  struct result_2 N5ZO pRH{  
  { ?A_+G 5  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; d;wq@ e  
} ; @xa$two  
3o/f, }_  
template < typename T1, typename T2 > aX6}:"R2C  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Q^nf D  
  { 5(hv|t/a  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); >A6W^J|[  
} U`HY eJ  
3&AJN#c  
template < typename T > ^B} m~qT  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const <OKc?[  
  { g52)/HM  
  return OpClass::execute(lt(t)); ]&q<O0^'  
} nXoDI1<[  
CMOyK^(e  
} ; $qdynKK  
j 4=iHnE;  
Lw_|o[I}  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug ~+Pe=~a[  
好啦,现在才真正完美了。 ,*d8T7T  
现在在picker里面就可以这么添加了: 7(h@5  
2y;vX|lX]  
template < typename Right > V@-Q&K#  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const t[>UAr1Vt  
  { ,zHL8SiTX  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 0 D '^:  
} k_wcol,W  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 S\:+5}  
ZCc23UwI  
Pvi2j&W84  
_0'X!1"  
K$/"I0YyI  
十. bind NQ 6oyg@&  
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。 "B (?|r%  
先来分析一下一段例子 8zj&e8&v  
7I"~a<f0X`  
-k8sR1(  
int foo( int x, int y) { return x - y;} Y3&,U  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 C12V_)~2  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 ,-E'059  
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。 Q*ELMib  
我们来写个简单的。 YARL/V  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: (Q% @]  
对于函数对象类的版本: UhS:tT]7  
rnhLv$  
template < typename Func > sfn^R+x4,9  
struct functor_trait tNzO1BK  
  { }k%6X@  
typedef typename Func::result_type result_type; }kvix{  
} ; l$9k:#\FD  
对于无参数函数的版本: qwj7CIc(  
# M/n\em"X  
template < typename Ret > PN]hG,q*4O  
struct functor_trait < Ret ( * )() > cRrJZ9  
  { 'ZMh<M[  
typedef Ret result_type; >(igVaZ>  
} ; sZ&|omN  
对于单参数函数的版本: B47I?~{  
W#P\hx  
template < typename Ret, typename V1 > ij-'M{f  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Fovah4q%V  
  { <af# C2`B  
typedef Ret result_type; SIrNZ^I  
} ; ZJ)Z  
对于双参数函数的版本: +)q ,4+K%}  
9Q s5e  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > E#rQJ  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > CA`V)XIsP  
  { =&UE67eK,  
typedef Ret result_type; Evm3Sm!S  
} ; hui #<2{  
等等。。。 ;u'VR}4ph  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy {*O+vtir%  
2ak]&ll+h  
template < typename Func > o<!H/PN  
struct func_return N^oP,^+U  
  { N)Q_z9b=  
template < typename T >  d6tLC Q  
  struct result_1 j`.&4.7+  
  { UG`~RO  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; R3og]=uFzm  
} ; p({@t=L3g  
@:CM<+  
template < typename T1, typename T2 > I^f|U  
  struct result_2 ?F]P=S:x  
  { bs\k b-\R  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Ag\RLJ.KD  
} ; %>+lr%B  
} ; v4Ag~Evcx  
J/Y9X ,  
hY{4_ie=8  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 Dx /w&v  
Mx, 5  
template < typename Func, typename aPicker > ;0kAm Vy  
class binder_1 QChWy`x  
  { T=pP  
Func fn; p<dw  C"z  
aPicker pk; +-;v+{  
public : 0$`pYW]  
@BnK C&{  
template < typename T > Y1r'\@L w  
  struct result_1 ~b#<HG\,,  
  {  gh[q*%#  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; -a_qZ7  
} ; \6a' p Q,  
8wd["hga<%  
template < typename T1, typename T2 > |*J;X<Vm  
  struct result_2 1&e8vVN  
  { ?+=,t]`!m  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; x1wD`r  
} ; mB0`>?#i  
*^]  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 3v3cK1K@oE  
y'2w*?  
