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
  • 4999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 bH%d*  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ih : XC  
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, '<6DLtZl  
[88PCA:  
EbJc%%c  
XXXQAY-,C  
  class filler vu:] [2"0  
  { m.lzkS]P  
public : z0&Y_Up+5  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ,y}~rYsP%  
} ; Z ?F_({im  
6yC4rX!a  
RQ8;_)%  
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: f7;<jj;w7  
#W4 "^#2  
'{)Jhl47   
y<l(F?_  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); p ^)3p5w  
q-/t?m0  
9vCCE[9  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 oA;ZDO06r  
uSH_=^yTQ  
(N9g6V  
.kB!',v\  
二. 战前分析 /?V-  
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。 $KS!vS7  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 qTG i9OP6/  
gN]\#s@[  
FJn.V1  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); nW oh(a  
  /* --------------------------------------------- */ O0eM*~zI  
vector < int *> vp( 10 ); }:!X@C~  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); k[y^7, r  
/* --------------------------------------------- */ !&5*H06  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); xrv0%  
/* --------------------------------------------- */ cNye@}$lu  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); RSnBG"  
  /* --------------------------------------------- */ WS%yV|e  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); HI, `O  
/* --------------------------------------------- */ ryb81.|  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); Ml'lZ)  
/Zxq-9   
k:N/-P&+  
dfh 1^Go  
看了之后,我们可以思考一些问题: iV!V!0- @  
1._1, _2是什么? B`)bo}h  
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。 b,>>E^wd!  
2._1 = 1是在做什么? Q(x/&]7=V  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 0g#xQzE  
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。 }L=Qp=4  
,vAcri 97  
`v)ZOw9&  
三. 动工 "/%o'Fq  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 2WE01D9O  
x0lAJaG  
pnXwE-c_  
MSB/O.  
template < typename T > p =-~qBw  
class assignment ( k_9<Yb3  
  { kM(m$Oo.  
T value; ,wngS=  
public : hoLA*v2<  
assignment( const T & v) : value(v) {} t/l<X]o  
template < typename T2 > :#D~j]pP  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } Kq(JHB+  
} ; *;U<b  
4[)tO-v:Y  
69`*u<{PC  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 )"7z'ar  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Z*=$n_ G  
l(\F2_,2W  
KN>h*eze  
_hMFmI=r[  
  class holder }y vH)q  
  { I+31:#d  
public : ? 51i0~O=  
template < typename T > "]OROJGa  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const ,sT5TS q  
  { I1I-,~hO  
  return assignment < T > (t); <kWkc|z BY  
} Z;njSw%:  
} ; *,~L_)vWO  
unKgOvtj  
k= &n>P  
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: @Gy.p5J8  
hD4>mpk  
  static holder _1; 0 ZSn r+  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 rinTB|5  
'8(UiB5d  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); c e; zn\  
而不用手动写一个函数对象。 lQy-&d|=#^  
|kTq &^$  
WBb*2  
!Uv>>MCr  
四. 问题分析 /y6I I$AvM  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 f .$*9Fkw  
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。 ZB} A^X  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 oxdX2"WwU  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 B{p74 >  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 zg$ag4%Qgg  
#Tt*NU  
五. 问题1:一致性 uBxoMxWm  
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?| \ FJ ae  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 c _!!DEe7  
;--D?Gs]Qr  
struct holder >(.Y%$9"E  
  { 7 |GSs=  
  // Uv652DC  
  template < typename T > IW-|"5?9'  
T &   operator ()( const T & r) const 96P&+  
  { 2+Oz$9`.  
