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
  • 7503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 8G@FX $$Q  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 )XNcy"   
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, HnpGPGz@F  
{UhZ\qe  
Q/+a{m0 f  
w"Z >F]YZ  
  class filler Uligr_c?  
  { lmd0Q(I  
public :  d,H%  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} 1n5&PNu  
} ; 4@VX%5uy  
kz??""G7/  
n%O`K{86  
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: ^X?[zc GE  
;Joo!CXHO  
.K0BK)axO  
n|F`6.G  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); .3Ap+V8?  
kBT cN D|  
SnXLjJe  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 :_^YEm+A  
9 V;m;sz  
-Wig k['v  
>B9rr0d0  
二. 战前分析 XrvrN^'  
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。 ?K]k(ZV_+Y  
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 xNONf4I:6J  
4C2 D wj  
WH/a#F  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ?^7~|?v  
  /* --------------------------------------------- */ D~ {)\;w^!  
vector < int *> vp( 10 ); %:/;R_  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); !l&lb]V cz  
/* --------------------------------------------- */ 0r@rXwz  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); G cbal:q  
/* --------------------------------------------- */ Zaj<*?\  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); d*G $qUiX  
  /* --------------------------------------------- */ *[jaI-~S  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); i0 R=P[  
/* --------------------------------------------- */ |[V(u  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); =];FojC6I  
(Hs frc  
.!`j3W]  
,rN7X<s54  
看了之后,我们可以思考一些问题: >s>5k O  
1._1, _2是什么? NT nn!k  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 ZqhINM*Rm  
2._1 = 1是在做什么? k82'gJ;MC=  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 n2QD*3i  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 >SzTZ3!E  
'.bMkty#  
4bKZ@r%  
三. 动工 *zx;81X=  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: v14[G@V~\  
D`gY6wX  
:4A^~+J  
qR1ez-#K  
template < typename T > q}8R>`Z{  
class assignment ~!uK;hI  
  { `j2z=5  
T value; 6m{3GKaW~  
public : 63~i6  
assignment( const T & v) : value(v) {} ,5/gNg  
template < typename T2 > \gzNMI*  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } g_q{3PW.  
} ; HS2)vd@)  
EEaFi 8  
|GsLcUv6  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Qejzp/2  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Rw7Q[I5z%  
.d*vfE$  
bySw#h_  
aJfW75C  
  class holder sI.Ezuw  
  { Q'rG' |  
public : ugL$W@   
template < typename T > rN*4Y  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const "44X'G8N  
  { OU[Sm7B  
  return assignment < T > (t); \t(/I=E8/  
} xE}q(.]  
} ; rVO+ vhih  
ClEtw   
B.{yf4a#L  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: :jhJp m1Xq  
4RK^efnp  
  static holder _1; 1b't"i M  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ;TR.UUT  
a7CJ~8-1K  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Coyop#q#"{  
而不用手动写一个函数对象。 K 4 >d  
6dNo!$C^  
;+5eE`]a/L  
08twcY;&k  
四. 问题分析 )D@ NX/}  
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。 Y/4B*>kl  
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。 uXp0D$a  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 LX3 5Lt  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 S2Wxf>b t2  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 7N:,F9V<  
#-{4 Jx  
五. 问题1:一致性 h  qxe  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| m=#2u4H4  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 [#.QDe  
ul:jn]S*  
struct holder m*(8I=]q  
  { ed617J  
  // ]v+\v re  
  template < typename T > 9iv!+(ni  
T &   operator ()( const T & r) const  :${Lm&J  
  { 8L&#<Ol  
  return (T & )r; X2EC+<  
} &< ~`?-c  
} ; vb$k/8JK  
u6D>^qF}@'  
这样的话assignment也必须相应改动: VbZZ=q=Kd  
:*\JJ w  
template < typename Left, typename Right > |i|>-|`!  
