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
  • 7044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 hd=j56P5P  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 IgiqFV {  
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, AuM:2N2  
- coy@S=.'  
K#U{<pUP  
?',}? {"c  
  class filler p d%LL?O  
  { D;yd{]<  
public : R]fYe#!"  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} Dpp@*xX>  
} ; @>9A$w$H|a  
v*gLNB,ZH  
H.;yLL=  
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: c( 8W8R  
k%a?SU<f  
x_pMG!2  
^"/Dih\_  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); I]UA0[8X  
bAdAp W  
YmA) @1@U  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 5lG|A6+w{  
J4&XPr9  
{)jk_&c7  
qIUC2,&g  
二. 战前分析 zVn*!c  
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。 GHqBnE{B  
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 vzQyE0T/  
@Yb Z 8Uc  
Hm<M@M$aG  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); -<12~HKK::  
  /* --------------------------------------------- */ gtl;P_  
vector < int *> vp( 10 ); aSxG|OkKy  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Ny[s+2?  
/* --------------------------------------------- */ "Vq@bNtu+  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); y>&VtN{E  
/* --------------------------------------------- */ )<tzm'Rc  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 8:BQHYeJK  
  /* --------------------------------------------- */ oO}>i0ax*  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); X$ejy/+.  
/* --------------------------------------------- */ s:G [Em1  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); gx&\Kw6HM  
N_*u5mfQX  
TosPk(o(  
tgS+" ugl  
看了之后,我们可以思考一些问题: _;%.1H{N  
1._1, _2是什么? R\i]O  
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。 ENpaaW@!Y  
2._1 = 1是在做什么? 4E,hcu  
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。 re2Fv: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。 c@)pKi#W  
L)j]~^P$-  
8p3ZF@c~ t  
三. 动工 Rqt[D @;m  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ejDCmD  
wZ}n3R,   
u_hE7#i  
yDDghW'\WU  
template < typename T > dW:w<{a!R  
class assignment T;xHIg4  
  { f45;fT>   
T value; &8o  :  
public : |q9,,i}!  
assignment( const T & v) : value(v) {} b"*mi  
template < typename T2 > I>(;bNgN E  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } P<TpG0~(  
} ; V%VrAi.  
8-W"4)@b  
B=r]_&u-u  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 vEX|Q\b6'  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment wGZ>iLe:  
m.;{ 8AM%f  
-O>^eMWywo  
-%7Jj;yA  
  class holder jcT{ugpq  
  { 0m)-7@  
public : "{,\]l&o  
template < typename T > A?^A*e  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const :%+^}   
  { K*J4&5?/  
  return assignment < T > (t); `bBfNI?3d*  
} mRg ,A\  
} ; \pT^Zhp)  
$ l0eI  
58a)&s[+  
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: Vq?8u/  
H'j_<R N  
  static holder _1; 401/33yBJ  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 60.[t9pk6  
d;*OO xQV  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); jb#1&L 14  
而不用手动写一个函数对象。 5#N"WHz!  
v^FV t  
QE`:jxyad  
~ 4p]E'b  
四. 问题分析 V NJDl  
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。 P':]A{<Z  
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。 ^59YfC<f  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 [esX{6,i  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 uyS^W'fF  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 {7j6$.7J$&  
3N)Ycf8  
五. 问题1:一致性 /*mFP.en  
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?| @ U7#, G  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 BXKlO(7  
8iII) +  
struct holder 5yO#N2jY\  
  { 3> n2  
  // pGZl.OI  
  template < typename T > 2Mv)0%,c  
T &   operator ()( const T & r) const cP$wI;P  
  { GA%"w=M\  
  return (T & )r; Azdz3/  
} P|!/mu]  
} ; OXa5Jg}=  
4jq`No_  
这样的话assignment也必须相应改动: \]~kyy  
ePPp)=  
template < typename Left, typename Right > 2\$WP-)%  
class assignment l>[QrRXiSN  
  { ouu-wQ|(mM  
Left l; :_I wc=  
Right r; a{%52B"  
public : &)fhlp5  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} d=c1WK  
template < typename T2 > P_^ |KEz  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } /S2p``E+  
} ; ~Q{[fy=  
!)l%EJngL  
同时,holder的operator=也需要改动: z_[ 3IAZ  
hhh: rmEZl  
template < typename T > af`f*{Co3  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const G*{u(x(  
  { f"Vm'0r  
  return assignment < holder, T > ( * this , t);  5K_N  
} sEgeS9a{  
Fh3Dc 83~  
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。 C7c|\T  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 o to wvm  
z wniS6R1  
return l(rhs) = r; k8t Na@H  
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。 0W<nE[U  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: hD9' `SQ  
X&;]  
template < typename Tp > $ uIwRG <  
class constant_t ,& pF:ql F  
  { Pvb+   
  const Tp t; 2)j#O  
public : ^r?sgJ  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ]Pg?(lr6)  
template < typename T > ,~=z_G`R  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 9< 0$mE^:  
  { l#5k8+s  
  return t; \I o?ul}za  
} Sv^'CpQ  
} ; }IalgQ(i  
\Im \*A   
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 fv 1!^CDia  
下面就可以修改holder的operator=了 5k7(!  