  return (T & )r; 9hh~u -8L  
} i0zrXaKV  
} ; tU *`X(;  
!Ce!D0Tx  
这样的话assignment也必须相应改动: .2s^8gO  
UtQCTNjC{  
template < typename Left, typename Right > zx*D)i5-  
class assignment y,bD i9*|  
  { vVrM[0*c  
Left l; )lz~Rt;1i  
Right r; o8v,17 8  
public : |~PaCw8-ge  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} dCo3VF"u  
template < typename T2 > yH>C7M7 t  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } wNn=JzP  
} ; Pn6~66a6  
%(W8W Lz}  
同时,holder的operator=也需要改动: L u'<4 R  
B*w]yL(  
template < typename T > ),[@NK&=  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ei{tW3 H$  
  { 5&O%0`t  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); z(EpJK=`_  
} /7fd"U$Lh  
l(}MM|ka  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 pOh<I {r1  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 |I29m`  
=Y5m% ,Bq  
return l(rhs) = r; -GM"gkz  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 u[oV Jvc  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: T7Y}v,+-  
~*9Ue@  
template < typename Tp > hJD3G |E  
class constant_t P}qpy\/(4  
  { _:WNk(  
  const Tp t;  ; (A-  
public : scYqU7$%T  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 6:6A" A  
template < typename T > O0s!3hKu  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 08D:2 z1z  
  { j>uu3ADd2  
  return t; O:GAS [O`  
} >/lB%<$/  
} ; *'-t_F';  
s@{~8cHgU  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ^E:-Uy  
下面就可以修改holder的operator=了 }`%ks  
57 Bx-  
template < typename T > K=nDC.  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const fOME&$=O  
  { YbnXAi\y|  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); DHv86TvJt  
} 9+xO2n  
<RZqs  
同时也要修改assignment的operator() #fHnM+  
3bR%#G%  
template < typename T2 > ^SKHYo`,,N  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } o4J@M{xb_  
现在代码看起来就很一致了。 g_N^Y  
0:<Y@#L  
六. 问题2:链式操作 +."cbqGP_q  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 k_ywwkG9lU  
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"~PrHm  
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。 ~fb#/%SV  
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。 v Y0ESc{  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 8DY:a['-d  
pek=!nZ  
template < typename T > V*5v JF0j  
struct result_1 <lWj-+m  
  { &1?6Q_p6c  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; gIusp917  
} ; 0@{0#W3R  
@rDBK] V  
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: k0#s{<I]E  
h]+;"v6 /  
template < typename T > LHXR7Fjc  
struct   ref i/H;4#Bz  
  { H(P]Z~et  
typedef T & reference; >]xW{71F@  
} ; hITYBPqRO  
template < typename T > @"1Z;.S8V  
struct   ref < T &> .4tu{\YX  
  { ('UTjV  
typedef T & reference; 0t}v@-abU  
} ; <\O8D0.d  
$eG_LY 1v  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: W5= j&&|!  
EhM=wfGKw  
template < typename T > bgKC^Q/F  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const M \  
  { -!\%##r7~  
  return l(t) = r(t); #ojuSS3  
} ,aGIq. *v  
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。 *78c2`)[  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 m- ibS:  
}^$1<GT  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 Ry"4v_e9  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: B{D4.!a  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 a:`<=^:4,  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 D GcpYA.7'  
最后的布局是: qtozMa  
                Add T!B\ixt6  
              /   \ ipg`8*My  
            Divide   5 EU%v |]  
            /   \ n%#3xo a  
          _1     3 lS7L|  
似乎一切都解决了?不。 cNxxX!P/  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 sxph#E%  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 bv'>4a  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: law$LL  
kp*!  
template < typename Right > Z`M pH  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const m"'LT0nur  
Right & rt) const KYJP`va6k  
  { <FBBR2  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); w0oTV;yh  
} CEaAtAM  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 qHdUnW  
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。 , QWus"5H  
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。 W 02z}"#  
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。 P5 oS 1iu*  
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。 #$-?[c$>  
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? oYTLC@98}  
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;9(FLtL  
B5vLV@>]  
template < class Action > U5H%wA['m  
class picker : public Action TK[[6IB  
  { L6Brs"9B  
public : zGyRzxFN  
picker( const Action & act) : Action(act) {} UH}lKc=t  
  // all the operator overloaded ~jzLw@"~$^  
} ; W&R67ff|  
@4 8!e-W  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 R6o  D  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: \G>C{v;  
5[jS(1a`c  
template < typename Right >  Fpn*]x  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const QOYMT( j  
  { N{Z+  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); B ;E"VS0  
} 9X=<uS  
?O#,{ZZf=  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > z,x )Xx  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 9?hZf$z  
jS[=Zx`  
template < typename T >   struct picker_maker $w{d4")  
  { 'uDx$AkY  
typedef picker < constant_t < T >   > result; T)7U+~nQ"  
} ; > !s<JKhI  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > UE"v+GH  
  { ksOsJ~3)  
typedef picker < T > result; qve'Gm)  
} ; La9}JvQoX  
K-#d1+P+  
下面总的结构就有了: /KF@Un_Ow  
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。 dhLR#m30T  
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。 J8r8#Zz  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ^@RvCJ+  
至此链式操作完美实现。 !Md6Lh%-w  
UCfouQCj  
8P- ay<6  
七. 问题3 j,^&U|!  