class assignment P>)qN,a  
  { ? 1_*ct=g9  
Left l; khyV uWN  
Right r; y0z}[hZ  
public : 2"13!s  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 'Yj/M  
template < typename T2 > UGAP$_j ]P  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } d#A.A<p*  
} ; VkUMMq{  
6 s*#y [$  
同时,holder的operator=也需要改动: D V C};  
uu'~[SZlL  
template < typename T > n}YRE`>D  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const r% qgLP{v  
  { 7q(RQQp  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); >y2gfD  
} O>}aK.H  
QV"  |  
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。 &'i>5Y  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 k3u3X~u  
/9i2@#J}W1  
return l(rhs) = r; 38rC; 6  
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。 ?*Jv&f#  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: N 0`)WLW  
2'N%KKmJL  
template < typename Tp > Y68oBUd_E  
class constant_t g"F vD_  
  { IY+P Yad  
  const Tp t; Q xKC5`1  
public : hg |DpP  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 2y,f  
template < typename T > yv&&x.!.Z  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const Fd0R?d  
  { !hEt UF  
  return t; >NK*$r8  
} kJ{X5&,_  
} ; r IY_1  
%[5hTf  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 <kp?*xV]]  
下面就可以修改holder的operator=了 V|DAw[!6N  
iz& )FuOr  
template < typename T > EW|bs#l  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const QYDSE  
  { fyh9U_M);w  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); |&3[YZY  
} gP? pfFhG  
a! ]'S4JS  
同时也要修改assignment的operator() ([^1gG+>J  
+H8]5~',L%  
template < typename T2 > +A O(e  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } A-qdTJP  
现在代码看起来就很一致了。 pm@Mlwg`1  
3N[t2Y1r  
六. 问题2:链式操作 /n&w|b%  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 T5Yu+>3  
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。 KHI-m9(  
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。 COZ<^*=A#p  
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。 n~@;[=o?5  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct I^emH+!MW  
I& DEF*  
template < typename T > [}|x@ v9  
struct result_1 !Qy%sY  
  { 2h%/exeS;  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; w9G (^jS6  
} ; pxDkf|*   
Et}S*!IS  
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: Se{}OG)  
`O5w M\Z  
template < typename T > [RoOc)u  
struct   ref xk7 MMRb  
  { >^=up f/  
typedef T & reference; 'pa[z5{k+  
} ; \oA>%+]5  
template < typename T > 3rBSwgRl  
struct   ref < T &> g Y|f[M|  
  { &@<Z7))  
typedef T & reference; GHWi,' mr  
} ; ~=67#&(R  
bnIl@0Y  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: &e0BL z  
m&a.i B  
template < typename T > x-1RmL_%  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const OX-t#R`  
  { ;SnpD)x@)  
  return l(t) = r(t); 4YX/=  
} /H3z~PBa  
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。 U[,."w]T  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 iHBetkAu  
Lyo!}T  
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 Vsw] v  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: C9OEB6  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 e ?sMOBPlv  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Y7vUdCj  
最后的布局是: MVP|l_2!  
                Add _Wg?H:\  
              /   \ v#c'p^T  
            Divide   5 Td(eNe_4T  
            /   \ X$BN &DD  
          _1     3 = p{55dR  
似乎一切都解决了?不。 Pu>jECcz  
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。 >>bsr#aJ  
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。 ![1+=F !  
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: 'o}v{f  
P|j|0o,8p  
template < typename Right > Cw$0XyO  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const vxE#6  
Right & rt) const `xv2,Z9<  
  { UI2TW)^2  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); /o L& <e  
} pW5ch"HE  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 Z uFk}R"x  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 ?TWve)U  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 *^ aEUp6&  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 e%[0 NVo  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 !$n@-  
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? /~~A2.=.  
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: fVJlA  
4|U$ON?x  
template < class Action > O"^3,-  
class picker : public Action  R.x^  
  { Y=83r]%  
public :  3-~*  
picker( const Action & act) : Action(act) {} _nwsIjsW  
  // all the operator overloaded $/p0DY  
} ; kx{LY`pY  
9[2qgw\D  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 (;!92ct[?  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: {'#1do}{  
I-Q@v`  
template < typename Right > wE3L,yx=  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const WwUhwY1o!L  
  { P aD6||1F  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Ah 2*7@U  
} tq$L* ++O  
%plu]^Vy  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > *jR4OY|DXH  
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。 [g<Y,0,J  
I|n? 32F  
template < typename T >   struct picker_maker =y^`yv 3  
  { baQORU=X  
typedef picker < constant_t < T >   > result; /Fk]>|*  
} ; O:E0htdWr  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ZWmS6?L.  