Zia|`}peW  
template < typename T > U}C#:Xi>$  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const zdpLAr  
  { 0o^#Fmuz  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); WriJco<v  
} N6m*xxI{  
( _F  
同时也要修改assignment的operator() lDX&v$  
{0Ol/N;|D  
template < typename T2 > ~%!U,)-  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } GXv o't@N  
现在代码看起来就很一致了。 Wp~4[f`,  
#I{Yf(2Z  
六. 问题2:链式操作 tRrY)eElS  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 w _6Y+  
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。 1{fwr1b  
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。 6w`}+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。 (Q p] 0  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ; 0_J7  
~ dI&> CL  
template < typename T > A1s=;qr  
struct result_1 ; hRpAN  
  { d_?Zr`:  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 576-X _a,  
} ; AB|VO4-?  
p(b1I+!  
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: =g>7|?6>=  
@W5hrei  
template < typename T > a^)4q\E  
struct   ref :tS>D5dz(  
  { zZjLt1  
typedef T & reference; u g$\&rM>  
} ; Z=5}17kA  
template < typename T > YPJx/@Z`  
struct   ref < T &> uP'w.nA&2  
  { -~GJ; Uw  
typedef T & reference; %K f . F  
} ; FSZoT!  
@ke})0 `5  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ^1& LHrT  
sN` o_q{Q  
template < typename T > `/j|Rb|eow  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const `0WA!(W  
  { H2R^t{ w  
  return l(t) = r(t); ]GPz>k  
} DP'Dg /D  
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 D!.N   
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 |>fS"u  
1?#p !;&  
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 z?> y  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: M,! no  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 vz_g2.7l\  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 W%<]_u[-}  
最后的布局是: 0-; P&m!!  
                Add 48NXj\L[y  
              /   \ E#F9<=mA)  
            Divide   5 oHFDg?Z`  
            /   \ Z.OrHg1  
          _1     3 .p*D[o2 9  
似乎一切都解决了?不。 I)/7M}t`  
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。 $m0x8<7nu  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 6XCX#4'i%  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: 7D_kkhN  
m~IWazj;A  
template < typename Right > !U~#H_  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const j I@$h_n  
Right & rt) const ?RAR  
  { + d)~;I$  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ]f @LhC1x  
} fB"gM2'  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 nKJ7K8)  
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。 kITmo"$K  
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。 ITY!=>S-  
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。 Hh=::Bi  
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。 ~W2&z]xD  
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? ?D 9#dGK  
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: ph (k2cb  
b2kbuk]  
template < class Action > ^* v{t?u  
class picker : public Action "X}F%:HL  
  { $P9$ ,w4  
public : `V2j[Fz  
picker( const Action & act) : Action(act) {} gbv[*R{<%  
  // all the operator overloaded 5va&N<U  
} ; !w\;Q8irN  
72.IhBNtT  
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。 Im1qWe  
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: n\al}KG  
.-6s`C2 Y}  
template < typename Right > $ttr_4=  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const (G!J==  
  { q x }fn/:  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 0c6AQP"=V  
} -t#a*?"$w  