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。 Gg ~0>XS  
JN+7o h]u  
template < typename T1, typename T2 > p<L{e~{!7f  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const MQx1|>rG  
  { ?2~fvMWu  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); [1kQ-Ko`  
} 0>td[f  
XWS]4MB+vm  
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: |TM n  
d/OP+yzgZ  
template < typename T1, typename T2 > e3TKQ (  
struct result_2 saiXFM 7J  
  { 3w"JzC@  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; DMG'8\5C  
} ; .Vnb+o  
RIXeV*ix  
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? |6bvUFr  
这个差事就留给了holder自己。 oj Y.6w  
    l+P!I{n  
ZwLr>?0$ p  
template < int Order > ?rQ .nN  
class holder; \zg R]|  
template <> eg}g} a  
class holder < 1 > Z+y'w#MZL  
  { ~&T U  
public : 5Ex[}y9L`  
template < typename T > JFX}))7  
  struct result_1 Os$E,4,py  
  { upaP,ik}~  
  typedef T & result; V.*M;T\i  
} ; Y0|){&PCt  
template < typename T1, typename T2 > iY07lvG<  
  struct result_2 C/Z#NP~ *  
  { ;BH.,{*@B  
  typedef T1 & result; 99ZWB  
} ; :qbU@)p*  
template < typename T > $RY-yKmi  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const sU&v B:]~  
  { DoQ^caa@  
  return (T & )r; ;6pB7N  
} ):>?N`{V  
template < typename T1, typename T2 > "Ux(nt  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const i@?|vu  
  { n5UUoBv  
  return (T1 & )r1; EniV-Uj\D  
} H i8V=+  
} ; <#?dPDMG.*  
!nkIXgWz  
template <> r/AOgS  
class holder < 2 > ^0|:  
  { d"db`8 ;S  
public : dFw+nGN  
template < typename T > F}45.C rD  
  struct result_1 j#2Xw25  
  { }g-w[w 7p  
  typedef T & result; eo4z!@pRN  
} ; $zCCeRP  
template < typename T1, typename T2 > l3F$5n  
  struct result_2 >YWK"~|i~  
  { )4B`U(%M~  
  typedef T2 & result; zX*5yNd  
} ; _`;KmD&5  
template < typename T > }B7Txo,Z  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const |}z5ST%  
  { OeASB}  
  return (T & )r; ~%=%5}  
} W[Q<# Ju  
template < typename T1, typename T2 > T~/>U&k}J  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const GIE QD$vy  
  { & tT6.@kH  
  return (T2 & )r2; `WL3aI":  
} ~$K{E[^<  
} ; &v((tZ  
i *:QbMb  
rbdrs  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 @H#Fzoo.  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: .lb]Xa*n  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: K2x2Y=  
QK6_dIvDz  
return l(i, j) = r(i, j); q1u$Sm  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) GNv{ Ij<  
Cscu   
  return ( int & )i; %8u9:Cl):  
  return ( int & )j; #2U#h-vI  
最后执行i = j; n4dNGp7\`  
可见,参数被正确的选择了。 H}~K51  
*Oy* \cX2[  
0;><@{'  
EoPvF`T  
t27UlFX  
八. 中期总结 qypF}Pw  
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: *s 4Ym  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 I ]o|mjvs  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Q ]TZyk  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor tKUW  
yW'{Z]09  
[Lje?M* r  
L:Rg3eo  
kJuG haO  
PZ6R+n8  
九. 简化 Q`8-|(ngw  
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。 98u@X:3  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 e.MyJ:eL  
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: eC<RM Q4  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 V1M|p!  