  { d4~;!#<  
typedef picker < T > result; - f?8O6e  
} ; &L[i"1a  
q\pI&B  
下面总的结构就有了: <uYrYqN  
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。 4%B0H>  
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。 #Z. QMWq  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 o;TS69|D  
至此链式操作完美实现。 VQ"Z3L3-4  
J8'1 ~$6  
?kIyo  
七. 问题3 "hmLe(jo}  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 Wu~cy}\  
K<rv|bJ  
template < typename T1, typename T2 > ;A6%YY  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ,xw1B-dx  
  { Tbp;xv_qo  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); f@@7?5fW  
} l"zA~W/  
;~-ZN?8   
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: G{.[o6>  
Ct][B{  
template < typename T1, typename T2 > jj&mRF0gCb  
struct result_2 2U|"]tpM&  
  { 3q W](  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; B[ .$<$}G  
} ; skm~~JM^  
v<@3&bot  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? F;bkV}^  
这个差事就留给了holder自己。 GaCRo7  
    7{Lp/z%r  
o:'@|(&<  
template < int Order > EQWRfx?d  
class holder; (#?O3z1@"  
template <> a<0q%A x  
class holder < 1 > a&Qr7tT Y"  
  { " Tk,  
public : K0WX($z~;  
template < typename T >  J8-K  
  struct result_1 7W'&v+\  
  { `?{6L#  
  typedef T & result; O _ C<h  
} ; ,\?s=D{  
template < typename T1, typename T2 > -5oYGLS$y3  
  struct result_2 c,^W/:CQAB  
  { fig~z=m  
  typedef T1 & result; IL`LI J:O  
} ; S{RRlR6Z  
template < typename T > ,.kmUd  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const QOX'ZAB`  
  { <5E)6c_W)  
  return (T & )r; Im?/#tX  
} k8\ KCKql  
template < typename T1, typename T2 > 3@nIoN'z  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Q<NQ9lX  
  { ]4ck)zlv   
  return (T1 & )r1; cTW$;Fpc+  
} e"UXG\8D  
} ; Vm?#~}T  
1`1jSx5}.  
template <> a ~YrQI-@  
class holder < 2 > /!JxiGn  
  { sSf;j,7V  
public : 9OFH6-;6`\  
template < typename T >  &.(iS  
  struct result_1 LF `]=.Q  
  { JMk2OK {0  
  typedef T & result; 8[.&ca/[  
} ; QLU <%w:B  
template < typename T1, typename T2 > NT2XG& $W>  
  struct result_2 cuC' o\f  
  { KWxTN|>  
  typedef T2 & result; ?2_h.  
} ; ySI}Nm>&=  
template < typename T > A;5_/ 2  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const H s$HeAp;  
  { n*ROlCxV  
  return (T & )r; HE{UgU:tY  
} ,na}' A@a`  
template < typename T1, typename T2 > yN)(MmX'1  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 2}7_Y6RS*  
  { _k : BY  
  return (T2 & )r2; '4 It>50b  
} ePZ Ai"k  
} ; 'gXD?ARW  
Y4w]jIv  
Yn$: |$  
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> >。 JB%_&gX)v  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: & kVa*O  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Qn|8Ic` *  
skXzck  
return l(i, j) = r(i, j); {0lu>?<  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) Q>$lf.)  
1ni72iz\  
  return ( int & )i; urE7ZKdI  
  return ( int & )j; H5#]MOAP  
最后执行i = j; J5{  
可见,参数被正确的选择了。 Wuo:PX'/9  
H)h^|A/vO  
lxCAZa\  
FaWDAL=Vhk  
oOc-1C y  
八. 中期总结 ; w+  
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: q6*i/"mN*  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 $UdBZT-  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Tt9cX}&&  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor k q]E@tE*3  
{]U \HE1w  
[3sZ=)G  
E<}sGzMc  
ev0>j4Q  
8ki3>"!A  
九. 简化 6;\1bP?  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。  0Gc:+c7{  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 pEz^z9  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: WtKKdL  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ?&zi{N  
  +-*/&|^等 r7].48D  
2. 返回引用。 5!S#}=f=  
  =,各种复合赋值等 gvc/Z <Y  
3. 返回固定类型。 +}1zw<  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) mI{Fs|9h  
4. 原样返回。 JWaWOk(t=?  
  operator, '^C *%"I]  
5. 返回解引用的类型。 Ywv\9KL  
  operator*(单目) +."|Y3a  
6. 返回地址。 ?9O#b1f N  
  operator&(单目) %WKBd \O  
7. 下表访问返回类型。 y$bY 8L  
  operator[] $T#fCx/  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 5-ED\-  
  operator<<和operator>> {tl{ j1d |  
_ yJz:pa  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 ?<BI)[B  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: %'i_iF8.  