o5@P>\ u>  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > Jm,X~Si  
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。 rX d2[pp  
Y]0y -H  
template < typename T >   struct picker_maker ghR]$SG  
  { fB}5,22  
typedef picker < constant_t < T >   > result; 'ZgW~G]S  
} ; 6U3@-+lF  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > {!bJ.O l  
  { z`7C)p:  
typedef picker < T > result; *fX)=?h56  
} ; K1nwv"  
R@aT=\u+  
下面总的结构就有了: 9+|,aG s  
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。 IoX 9yGq  
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。 \uIC<#o"N  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 5i&V ~G  
至此链式操作完美实现。 rmoEc]kt]  
^Exq=oV  
e(N <Mf  
七. 问题3 u`nn{C4D"  
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。 k~F/Ho+R&  
Vs(Zs[  
template < typename T1, typename T2 > .HJHJ.Js8X  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const B\w`)c  
  { /Loe y   
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); NistW+{<  
} OyZ>R~c'B  
dAt[i \S  
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: _( Cp   
oIgj)AY<  
template < typename T1, typename T2 > j"=jK^  
struct result_2 m,q<R1  
  { bv];Gk*Z-  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; |?W   
} ; E #]%e^  
e@VRdhb  
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? ^/,yZ:  
这个差事就留给了holder自己。 mmK_xu~f28  
    U<gw<[>f  
]gk1h=Y~h  
template < int Order > Y>~zt -  
class holder; cK@K\AE  
template <> 7!)%%K.z6  
class holder < 1 > :M`BVZ1t  
  { "VCr^'  
public : :UciFIa  
template < typename T > 7QFEQ}  
  struct result_1 ,FO|'l  
  { "G(/MT^C  
  typedef T & result; =LzW#s=O  
} ; 06;{2&ju<  
template < typename T1, typename T2 > 31Du@h8YX  
  struct result_2 ajr8tp'  
  { I{bi3y0  
  typedef T1 & result; \Y p oJ!-  
} ; ~5529  
template < typename T > Ey%NqOs0#  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const @]4s&;  
  { J n/=v\K@  
  return (T & )r; nVD YAg'  
} WRM}gWv*  
template < typename T1, typename T2 > [X]o`  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const gQwmYe  
  { X2Mj|_#u  
  return (T1 & )r1; LOzKpvGl  
} ?sE21m?b-  
} ; (#lS?+w)  
+(0eOO'\M  
template <> &rKhB-18)  
class holder < 2 > _>I5Ud8(-  
  { [8#l~ |U  
public : Qg=~n:j  
template < typename T > h08T Q=n  
  struct result_1 IuD<lMeJ J  
  { 3.Kdz}  
  typedef T & result; hI 0l2OE  
} ; iL<O|'be  
template < typename T1, typename T2 > ]ghPbS@  
  struct result_2 o~p^`5#  
  { (ShJ!  
  typedef T2 & result; 4LLCb7/5lP  
} ; pDQ,v"  
template < typename T > ^<-SW]x  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const V-0Y~T  
  { 2t<CAKBB  
  return (T & )r; )1le-SC  
} j*}xe'#  
template < typename T1, typename T2 > Pip if.  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const r9[J3t*({~  
  { g;T`~  
  return (T2 & )r2; pz+#1=b]  
} ?*=Jq  
} ; W#7c`nm  
M*%Z5,Tc  
*d 4D9(  
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> >。 mDUS9>  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: PoZBiw@  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: fsoS!6h0k  
SbY i|V,H  
return l(i, j) = r(i, j); ;7}*Xr|  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) Q>$v~v?9  
b._pG(o1  
  return ( int & )i; 1|--Xnv  
  return ( int & )j; sKtH4d5)  
最后执行i = j; >b0}X)Z+U  
可见,参数被正确的选择了。 RWYA`  
="4)!  
KMa?2cJH#  
gC_U7aw  
LJ?7W,?  
八. 中期总结 I6+5mv\  
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: "\ md  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 #"l=Lv  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 KVBz=  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor :s\s3#?  