  +-*/&|^等 `=hCS0F  
2. 返回引用。 !c)F;  
  =,各种复合赋值等 9F 3,  
3. 返回固定类型。 PQl A(v+S  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) Tf5m YCk  
4. 原样返回。 T:kliM"z  
  operator, ;6hoG(3 +  
5. 返回解引用的类型。 # A4WFZ  
  operator*(单目) HRE?uBkjf  
6. 返回地址。 wX2U   
  operator&(单目) "!P h  
7. 下表访问返回类型。 Ewkx4,`Ff  
  operator[] "AjC2P],  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 h@O\j&#  
  operator<<和operator>> j"~"-E(79  
~{{S<S v  
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。 x#SE%j?  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: jRiMWolLv  
EgPL+qL  
template < typename Left > ~Sb)i f  
struct value_return C1_0 9Vc  
  { [7 PC\  
template < typename T > fWA# n  
  struct result_1 >F7HKwg}Z  
  { YJ ,"@n_  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; (=u!E+N  
} ; bnkZWw'9  
* FEJ5x  
template < typename T1, typename T2 > FXT^r3  
  struct result_2 +p>h` fc  
  { BhAT@%  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 2 ^"j]g>mj  
} ; ,(h -  
} ; -?#iPvk6  
o9| OL  
|(W04Wp"@  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait egA* x*8  
l*hWws[  
下面我们来剥离functor中的operator() 2>X yrG  
首先operator里面的代码全是下面的形式: mgH~GKf^  
T$0)un  
return l(t) op r(t) A405igF  
return l(t1, t2) op r(t1, t2)  #9}1Lo>  
return op l(t) z0\ $# r^I  
return op l(t1, t2) tQNc+>7k+u  
return l(t) op AEj%8jh  
return l(t1, t2) op RrBG=V  
return l(t)[r(t)] 5!'1;GLs  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] "[]oWPOj  
{ly<%Q7j  
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: ]m`:T  
单目: return f(l(t), r(t)); ]pB5cq7o  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); q,7W,<-  
双目: return f(l(t)); `'iO+/;GY  
return f(l(t1, t2)); ;lE=7[UJ3X  
下面就是f的实现,以operator/为例 #E Bd g  
u!~kmIa4  
struct meta_divide rd%uc~/  
  { Z >R@  
template < typename T1, typename T2 > F|+B8&-v  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) _nz_.w0H9  
  { ,<P"\W  
  return t1 / t2; yph@H!@  
} )d3C1Pd>  
} ; sbVEA  
I&i6-xp  
这个工作可以让宏来做: PtQ[({d3R  
_\IA[-C+O  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ M9fQ,<c<6  
template < typename T1, typename T2 > \ 6:}n}q,V  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; +<@1)qZ(E  
以后可以直接用 O\cc=7  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) C[Q4OAFG  
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 /YPG_,lRA  
(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。。。) URj)]wp/  
O251. hXK  
8MDivr/@  
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 *^{j!U37s  
,if~%'9j  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > F ]D^e{y  
class unary_op : public Rettype 73!NoDxb  
  { CTg79 ITYk  
    Left l; l{3zlXk3z  
public : n?6^j8i  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} -0;{  
!Y|xu07  
template < typename T > )R<93`q  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ,@ p4HN*  
      { 7~1Fy{tc  
      return FuncType::execute(l(t)); CaED(0  
    } R86i2',  
nt&% sM-X  
    template < typename T1, typename T2 > `%Kj+^|DS  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 5G2ueRVb  
      { < <0[PJ  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); >\'}&oi  
    } {%('|(57  
} ; $!p2Kf>/Q  
@Kt!uKrI  
tr0kTW$Ad  
同样还可以申明一个binary_op =C(BZ+-^  
]YZ_kc^(V;  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > <x<qO=lq  
class binary_op : public Rettype J<"Z6 '0v  
  { &a\w+  
    Left l; &'/PEOu&}G  
Right r; rcLF:gd] E  
public : +DefV,Ny  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} $u,A/7\s  
B&KIM{j\  
template < typename T > cRag0.[  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const rKOa9M  
      { TL"+Iv2]/$  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); #NMQN*J>D  
    } }YC=q  
w0yzC0yBk  
    template < typename T1, typename T2 > Xe`$SNM  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ^f(El(w  
      { K4|fmgcy.  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ebL0cK?  
