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
  • 5816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 9R[','x  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 3\G=J  
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, Hdx|k=-Q^  
' ^^K#f8  
U*TN/6Qy.  
~4<3`l=A  
  class filler sCl,]g0{  
  { IycxRig  
public : ,gc#N  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} cg%CYV)  
} ; WU\bJ}  
W|e>  
($W 5fbu  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: gEsR-A!m  
j[cjQ]>~'  
1n"X?K5;A  
&L]*]Xz;  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); !y?hn$w0  
sQs5z~#51*  
#^ #i]{g  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Zto E= 7K  
du,-]fF  
y9hZ2iT  
w#,v n8  
二. 战前分析 R-fjxM*  
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。 f4_G[?9,  
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 '=.Uz3D'0  
 )S;ps  
"r"An"  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ~7a BeD  
  /* --------------------------------------------- */  &7&*As  
vector < int *> vp( 10 ); l)s+"C#  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); G{~p.?f:  
/* --------------------------------------------- */ ooSd6;'  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); Dt.Wb&V_w  
/* --------------------------------------------- */ / nFw  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); X)OP316yx  
  /* --------------------------------------------- */ Qu_T&  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); hp4(f W  
/* --------------------------------------------- */ %Qz`SO8x?  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ;%alZ  
DG?\6Zh  
TWEqv<c  
;@ X   
看了之后,我们可以思考一些问题: J*X.0&Toc  
1._1, _2是什么? 8]\h^k4f  
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。 y(h(mr  
2._1 = 1是在做什么? )\Q|}JV  
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。 H> iZVE  
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。 nV*sdSt  
iQ C&d_#  
*8H;KGe=  
三. 动工 9z/_`Xd_  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 3uG5b8?  
L.[uMuUa  
 7`@?3?  
0\nhg5]?  
template < typename T > 5yi q#  
class assignment .@-]A   
  { SkRQFm0a~  
T value; [+,U0OV,  
public : G%R`)Z]8&  
assignment( const T & v) : value(v) {} O>5u5n  
template < typename T2 > WC*:\:mh  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } e*6` dz@  
} ; G%jJ>T4  
Q8cPKDB  
wg_CI,Kq  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 t>@3RBEK  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment d|+jCTKS  
!BuJC$  
TcmZ0L^O  
Bl\kU8O-  
  class holder Atq2pL"  
  { L)Ar{*xC  
public : }QW~.>`  
template < typename T > 0a 6z "K}  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const G$9|aaf`1#  
  { Z*)Y:tk)b  
  return assignment < T > (t); W<]Oo]  
} T8TsKjqOZ  
} ; :gaeb8`t  
'/gwC7*-&  
hcc-J)=m  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: N/{Yi _n  
dS_)ll.6z  
  static holder _1; {59VS Nl  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 LEnP"o9ZW  
7h&`BS  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); =1OAy`8  
而不用手动写一个函数对象。 `4$Qv'X*  
":^ NLBm>5  
tF g'RV{  
B5H&DqWzr  
四. 问题分析 1\{U<Oli  
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。 -JhjTA  
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。 =&:f+!1$  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 B%:9P  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 YGV#.  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 m&~Dj#%(w  
@mRrA#E#{  
五. 问题1:一致性 aa%&&  
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?| n9fA!Wic  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 JP,(4h *  
iA{jKk=  
struct holder r5da/*G/O  
  { z/&a\`DsU  
  // N z3%}6F:  
  template < typename T > xXxh3 k\  
T &   operator ()( const T & r) const g74z]Uj.B  
  { \ jXN*A  
  return (T & )r; |-Esc|J(  
} LI;EfyL  
} ; ~ 9~\f  
#iU8hUbo  
这样的话assignment也必须相应改动: ?r E]s!K  
{$1$]p~3 o  
template < typename Left, typename Right > OPt;G,$ta  
class assignment IgR"eu U  
  { {AL9o2  
Left l; akCo+ @  
Right r; S{(p<%)[  
public : q(tG bhQ  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} P(gVF |J?  
template < typename T2 > :htq%gPex9  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } O:=|b]t  
} ; g_U~.?Db7  
z>p`!-'ID  
同时,holder的operator=也需要改动: VMye5  P  
._MAHBx+G  
template < typename T > dGD^op,6g  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const DEQE7.]3q  
  { CL'Xip')T  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); x gT~b9  
} ~z _](HKoS  
@?7{%j*  
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。 5H :~6z  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 G!VF*yW8  
u !3]RGJ  
return l(rhs) = r; K7xWE,y  
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。 $FusDdCv3  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: YyJ{  
Z'*Z@u3  
template < typename Tp > 7kX$wQZ_  
class constant_t !MJe+.  