$l=m?r=  
CAfG3;  
-VL3em|0  
Jh1fM`kB5K  
#\qES7We 6  
九. 简化 MeC@+@C  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 ~7|z2L  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ^<c?Ire  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: H`sV\'`!}  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 TD'1L:mv  
  +-*/&|^等 oT OMqR{"  
2. 返回引用。 .3#Tw'% G  
  =,各种复合赋值等 iM-@?!WF  
3. 返回固定类型。 NR" Xn7G  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) hz!.|U@,{<  
4. 原样返回。 {dDU^7O  
  operator, Q =Z-vTD+  
5. 返回解引用的类型。 1QThAFN  
  operator*(单目) = >9`qcNW_  
6. 返回地址。 :v#3;('7  
  operator&(单目) @C#lA2(I4  
7. 下表访问返回类型。 gwyz)CUkL  
  operator[] {.v+ iSM  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 t5S S]  
  operator<<和operator>> 9"[#\TW9Vb  
hq|/XBd||  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 I?gbu@o  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 09r.0Ks  
M%m$ 5[;n  
template < typename Left > &12.|  
struct value_return 92EvCtf  
  { R"jX9~3Ln  
template < typename T > kjH0u$n  
  struct result_1 rR xqV?>n!  
  { D?$f[+  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; wml`3$"cf  
} ; QM=X<?m/,=  
72aj4k]^  
template < typename T1, typename T2 > 7+fFKZFKF  
  struct result_2 uTQ/_$  
  { 8D-g%Aj-  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; Zi^&x6y^  
} ; gqE{  
} ; @l 1 piz8  
K:mb$YJ&  
JHcC}+H[  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait b1-JnEc  
w1[F]|  
下面我们来剥离functor中的operator() a!;?!f-i  
首先operator里面的代码全是下面的形式: ?g 1%-F+  
F[LBQI`zq  
return l(t) op r(t) RX '( l  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) HA| YLj?|g  
return op l(t) y 2bZo'Z  
return op l(t1, t2) mDtD7FzJ  
return l(t) op S>nM&758  
return l(t1, t2) op -Y D6  
return l(t)[r(t)] {$b]K-B  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 13Q|p,^R  
^$VOC>>9  
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: WL<Cj_N_{H  
单目: return f(l(t), r(t)); o@ }Jd0D4  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); .hU ndg  
双目: return f(l(t)); 2s~ X  
return f(l(t1, t2)); ? r^+-  
下面就是f的实现,以operator/为例 0e&Vvl4DK  
|dXmg13( -  
struct meta_divide S~hNSw (-  
  { |+%K89W  
template < typename T1, typename T2 > 0]&~ddL  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) $w{#o E  
  { fDf:Jec`[  
  return t1 / t2; ]*?qaIdqu  
} |:C=j/f   
} ; !ce:S!P  
1qtu,yIf  
这个工作可以让宏来做: in$Pk$ c  
X2~>Z^, U  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ]oj 2  
template < typename T1, typename T2 > \ :Fm)<VN"  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; L9(fa+$+#  
以后可以直接用 Ga"t4[=I  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) sJ,:[  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 \f .ceh;!  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) K[O'@v  
s#>Bwn&b)  
j*xxOwf  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 {x  s{  
>O?5mfMK  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > .>_p7=a  
class unary_op : public Rettype ?Jio9Zr  
  { YvRMUT  
    Left l; Gz@'W%6yaV  
public : t0(1qFi  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 5 ^+> *z  
;CD@RP{$n  
template < typename T > qdWsP9}q  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const (bY#!16C:  
      { Y;G+jC8   
      return FuncType::execute(l(t)); N^H~VG&D(  
    } ewN!7  
zQ&`|kS  
    template < typename T1, typename T2 > B/7c`V  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const P >HEV a  
      { va[@XGaC3  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); Hn+w1v&3  
    } rfku]A$  
} ; ?*){%eE  
dX?8@uzu  
Q)#+S(TG  
同样还可以申明一个binary_op lku}I4  
Q E1DTU  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > # **vIwX-Q  
class binary_op : public Rettype 2Ck'A0d  
  { bd_&=VLTC  
    Left l; 0j@gC0xu)|  
Right r; v@(Y:\>  
public : |]y]K%  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} v!JQ;OX  
BxVo>r  
template < typename T > 0rP`BK|  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ]lV\D8#  
      { PRa #; Wb  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); B@U;[cO&  
    } >,wm-4&E  
nO.RB#I$F  
    template < typename T1, typename T2 > ckG`^<  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 9)}Nx>K  
      { vau0Jn%=ck  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); z)*7LI  
    } >VIb|YA  
} ; XR3=Y0YDf  