    } 75P!`9bE  
} ; -; d{}F  
7?_g m>]a  
k&K'FaM!  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 {<Y!'WL{  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 r4 5}o  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) !p36OEx  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 X H!n{Of  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! d{WOO)j  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 .}!.: |  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 3h o'\Ysu/  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) +Swl$ab  
下面是修改过的unary_op J1M9) ,  
9}K K]m6u}  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > h3\(660>$  
class unary_op p@DVy2,EY  
  { y^X]q[-?  
Left l; 8c%N+E]  
  \G/ZA) t  
public : A2PeI"y  
;u';$0  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} z+0#H39&  
$K\;sn; |:  
template < typename T > $S?xB$  
  struct result_1 |a\,([aU  
  { HmsXV_B8[Y  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; E.*wNah"U  
} ; V^ ;l g[:  
'wBOnGi6  
template < typename T1, typename T2 > =b6G' O[  
  struct result_2 uE,T Ea9;  
  { ^MhMYA  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; B/~ubw  
} ; -@'RYY=  
%vG;'_gM B  
template < typename T1, typename T2 > YD~(l-?"  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const &d!ASa  
  { Hp(41Eb,  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); :q2RgZE  
} 5Ktll~+:#  
- ikq#L){  
template < typename T > jW| ,5,43  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const =(,kjw88w  
  { 4q@[k: '  
  return OpClass::execute(lt(t)); I.2>d_^<  
} 8y?q)y9h  
S@,x^/vT  
} ; -s91/|n  
Ym-mfWo^#  
!;k ^  
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 [[4!b E  
好啦,现在才真正完美了。 3)^ 2X  
现在在picker里面就可以这么添加了: 0J5$ Yw1'F  
8l?@ o  
template < typename Right > PIsXX#`7;  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 4!M0)Nix  
  { `RqV\ 6G+  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 0V2~  
} p+2%LYR u  
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。 z`dnS]q9  
r6:nYyF$)v  
W3MH8z   
V<n#%!M5gV  
JJ_KfnH  
十. bind gp{Z]{io  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 gi? wf  
先来分析一下一段例子 |Y+[_D}  
;O .;i,#Z  
c-?0~A  
int foo( int x, int y) { return x - y;} ZmaW]3$  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 3/su1M[  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 6k1_dRu  
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。 $yFR{_]  
我们来写个简单的。 w-wJhc|  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: (Y?}'?  
对于函数对象类的版本: w/fiNY5FZ  
LA,G>#?H  
template < typename Func > Q#4OgNt  
struct functor_trait eoiC.$~\  
  { /cD]m  
typedef typename Func::result_type result_type; w*4sT+ P  
} ; sR$/z9w  
对于无参数函数的版本: aU] nh. a  
c 8|&Q  
template < typename Ret > AeW_W0j  
struct functor_trait < Ret ( * )() > Xu{S4#1  
  { MG,?,1_ &  
typedef Ret result_type; t$uj(y>  
} ;  OF( tCK  
对于单参数函数的版本: W%#LHluP  
M;0\fUh;  
template < typename Ret, typename V1 > ':T"nORC  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ?=Mg"QU  
  { M[=sQnnSFW  
typedef Ret result_type; G^\.xk]  
} ; fd1z XK#Z2  
对于双参数函数的版本: pA5X<)~   
jpfFJon)w  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > d]l(B+\vf  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > !R$t>X  
  { 3.04Toq!  
typedef Ret result_type; [sG!|@r  
} ; kx[h41|n  
等等。。。 *C^`+*}OE$  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy k/%n7 ;1  
OFw93UJ Y  
template < typename Func > s|Zv>Qt  
struct func_return $Mqw)X&q  
  { >!P !F(  
template < typename T > "Ze<dB#,Y  
  struct result_1 7t/C:2^&  
  { onUF@3V  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ZOHGGO]1M  
} ; `S/;S<';  
a#P{[  
template < typename T1, typename T2 > ey[+"6Awne  
  struct result_2 d ?OsVT; U  
  { -<n]Sv;V  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; '.tg\]|  
} ; H?'t>JX  
} ; VQ`a-DL  
nnnq6Z}  
d-$/C| J  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ->U9u lTC  
:]IY w!_-p  
template < typename Func, typename aPicker > _i1x\Z~ N  
class binder_1 E#+|.0*!s  
  { +C9 l7 q  
Func fn; G(7WUMjl  
aPicker pk; 9GVv[/NAb  
public : :+}Eo9  
%>k$'UWzK  
template < typename T > t9m08K:Y  
  struct result_1 lhx]r}@'MC  
  { A{QA0X!p  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; Q|:qs\6q5  
} ; ]kyGm2Ty9  
+,ojlTVlt  
template < typename T1, typename T2 > vBjrI*0  
  struct result_2 wO ?A/s  
  { ,qO2D_  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; %$SO9PY  
} ; [NIaWI,>  
i;}mIsNBY  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} +`~6Weay  
y8=H+Y  
template < typename T > Q"sszz  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 4BAG GD2  
  { RL3G7;X  
  return fn(pk(t)); la[>C:8IG  
} dn@_\5  
template < typename T1, typename T2 > "~/O>.p  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const IH~[/qNk  
  { 'nh^'i&0.  