  { ,Lun-aMd  
  const Tp t; vuo'"^ =p0  
public : )x8;.@U  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Ds%&Mi  
template < typename T > sId(PT^  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const uQu/(5  
  { >g>`!Sf  
  return t; =GKS;d#/  
} MYw8wwX0kJ  
} ; 0+<eRR9 -  
ta4JWllf  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 (YYj3#|  
下面就可以修改holder的operator=了 8lWH=kA\  
o!toO&=  
template < typename T > ^>X)"'0+  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const c@ZS|U*(  
  { w*u{;v#  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); 8 ih;#I=q  
} pPyvR;NJ  
Q-8'?S  
同时也要修改assignment的operator() mYh5#E41J  
%`?;V;{=  
template < typename T2 > ?)' 2l6  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 9XoQO9*Q  
现在代码看起来就很一致了。 ^K.u ~p   
phgexAq  
六. 问题2:链式操作 6vgBqn[  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 8@ %mnyQ  
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。 N=T.l*8  
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。 EY)Gi`lK  
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。 a%T -Z.rd  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct gM3]%L_  
/$9BPjO{  
template < typename T > %/y`<lJz(  
struct result_1 Z6^QB@moj  
  { GjeUUmr  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; Cx+WLD  
} ; iO*`(s  
&whX*IZ{  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: V@v1a@=W  
&v$,pg%-:  
template < typename T > Lvi[*une|  
struct   ref ^IVe[P'  
  { ;n} >C' :  
typedef T & reference; (rr}Pv%yb  
} ; Gg9VS&VI  
template < typename T > @q&|MMLt  
struct   ref < T &> ?L@@;tt  
  { WDE e$k4.  
typedef T & reference; e2k4[V  
} ; 79SqYe=&uy  
@n7t?9Bx  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: L\}Pzxn  
]am~aJ|L  
template < typename T > 6X7s 4  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const g5[D&  
  { ' :\fl.b  
  return l(t) = r(t); T~%H%O(F  
} sn-)(XU!  
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。 $T?*0"Mj[  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 g/8.W  
)RwBg8  
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 ?0rOcaTY  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: v<;: 0  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 hojHbmm4  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 |e*GzD  
最后的布局是: OE'K5oIM  
                Add }xDB ~k  
              /   \ ~{kM5:-iw  
            Divide   5 / l".}S  
            /   \ a-]hW=[  
          _1     3 T&r +G!2  
似乎一切都解决了?不。 N%9h~G  
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。 1$$37?FE  
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。 {ITv&5?>  
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: 5-D`<\  
-<^jGrb  
template < typename Right > 8zdT9y|Ig  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const r^$\t0h(U8  
Right & rt) const 6hkkNXqkf  
  { [N)#/ 6j  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); b'velj3A  
} Y4mC_4EU  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 F =XF]  
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。 b5A Gk  
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。 TH|?X0b  
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。 Aoj6k\YX  
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。 XQ]`&w(  
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? T yU&QXb  
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&xKi>A il  
9Z&?R++?  
template < class Action > KNy`Lj)VPY  
class picker : public Action d,W/M(S  
  { P7z:3o.  
public : n`]l^qE  
picker( const Action & act) : Action(act) {} vXephR'  
  // all the operator overloaded 2Ok?@ZdjA{  
} ; tNU-2r   
8QV t, 'I  
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。 tqK=\{U  
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: )S^z+3p  
9Uk(0A  
template < typename Right > !g8*r"[UJ  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const K<FKu $=  
  { kl" ]Nw'C  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); :/B:FY=  
} ?cJY B)  
@r F/]UJ  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > VBM/x|'  
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。 2B^~/T<\  
l]H0g[  
template < typename T >   struct picker_maker !#?8BwnaZ  
  { ;1v=||V  
typedef picker < constant_t < T >   > result; ,+se  
} ; 5:UyUB  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > x=.tiM{#  
  { !i^]UN   
typedef picker < T > result; SET-8f  
} ; ryg4h Hspl  
atyu/+U'}  
下面总的结构就有了: 6UlF5pom  
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。 fD{II+T  
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。 vI Vr@1S  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 A[`G^ $  
至此链式操作完美实现。 EWA;L?g|A  
77*qkKr  
"mOI!x f@a  
七. 问题3 =NZ[${7mq  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 zI^Da!r.  