kwF4I )6  
/Sy:/BQ  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 WrP 4*6;"  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 KG=h!]Meq  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) (r78AZ  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 OiAP%7i9  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! *c9/ I  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 ruiAEC<Ej  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 qD0sD2 x  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) C{^U^>bU  
下面是修改过的unary_op HuzHXn)  
`tZm  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > csABfxib  
class unary_op \-i5b  
  { vy&q7EX<i  
Left l; x=]PE}<E  
  2?J[D7  
public : T-S6`^_L  
2GkJ7cL  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} C^2J<  
w%Vw*i6o  
template < typename T > A"ApWJ3  
  struct result_1 &b~if}vcb  
  { x"7`,W  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; a8$gXX-2  
} ; R{N9'2l:  
_ljdo`j#N  
template < typename T1, typename T2 > nZ7FG  
  struct result_2 8y:c3jzP_  
  { ;]/>n:[ E  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; "kH Ft|%@  
} ; zPWJ=T@N  
% VZ QX_  
template < typename T1, typename T2 > A 9\]y%!  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const &"G4yM  
  { gN./u   
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); J)yNp,V  
} ?7n(6kmj4Q  
uj 6dP  
template < typename T > G3r9@ 2OC  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 01~&H8 =  
  { &T"X kgU5  
  return OpClass::execute(lt(t)); hqr V {c  
} t.f#_C\  
B}Lz#'5_  
} ; p:g`K# [F  
$;@L PE  
+T\c<lJ9  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug B{`4"uEb$G  
好啦,现在才真正完美了。 dG {D2~#  
现在在picker里面就可以这么添加了: 9#C hn~ \  
e(t,~(  
template < typename Right > ~ 8hAmM  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ZMFV iE;8  
  { D H}gvV  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); D`|.%  
} f/!^QL{  
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。 &}N=a  
? dD<KCbP,  
5yC$G{yV  
HZ>8@AVa\  
WrzyBG_  
十. bind i]sz*\P~  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 =[X..<bW9:  
先来分析一下一段例子 gtizgUS7  
MGoYL \  
YbX3_N&  
int foo( int x, int y) { return x - y;} ]6#7TT  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 +vR$%  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 aDXdr\ C6  
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。 R[ 'k&jyi  
我们来写个简单的。 x^s2bb  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: zQ[g*  
对于函数对象类的版本: )qi/>GR,  
*&i SW~s  
template < typename Func > Y6J7N^  
struct functor_trait N|G=n9p  
  { Zjo8/  
typedef typename Func::result_type result_type; u2p5* gzZ  
} ; ~[E@P1  
对于无参数函数的版本: G|WO  
v\LcZt`}  
template < typename Ret > m@qM|%(0x  
struct functor_trait < Ret ( * )() > Qf?5"=:#  
  { )T4%}$(  
typedef Ret result_type; iGCA>5UE  
} ; A(!nT=0o  
对于单参数函数的版本: /~k)#44  
v&.`^ O3W  
template < typename Ret, typename V1 > >O7ITy  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > AYB =iLa  
  { J?Y1G<&  
typedef Ret result_type; t")+ L{  
} ; %&D,|Yl6  
对于双参数函数的版本: Cpyv@+;D  
Y+ZQN>  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 >  p^=>N9  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > n9qO;X4&  
  { cy R K&J  
typedef Ret result_type; 32DSZ0  
} ; Sk*-B@!S  
等等。。。 . *9+%FN  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy vXdz?  
I(i/|S&^  
template < typename Func > i{['18Q$F3  
struct func_return j_r?4k  
  { _;8aiZt|u  
template < typename T > ah82S)a`}  
  struct result_1 =N _7DT  
  { P|rsq|',  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; $]&0`F  
} ; }Pu|%\  
1pT v6  
template < typename T1, typename T2 > Cfizh@<  
  struct result_2 (WW*yv.J  
  { t#kPEiD  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; i\4Qv"%  
} ; ||{V*"+\  
} ; Xp(e/QB  
;(]O*{F7k  
RoL5uha,l  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 M"q]jeaM  
=44hI86  
template < typename Func, typename aPicker > HwE1cOT  
class binder_1 r*-e~  
  { mp^;8??;  
Func fn; @uIY+_E40g  
aPicker pk; lq4vX^S  
public : ZcTxE]Y  
#g ;][  
template < typename T > NPN*k].  
  struct result_1 o6H\JCne  
  { c5>'1L  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; #g.J,L  
} ; P)7_RE*gY  
/F>\-    
template < typename T1, typename T2 > x~7_`=}rO  
  struct result_2 >DHpD?Pm!  