Q\}-MiI/  
template < typename Left > ^fe,A=k~1  
struct value_return K!qOO  
  { ]" e'z  
template < typename T > KQb&7k .  
  struct result_1 V_ , `?>O  
  { iPV-w_HQ  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; &]LpGl  
} ; Hc@_@G  
- AgD  
template < typename T1, typename T2 > k!z<=WA  
  struct result_2 ]Jm\k'u[  
  { u=qaz7E  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; U?Dr0wD;[  
} ; /O.Ql ,6[  
} ; rQlQ^W$=?  
+TA~RC d  
7P(jMalq  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait v4Rci^8  
9B;WjXSe  
下面我们来剥离functor中的operator() jIr\.i  
首先operator里面的代码全是下面的形式: Q0Do B  
3) d }3w {  
return l(t) op r(t) N?-ZvE\C  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 1kpw*$P0  
return op l(t) y\uBVa<B  
return op l(t1, t2)  K> 4w  
return l(t) op +ctU7 rVy  
return l(t1, t2) op ) 3"!Q+  
return l(t)[r(t)] X<.l(9$  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] $0K@= 7ms  
%XeN_ V  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: .)+c01  
单目: return f(l(t), r(t)); {4A,&pR  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); gED|2%BXb  
双目: return f(l(t)); 1\UU"  
return f(l(t1, t2)); uq-`1m }  
下面就是f的实现,以operator/为例 jSHFY]2  
ZiQ<SSo:  
struct meta_divide Zzg zeT+bv  
  { i.7_i78\"  
template < typename T1, typename T2 > h%$^s0w  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 1goRO  
  { H[nBNz)C  
  return t1 / t2; l,]%D  
} ?Y -;781  
} ; D&"lu*"tg  
d>mZY66P  
这个工作可以让宏来做: o+x! (  
ggrYf*  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ _eq$C=3Ta  
template < typename T1, typename T2 > \ #BcUE?K*N  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 41d+z>a]  
以后可以直接用 <z2.A/L  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 6'N_bNW  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 gCPH>8JwS0  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) 9O-~Ws ;  
`?R{sNr.  
'R'hRMD9o  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 d7G@Z|R3p  
#k)z5vZ$h  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > SPdEO3  
class unary_op : public Rettype 2jC:uk  
  { ogQfzk  
    Left l; Z}0xK6  
public : u0arJU_.)  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} ]i6* $qgma  
/bo=,%wJ[  
template < typename T > b\H&E{Gn|x  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const (M1YOK)I  
      { { V(~  
      return FuncType::execute(l(t)); "5k 6FV  
    } o938!jML_  
\WTKw x  
    template < typename T1, typename T2 > 5NN;Fw+  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const (!5Pl`:j"  
      { \/j,  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); s+fxv(,"c  
    } R!"|~OO  
} ; ,9jk<)m]L  
"u4x#7n|  
`5h^!="  
同样还可以申明一个binary_op HH7WMYoKY  
\db=]L=|  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > CC"a2Hu/  
class binary_op : public Rettype M[z1B!rT  
  { L>1y[ Q  
    Left l; wGT>Xh!  
Right r; 5vR])T/S0  
public : z&9MkbH1  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} O.QR1  
gy,)% {,G  
template < typename T > X\H P{$fY_  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Rzs u 7w  
      { f1'X<VA  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); C@:X9NU  
    } FGP^rTP)e  
/ivVqOo  
    template < typename T1, typename T2 > PPySOkmS3  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const T6\]*mlr  
      { Pf%I6bVN9  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); B@ufrQ#Y.  