yxwWj>c  
template < typename T1, typename T2 > wz#A1F  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Hd%! Nt\u  
  { hL!QLiF:  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ]GX \|1L  
} T6Ctf#  
_9@ >;]  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: L\e>B>u  
EB!daZH,  
template < typename T1, typename T2 > .et ^4V3  
struct result_2 O4L#jBa+  
  { rwSbqL^eM  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; MR$>!Nlp  
} ; q+ pOrGh  
,O]l~)sr|  
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? /YH`4e5g  
这个差事就留给了holder自己。 I%"'*7 U  
    l?8)6z#Zl  
L9FHgl?  
template < int Order > R-rCh.  
class holder; s+Q;pRZW{  
template <> fP[& a9l  
class holder < 1 > !MVj=(  
  { F[Q!d6  
public : S1J<9xqSQ8  
template < typename T > Quzo8 u  
  struct result_1 lA^+Flh  
  { 1A<,TFg  
  typedef T & result; eV7 u*d?  
} ; ^"i~ DC  
template < typename T1, typename T2 > qAY%nA>jO  
  struct result_2 o.7{O,v  
  { wRtZ `o  
  typedef T1 & result; %Dig)<yx  
} ; /6+NU^  
template < typename T > r~7:daG*  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const U@F)2?  
  { v [njdP  
  return (T & )r; Sr_VL:Gg  
} D@oCP =m<  
template < typename T1, typename T2 > n_u1&a'  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const beXNrf=bG  
  { Wu1{[a|  
  return (T1 & )r1; fc_2D|  
} c#/H:?q?a  
} ; uz3 0_aH  
>~nF=   
template <> 3oy~=  
class holder < 2 > ciQZHH2  
  { wzCUZ1N9q  
public : h"+ `13  
template < typename T > U/l?>lOD\  
  struct result_1 q'Wr[A40j  
  { MrRaU x6z  
  typedef T & result; ,XkGe   
} ; a2 +~;{?g  
template < typename T1, typename T2 > I@#;nyAj"  
  struct result_2 lj=l4 &.i  
  { KhbYr$  
  typedef T2 & result; {'En\e  
} ; A]0:8@k5  
template < typename T > _ *f  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const IuF_M<d,  
  { 4NN$( S-W  
  return (T & )r; a|7a_s4(  
} !k3e\v|  
template < typename T1, typename T2 > ~@ jY[_  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const :#k &\f-Y  
  { #|GSQJ$F)`  
  return (T2 & )r2; RwI[R)k  
} ) rW&c- '  
} ; w;UqEC V  
Ian[LbCWB  
Q6gt+FKU9  
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> >。 o2z]dTJ}o  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 8K(Z0  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: S"Lx%  
/S5| wNu  
return l(i, j) = r(i, j); 2*"Fu:a"`I  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) =OIw*L8C"I  
40E#JF#  
  return ( int & )i; m5mu:  
  return ( int & )j; wNFz*|n  
最后执行i = j; fXI:Y8T  
可见,参数被正确的选择了。 HK\~Qnq  
d8-A*W[  
cdqB,]"  
RrU BpqA  
8k q5ud  
八. 中期总结 su*Pk|6%  
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: T91moRv  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 sf&]u;^DY  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 .ERO|$fv  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor F}Vr:~  
"-@[R  
AJ#Nenmj  
Eu"_MgD  
pTIf@n6I  
Y0eE-5F,  
九. 简化 *CHI2MB  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 &0f5:M{P  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 df7wN#kO+  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: n; {76Q  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 %|s+jeUDn|  
  +-*/&|^等 (#+^&1  
2. 返回引用。 x _c[B4Tw  
  =,各种复合赋值等 RX/hz|   
3. 返回固定类型。 D3|I:Xm  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) U&O: _>~  
4. 原样返回。 *z@>!8?  
  operator, sQkhwMg  
5. 返回解引用的类型。 13taFV dU  
  operator*(单目) SdD6 ~LS  
6. 返回地址。 Ub6jxib  
  operator&(单目) / m=HG^!  