  { 1P"akc  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; `(SWE+m1g  
} ; LGxQ>f[V  
.JR"|;M}  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 2TR l @  
&4aY5y`8+f  
template < typename T > uYh6q1@"~  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const k\:f2%!!  
  { 1|4'3^3  
  return fn(pk(t)); |2yTt*!-r  
} <Pg]V:=g'  
template < typename T1, typename T2 > \ 2Jr( ?U  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const  (h"Yw  
  { v-* CE[  
  return fn(pk(t1, t2)); 4JF8S#8B  
} Ri,8rf0u  
} ; owYSR?aG  
Y0kDHG  
oB3,"zY  
一目了然不是么? &hK5WP6whW  
最后实现bind 5kwDmJy  
5W0'r'{  
mY+.(N7m  
template < typename Func, typename aPicker > 'O#,;n  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk)  eRlJ  
  { n&?]GyQ  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); Z19d Ted33  
} UOWOOdWS B  
*{5L*\AZ  
2个以上参数的bind可以同理实现。 X%+FM]  
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。 4:!KtpR[O  
(7P{k<5  
十一. phoenix 0:W*_w0Ge  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: kNX(@f  
:#M(,S"Qq  
for_each(v.begin(), v.end(), UX-l`ygl  
( 8]DN]\\o  
do_ V24i8Qx  
[ !ul)e;a  
  cout << _1 <<   " , " Sb&sW?M  
] xg'FC/1LD  
.while_( -- _1), T=8> 0D^v5  
cout << var( " \n " ) ulnG|3A9  
) +C~,q{u  
); |?c v5l7E  
|TOz{  
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: $qN+BKd]3  
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 cJ 5":^O  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 G0sg\]  
那么我们就照着这个思路来实现吧: F,CQAgx  
h[()!\vBy  
F,^<  
template < typename Cond, typename Actor > =rj5 q  
class do_while "RuH"~o  
  { tS2P|fl  
Cond cd; ]xf lfZ  
Actor act; 7y",%WYSD  
public : Qtmsk:qm  
template < typename T > U!@3['  
  struct result_1 ]Y|Y?  
  { &`7tX.iMlh  
  typedef int result_type; (h0i2>K  
} ; 8aw'Q?  
<De29'},y  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} xACAtJ'gc  
~+VIELU<%  
template < typename T > cad%:%p  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const NpRT\cx3  
  { /easmf]  
  do >6XGF(G   
    { ?YY'-\h?  
  act(t); *iB_$7n`  
  } V@jR8zv|_  
  while (cd(t)); )W&H{2No  
  return   0 ; `0+zF-  
} ?i*kwEj=  
} ; %g3@m5&  
3@e#E4+ff  
!+T9NqDv[  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). wi]|"\  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 |H&2[B"l  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 48]1"h%*qB  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 #!\g5 ')mC  
下面就是产生这个functor的类: wK@k}d  
Mn(:qQo^&`  
brN:Ypf-e  
template < typename Actor > 4LYeacL B  
class do_while_actor `gq@LP"o  
  { 3_(fisvx  
Actor act; n!mtMPH$  
public : >Pv#)qtm  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} <`EZ^S L;  
%&bO+$H3  
template < typename Cond > ^8dJJ*  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; D@tuu]%p  
} ; 3O<:eS~  
`[V]xP%V  
 +Io^U  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 6\(wU?m'/  
最后,是那个do_ %s~MfK.k  
[3++Q-rR=  
ZK))91;v  
class do_while_invoker wmFI?   
  { #5)E4"m  
public : ^B2>lx\n  
template < typename Actor > E1:{5F5/  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const b,YTw  
  { sW 7R&t!G  
  return do_while_actor < Actor > (act); G S-@drZp_  
} vX})6O  
} do_; D0,U2d  
hVRpk0IJDK  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? #KZ6S9>@  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 Ji  SJi?  
最后来说说怎么处理break和continue hKb-l`KO  
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。 :(,uaX> {  
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