    } z a_0-G%C2  
} ; b+ycEs=_  
L"dN $ A  
j} /).O  
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 CEw%_U@8  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 NrXIaN  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) j5:4/vD  
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。 .5s58H cg,  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! D]"W|.6@  
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。。。 Da8gOZ  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 $G)HU6hF*  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) *My9r.F5o  
下面是修改过的unary_op d oEuKT  
r_Ou\|jU  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 4OJD_  
class unary_op M6Xzyt|  
  { 6QT&{|q=  
Left l; `kvIw,c.  
  {Y2 J:x  
public : YRBJ(v"9  
-R]~kGa6m<  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} PIo@B|W-SX  
%f("3!#H  
template < typename T > 1twpOZ>  
  struct result_1 k= 9+"4:  
  { dr&G>  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; DMDtry?1:  
} ; Pvt!G  
rA?< \*  
template < typename T1, typename T2 > 6qTMHRI  
  struct result_2 T!9AEG  
  { =$y J66e  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; )nj fqg  
} ; zvq}7,  
OS<GAA0  
template < typename T1, typename T2 > uZ3do|um  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const M1NdlAAf  
  { 6[R6P:v&'G  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); !Z\Gv1  
} 3`{ vx  
rloxM~7!,)  
template < typename T > FF^h(Ea  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 1Vz^?t:  
  { "PN4{"`V  
  return OpClass::execute(lt(t)); ,66(*\xT  
} VR1]CN"G  
sk 8DW  
} ; $")Gd@aR  
NV(jp'i~  
t$t'{*t( T  
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 ND.(N'/O  
好啦,现在才真正完美了。 Rsq EAdZw[  
现在在picker里面就可以这么添加了: kjsj~jwvv  
F[jqJzCz  
template < typename Right > k1yqe rA  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const IOC$jab@  
  { `5Z'8^  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ,38M6yD  
} 3$P  
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。 ZWS:-]P.  
- uO(qUa#  
*6AqRE  
"0 %f R"  
?,v& o>*  
十. bind j(;ou?Uh  
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。 Zon7G6s9`  
先来分析一下一段例子 <zTz/Hk`  
=a=:+q g  
nr&|  
int foo( int x, int y) { return x - y;} wexX|B^u  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 [Rq|;p  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 >)*d/^  
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。 >+;} "J  
我们来写个简单的。 ^:ny  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: `~lG5|  
对于函数对象类的版本: ]:2Ro:4Yv  
. bUmT!  
template < typename Func > ZRw^< +  
struct functor_trait kRwY#  
  { bk=;=K  
typedef typename Func::result_type result_type; 2g5 4<G*e  
} ; V,c^Vq y  
对于无参数函数的版本: '?.']U,: $  
Ho(}_Q&  
template < typename Ret > I H#CaD  
struct functor_trait < Ret ( * )() > *>[ q*SF  
  { KI*b We  
typedef Ret result_type; seAEv0YWz  
} ; <Pe'&u  
对于单参数函数的版本: NW;_4g4qE  
>b0 Bvx-  
template < typename Ret, typename V1 > jjEu  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > dG~U3\!  
  { N:pP@o  
typedef Ret result_type; RZq_}-P,.c  
} ; $K\e Pfk  
对于双参数函数的版本: eS4t0`kP  
VE/m|3%t  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > QALr   
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > @J6r;4|&  
  { z.)*/HGJm  
typedef Ret result_type; xqlnHf<G  
} ; ]xb2W~  
等等。。。 %1GKN|7  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy r+#g  
]Y->EME:W  
template < typename Func > ?kV_!2U)'K  
struct func_return Uh1UZ r  
  { ';.y`{/  
template < typename T > Q (gA:aQ  
  struct result_1 (NfB+Ue}  
  { #7:ah  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; "9hD4R  
} ; `e7vSp  
A4d3hF~l`  
template < typename T1, typename T2 > mrG#ox4$  
  struct result_2 d0%Wz5Np  
  { 4~oRcO8!Y  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; =1!.g"0  
} ; wM;=^br  
} ; gwB0/$!4"  
1_9Ka V  
#ifjQ7(:  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 wNFx1u^/)  
d%q&[<'jf  
template < typename Func, typename aPicker > n ^qwE  
class binder_1 "5N$u(: b  
  { yF |28KJ  
Func fn; b rDyjh  
aPicker pk; Iv9U4  
public : 9-1'jNV  
:]8A;`G}  
template < typename T > xa?auv!  