7. 下表访问返回类型。 G^ :C+/)  
  operator[] O%bEB g  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 p, #o<W  
  operator<<和operator>> #ep`nf0x  
0Vx.nUQ  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 !r<pmr3f@7  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: u?C#4  
}}59V&'t  
template < typename Left > 7 qS""f7  
struct value_return wpN=,&!  
  { s7F.sg  
template < typename T > @{2 5xTt  
  struct result_1 5aCgjA11  
  { !z>6 Uf!{  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; W)bLSL]`E  
} ; Z.Lc>7o  
Abc)i7!.,.  
template < typename T1, typename T2 > ~A\GT$  
  struct result_2 :.Wr{"`  
  { A6thXs2  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; p>huRp^w  
} ; M!o##* *`  
} ; 6^`1\ #f  
)P sY($ &  
e~=;c  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 8]9%*2"!  
9w7n1k.  
下面我们来剥离functor中的operator() 2fL;-\!y(  
首先operator里面的代码全是下面的形式: YpVD2.jy  
{ttysQ-  
return l(t) op r(t) _z|65H  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ds<2I,t  
return op l(t) .[ICx  
return op l(t1, t2) <eWf<  
return l(t) op Fww :$^_ k  
return l(t1, t2) op Fj2BnM3#  
return l(t)[r(t)] g,!L$,/F  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 5Odhb  
f*?]+rz  
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: T4Pgbop  
单目: return f(l(t), r(t)); m;GCc8  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); VA#"r!1  
双目: return f(l(t)); *nkoPVpC  
return f(l(t1, t2)); +nFu|qM}  
下面就是f的实现,以operator/为例 SE1=>S%p  
KW pVw!  
struct meta_divide Q+{xZ'o"Z  
  { EM(gmWHij  
template < typename T1, typename T2 > 286jI7T  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) iP ->S\  
  { MP Y[X[  
  return t1 / t2; #lL^?|M  
} 8e1UmM[  
} ; W}@c|d $`  
C)ERUH2i  
这个工作可以让宏来做: f<d`B]$(  
I-]?"Q7Jz  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 7x|9n  
template < typename T1, typename T2 > \ *av<E  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; z!ZtzD]cb  
以后可以直接用 KQ!8ks]  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) SJn;{X>)q  
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 ,~N/- 5  
(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。。。) HIZe0%WPw  
!Wnb|=j  
G_,jgg7  
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 )Ql%r?(F+  
2c*GuF9(0  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 8&slu{M- t  
class unary_op : public Rettype @Jw-8Q{  
  { k5pN  
    Left l; [7Oe3=  
public : 83#mB:^R  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} u'BaKWPS  
+23x ev  
template < typename T > ~Mxvq9vaD  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const SwMc pNo  
      { $xN|5;+  
      return FuncType::execute(l(t)); g}c~:p  
    } <RL]  
^ [@ ,  
    template < typename T1, typename T2 > C?eH]hkZ3  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const H4+i.*T#  
      { c\j/k[\<  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); G4"F+%.  
    } 4o[{>gW  
} ; .Z *'d  
a\*yZlXKs  
+ {'.7#  
同样还可以申明一个binary_op LKDO2N  
tKXIk9e  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 'm$L Ij?@  
class binary_op : public Rettype (#c:b  
  { r9?Mw06Wc5  
    Left l; f3y=Wxk[  
Right r; AA>P`C$&M  
public : 1?l1:}^L  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} K{+2G&i  
< =IFcN  
template < typename T > ;!Fn1|)  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const p6S8VA  
      { a d\ot#V  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); xyXa .  