  return fn(pk(t1, t2)); :Z5Twb3h  
} xc6A&b>jI  
} ; Q !G^CG  
6'1m3<G_  
XhG3Of-6  
一目了然不是么? B1Cu?k);.  
最后实现bind l|&DI]gw  
*.F4?i2D  
use` y^c  
template < typename Func, typename aPicker > ptEChoZ6  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) h1.<\GO  
  { Y|96K2BR  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); j?y_ H[Z  
} HH94?&  
80;^]l   
2个以上参数的bind可以同理实现。 As-xO~+  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 C;NG#4;'  
-7:_Dy  
十一. phoenix (S1Co&SX  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 1=Nh<FuQ  
ct![eWsuB  
for_each(v.begin(), v.end(), ~zT743  
( R\d)kcy4  
do_ sW]fPa(cn,  
[ aJ^RY5  
  cout << _1 <<   " , " =S:Snk%  
] R;EdYbiF b  
.while_( -- _1), Y('?Z]  
cout << var( " \n " ) ,@4~:OY  
) \RDS~u\d  
); k]9v${Ke  
'WQ?%da  
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: 8rY[Q(]  
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 {<1 ]cP  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 y$C\b\hM  
那么我们就照着这个思路来实现吧: $|%BaEyk  
r>ca17  
-oR P ZtW  
template < typename Cond, typename Actor > R /0zB  
class do_while k~=_]sLn  
  { *'jI>^o  
Cond cd; 5VR=D\j  
Actor act; qz6@'1  
public : G  Ps//  
template < typename T > ;2jH;$HZ  
  struct result_1 /Mmts=^Ja  
  { Y~[k_!  
  typedef int result_type; {YigB  
} ; K@>($BX]  
HS >B\Ip"  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} N>Q~WXvV#  
^(on"3sG  
template < typename T > !b4v}70,  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ~duF2m 72  
  { !rZ r:@  
  do y0_z_S#gO  
    { r!e:sJAB.  
  act(t); WCUaXvw  
  } xfK@tLEZ-1  
  while (cd(t)); mfCp@1;26  
  return   0 ; G3_HX<|f*  
} qbD>)}:1  
} ; ykat0iqo  
oo2CF!Xy  
<<l1 zEf@  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). YgL{*XYAt  
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。 ALXie86a8  
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。 [Lal_}m?  
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。 ~ NZC0&  
下面就是产生这个functor的类: s_}q  
>7,?X_:A-1  
wlsq[x P  
template < typename Actor > 0 n}2D7  
class do_while_actor ,y}@I"  
  { ^ZPynduR  
Actor act; #bCQEhCy  
public : d`9ofw~3=  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} z,xGjS P  
:Fh#"<A&&  
template < typename Cond > l#bE_PD;  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; BHNEP |=  
} ; MmQ"z_v  
k$3Iv"gbx  
Cm%|hk>fQ  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ,4--3 MU  
最后,是那个do_ GW,RE\Q:  
/ ?Hq  
{L/hhKT  
class do_while_invoker F_-}GN%  
  { Xb2.t^ ]f  
public : ;:obg/;uJ  
template < typename Actor > Tnoy#w}Ve  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const 7&&3@96<*#  
  { tE WolO[\  
  return do_while_actor < Actor > (act); 7A"v:e  
} z9Nial`p  
} do_; 4@r76v}{  
G3dA`3  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 4t,f$zk  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 _qa9wK/  
最后来说说怎么处理break和continue Z;~7L*|  
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"9Sfm  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八