  struct result_1 e_rEu'[av  
  { c;yp}k]\  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; $ 6r> Tc](  
} ; +yk0ez  
e&[~}f?  
template < typename T1, typename T2 > w_QWTD 0  
  struct result_2 UIIsgNca  
  { ]*)l_mut7  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; i"DyXIrk2  
} ; ZN'B @E=p  
# M3d=  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} _|MK0'+f  
[(8s\>T  
template < typename T > <5FGL96  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const T|(w-)mv  
  { G(F=6L~;  
  return fn(pk(t)); G2>s#Y5(,  
} [z;}^3b  
template < typename T1, typename T2 > j#p3<V S4  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 23bTCp.d  
  { A~0yMww:$  
  return fn(pk(t1, t2)); 4QiV@#o:  
} ,CqGO %DY  
} ; Lke!VS!P&  
81I9xqvSd~  
Ib/e\+H\  
一目了然不是么? *'{9(Oj  
最后实现bind  aqi]5,  
3_i29ghv  
+^rt48${ y  
template < typename Func, typename aPicker > (Nf!E[ }Z  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) wYv++< z  
  { n7n-uc  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); n{m[ j+UG  
} sVnpO$  
=6fJUy^M\  
2个以上参数的bind可以同理实现。 H:z<]Rc  
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。 }C=+Tn  
:2A-;P4  
十一. phoenix a`C2:Z23(#  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: nx{X^oc8e  
rC/z8m3z  
for_each(v.begin(), v.end(), )U}`x }:,  
( bQ0+Y?,+/  
do_ ,n>K$  
[ ;__k*<+{.  
  cout << _1 <<   " , " k&u5`F  
] +J42pSxzoo  
.while_( -- _1), Ycxv=Et  
cout << var( " \n " ) <fgf L9-  
) LzEH&y_O  
); THCvcU?X  
uXG$YDKqC  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: sbhUW>%.  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor C,<FV+r=^  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 Te^_gdf  
那么我们就照着这个思路来实现吧: Je K0><  
8ux  
rZ RTQ  
template < typename Cond, typename Actor > 7 3ABop  
class do_while m^tf=O<  
  { {~Q}{ha  
Cond cd; 2 jxh7\zE  
Actor act; bl|)/)6o  
public : PvxU.  
template < typename T > mMK 93Ng"&  
  struct result_1 qUQP.4Z95  
  { '|&?$g(\h  
  typedef int result_type; r|953e  
} ;  SmAF+d  
2aUE<@RU[  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} dA(+02U/.  
,A0v 5Q<  
template < typename T > 9}G<\y  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const  y]ya.YG  
  { 3X`N~_+  
  do -e+im(2D=  
    { {]7lh#M  
  act(t); 7;sF0oB5e  
  } ^|cax| >  
  while (cd(t)); 4%SA%]a L1  
  return   0 ; }$3pS:_N~  
} \LM{.g zT  
} ; 07,&weQ  
"haJwV6-  
O<?.iF%  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 7VfPS5se  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 U\"FYTC  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 =MmAnjo  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 jhka;m  
下面就是产生这个functor的类: FaG&U  
<M,=( p{  
FeZGPxc~  
template < typename Actor > @@6c{r^P  
class do_while_actor |q\Rvt$d  
  { yV) 9KGV+:  
Actor act; 1#vi]CX  
public : !~}@Eoii4  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} [XNDYaF8  
t"&qaG{  
template < typename Cond > _xo;[rEw8  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 0T:U(5Y9  
} ; 5^{).fig  
#\3X;{  
ev5m(wR  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 0P4g6t}e  
最后,是那个do_ N8{ 8 a  
)gxZ &n6  
9u_D@A"aC`  
class do_while_invoker G4n-}R&'  
  { ebf/cC h  
public : IG8I<+<o  
template < typename Actor > !z+'mF?V+X  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const -&LF`V&3w  
  { x0dBg~I  
  return do_while_actor < Actor > (act); .JWN\\  
} R& HkWe  
} do_; }Q;^C  
x 4`RKv2m  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? Fma#`{va  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 rJCu6  
最后来说说怎么处理break和continue \~>7n'd ]  
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。 H66F4i  
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
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八