    } B%68\  
!dq.KwL  
    template < typename T1, typename T2 > .T`%tJ-Em  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const wC'Szni  
      { P.DK0VgY  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); M"L=L5OH-  
    } 1|=A*T-<M  
} ; Q+{n-? :  
Q/Rqa5LI:  
rPm x  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 2~[juWbz  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 gRzxLf`K  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 3XNCAb2  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 8{ I|$*nB  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 4skD(au8  
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。。。 4<v&S2Yq  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 # f\rt   
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) A@u@ift  
下面是修改过的unary_op !()Qm,1u  
_yT Ed"$  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ^ZCD ~P_=  
class unary_op 9- # R)4_  
  { 0*v2y*2V  
Left l; J .%IfN  
  8 FhdN  
public : w!XD/j N  
 Fk;Rfqq  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} y B$x>Q'C(  
d_P` qA  
template < typename T > xYB{;K  
  struct result_1 %l%HHT  
  { eJX#@`K  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Alq(QDs  
} ; %}T6]S)%u  
X wtqi@zlE  
template < typename T1, typename T2 > GN>@ZdVG}#  
  struct result_2 47B&s   
  { 4&iCht =  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; yDh6KUK  
} ; -n;}n:w L  
E(|>Ddv B&  
template < typename T1, typename T2 > 2t,zLwBdnJ  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const fB,_9K5i  
  { LH6 vLuf  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); t$ *0{w E  
} {xB3S_,8  
fXB0j;A  
template < typename T > :gC#hmm^  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 8;X-)&R  
  { FgO)DQm  
  return OpClass::execute(lt(t)); ?X;RLpEc|A  
} y+;|Fz  
I}Q2Vu<  
} ; =R\]=cRbg  
i mM_H;-X  
']oQ]Yx0  
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 -$@h1Y  
好啦,现在才真正完美了。 H)&R=s  
现在在picker里面就可以这么添加了: %>s |j'{  
K+iP 6B  
template < typename Right > xLn%hxm?,  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ?1".;foZ  
  { y?!"6t7&  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); <\FH fE  
} U ;I9 bK8  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。  C.QO#b  
B\n[.(].r  
8r!zBKq2~  
6zn5UW#q  
`,0}ZzaV&  
十. bind b>$S<td  
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。 3N:D6w-R  
先来分析一下一段例子 s(8W_4&'  
L4f3X~8,b  
)_NO4`ejs/  
int foo( int x, int y) { return x - y;} \(T /O~b2  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 D3A/l  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 {_dvx*M  
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。 '3H_wd  
我们来写个简单的。 39jG8zr=Z[  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: . [ mR M  
对于函数对象类的版本: #89!'W  
} d }lR  
template < typename Func > IIqUZJ  
struct functor_trait ~v"L!=~G;a  
  { [trwBZ^D~  
typedef typename Func::result_type result_type; K4);HJ|=  
} ; bYPKh  
对于无参数函数的版本: 3[f): u3"  
&t-kpA|EG  
template < typename Ret > {}Za_(Y,]  
struct functor_trait < Ret ( * )() > e0 T\tc  
  { g zg_>2Sj  
typedef Ret result_type; FsryEHz  
} ; .GcKa024  
对于单参数函数的版本: )F2OT<]m,  
E+JqWR5  
template < typename Ret, typename V1 > tRfo$4#NY  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > k# rBB  
  { GM<-&s!Uj  
typedef Ret result_type; C>w|a  
} ; pHJ3nHLQ  
对于双参数函数的版本: K96<M);:g  
}>X~  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > #1G:lhkC  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 3%ZOKb"D*  
  { N8FF3}> g  
typedef Ret result_type; VM,]X.  
} ; # Vha7  
等等。。。 W{gb:^;zb  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ?1eK#Z.  
0_t`%l=  
template < typename Func > 9*?oYm;dX  
struct func_return abLnI =W`  
  { 5[u]E~Fl}  
template < typename T > 9 |vLwQ  
  struct result_1 9p2&) kb6  
  { {jX2}  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; H DFOA  
} ; cpJ|w3x B  
Hg$lXtn]  
template < typename T1, typename T2 > ~`:L?Jkb6H  
  struct result_2 0s2v'A[\  
  { Tyf`j,=  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; nQ,HMXj  
} ; 'y3!fN =h  
} ;  1HZO9cXJ  
.=jay{  
e;}7G  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ={wcfhUl+  
QW(Mz Hg  
template < typename Func, typename aPicker > 3x'|]Ns  
class binder_1 BKjS ,2C  
  { _t #k,;  
Func fn; <3C*Z"aQ>|  
aPicker pk; ]F'e aR  
public : `, Tz Q  
6MMOf\   
template < typename T > I75DUJqy]  
  struct result_1 Q|?L*Pq2I  
  { Y^EcQzLw  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; pohp&Tcm  
} ; (\YltC@q%  
D!-g&HBTC  
template < typename T1, typename T2 >  DwE[D]7o  
  struct result_2 _C[q4?  