template < typename T > 6@# =z  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const q'H6oD`  
  { @(=?x:j  
  return fn(pk(t)); YG*<jKcX  
} }vB{6E+h/w  
template < typename T1, typename T2 > _G-6G=q  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const +K'YVB U}  
  { d=+zOF  
  return fn(pk(t1, t2)); 7W},5c  
} rLD1Cpeb,w  
} ; x%$6l  
>J;J&]Olf  
+7WpJ;C4  
一目了然不是么? @/As|)  
最后实现bind 1=+S'_j  
?6vGE~ MuR  
h8.(Q`tli  
template < typename Func, typename aPicker > (]mBAQ#hw  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) {s*1QBM$\Z  
  { w H=7pS"s  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); e]!`94f  
} K( MZ!>{  
SI6?b1;-:F  
2个以上参数的bind可以同理实现。 2XBHo (  
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。 /;q 3Q#  
L*Ffic  
十一. phoenix er 1zSTkg  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 90J WU$K  
Ls|)SiXrY  
for_each(v.begin(), v.end(), ~9!@BL\  
( qS}{O0  
do_ +('xzW  
[ &BKnJ {,H  
  cout << _1 <<   " , "  56C'<#  
] C)qG<PW.!  
.while_( -- _1), tQxAZ0B^  
cout << var( " \n " ) SJ8 ~:"\P  
) [UdJ(cGf  
); HCktgL:E=  
rWM5&M  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: ZW;Re5?DJ  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor Mp5Z=2l5  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 E'+z.~+  
那么我们就照着这个思路来实现吧: =y?Aeqq\fl  
-yIx:*KI  
ow,! 7|m  
template < typename Cond, typename Actor > >W:kTS<  
class do_while - t 4F  
  { 8-L -W[  
Cond cd; @O6 2} F  
Actor act; tC+1 1M  
public : j6*e^ B  
template < typename T > &u2m6 r>W  
  struct result_1 ]REF1<)4z  
  { u8x#XESR7  
  typedef int result_type; @Ko}Td&E(  
} ; aNICSxDN  
Fv^>^txh  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} bI;u};v  
D#>d+X$  
template < typename T > 2R3)/bz-SV  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const FYg{IKg  
  { \$,;@H5I^  
  do 6SAYe%e  
    { oBPm^ob4  
  act(t); sw(|EZ7F  
  } 7Sycy#D  
  while (cd(t)); IS{>(XT{  
  return   0 ; cGg ~+R2P  
} kf' 4C "}  
} ; QcdAg%"yy  
Jjx1`S*i  
_^0UK|[  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ,F|49i.K  
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。 P>] *pD  
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。 x)kp*^/  
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。 k#5Qwxu`  
下面就是产生这个functor的类: +'g~3A-G  
E@@XWU21;N  
v?q)E%5j  
template < typename Actor > T' )l  
class do_while_actor V$  MMK  
  { &X}i%etp^2  
Actor act; +=L^h9F  
public : Jj+Hj[(@  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} AHP;N6Y6  
H|d"45J_  
template < typename Cond > Ch&2{ ng  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 6l(HD([_p  
} ; F^wm&:%{`  
Bh q]h  
HAcC& s8  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 6oR5q 4  
最后,是那个do_ mx0EEU*  
F*,RDM'M  
@aWd0e]  
class do_while_invoker T^nOv2@,  
  { srIt_Wq  
public : zW; sr.  
template < typename Actor > -h&KC{Xab  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const oMb@)7  
  { Y$eO:67;  
  return do_while_actor < Actor > (act); R\lUE,o]<q  
} yRldPk_  
} do_; ggzcANCD<  
^" UZ.@sq'  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 3TnrPO1E  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 5}'W8gV?  
最后来说说怎么处理break和continue &jE@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。 ~|8-Mo1ce  
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
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五