  { PKg@[<g43  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; *]/zc1Q4M  
} ; %.-4!vj  
MC.) 2B7  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} MJ [m  
U7}yi$WT  
template < typename T > \B,@`dw  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const G[I"8iS,  
  { UJ7*j%XQz_  
  return fn(pk(t)); 9} M?P  
} .Una+Z  
template < typename T1, typename T2 > ""F5z,'  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const .p]RKS=(:  
  { vJc-6EO  
  return fn(pk(t1, t2)); PB`Y g  
} Nk VK  
} ; ]e>w }L(gV  
/quc}"__  
Tg)| or/ %  
一目了然不是么? *>'V1b4}  
最后实现bind &LZn FR  
rt~d6|6  
suiS&$-E  
template < typename Func, typename aPicker > (G4at2YLd  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) O{G?;H$  
  { ju8q?Nyhs  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); L<-_1!wh  
} O/a4]r+_  
+LZLy9iKt  
2个以上参数的bind可以同理实现。 >#~& -3  
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。 dIa+K?INX  
OXSmt DvJ  
十一. phoenix 0g y/:T  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: bvr^zH,C  
T?soJ]A  
for_each(v.begin(), v.end(), wb5baY9  
( 8\ +T8(m  
do_ 7>Ouqxh21  
[ .4M.y:F  
  cout << _1 <<   " , " H*&f:mfq  
] &<5zqsNJ\a  
.while_( -- _1), 5k3b3&  
cout << var( " \n " ) 3kIN~/<R+7  
) (vPN5F  
); RO VW s/  
% X+:o]T  
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: lhz{1P]s  
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 N^ds RYC  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ]kG"ubHV?h  
那么我们就照着这个思路来实现吧: O=&0H|B  
7>|J8*/Nd  
KL:j?.0  
template < typename Cond, typename Actor > ?'#` nx(!  
class do_while " 4K(jXq|  
  { /-ch`u md  
Cond cd; ?WUA`/[z  
Actor act; }~j lj  
public : ,p@y] cr  
template < typename T > ./k/KSR  
  struct result_1 ARVf[BAJ-*  
  { *_{j=sd  
  typedef int result_type;  ZrxD`1L  
} ; )uIe&B  
*@r/5pM2}  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} Ovt.!8  
G<8/F<m/  
template < typename T > mpEK (p  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ^q vbqfh  
  { 3!Ij;$  
  do @=Uh',F  
    { #m<nAR  
  act(t); uk]$#TV*q>  
  } }wjw:M  
  while (cd(t)); ksqQM  
  return   0 ; HT cb_a  
} S6M}WR^,  
} ; #7 $ H  
B6As,)RjD:  
k&q;JyUi  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). IH&|Tcf\  
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。 '$IKtM`L  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 \0I_<  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 sPQQ"|wU  
下面就是产生这个functor的类: o.g V4%  
DE8n+Rm  
oUr66a/[U  
template < typename Actor > !bx;Ta.  
class do_while_actor 3`|@H-c9  
  { xY8$I6  
Actor act; ,vawzq[oSy  
public : Kw_> X&GcJ  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} SFP%UfM<  
d)d\h`=Z  
template < typename Cond > v 9\2/B  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; \-i5b  
} ; >,;, 6|S  
|:Q`9;  
XpS].P9  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 )4u6{-|A  
最后,是那个do_ %+0 7>/  
9OI&De5?=V  
fdk]i/*)  
class do_while_invoker wd 86 y  
  { EdgcdSb7  
public : oVDqX=G  
template < typename Actor > 1j4(/A  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const fZ8at  
  { X=_`$ 0  
  return do_while_actor < Actor > (act); OZ,%T9vP  
} tw{V7r~n  
} do_; YI0ubB  
mV\QZfoF  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? h0;PtQb1  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 Dj0`#~  
最后来说说怎么处理break和continue BC}+yS \  
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。 F^knlv'  
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
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八