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
  • 3674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 b1^n KB  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 MN;/*t  
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, K=u0nrG*  
m)?5}ZwAH  
1ywU@].6J]  
0WxCSL$#I  
  class filler r@)A k  
  { QBE@(2G}C  
public : = Rc"^oS  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} `kBnSio~  
} ; Ln#a<Rx.E7  
,i`h x, Rg  
_94s(~g:  
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: IvBGpT"(I  
*8g<R  
]Nk!4"  
s'a=_cN  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); ;\)=f6N  
3-wD^4)O,  
%EbiMo ]3B  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 d}0qJoH4  
&y_? rH  
W5DbFSgB  
sroGER .  
二. 战前分析 ]= x 1`j  
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。 q7]>i!A  
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 Bmr<O !  
?KN:r E  
0~E 6QhV:  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); DR+,Y2!_GT  
  /* --------------------------------------------- */ ]YD(`42x  
vector < int *> vp( 10 ); Y\t_&px  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); [ F([  
/* --------------------------------------------- */ j64 4V|z  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); $@[)nvV\  
/* --------------------------------------------- */ 5h_5Z~  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 6n w&$I  
  /* --------------------------------------------- */ pVokgUrC  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); Wpm9`K  
/* --------------------------------------------- */ b 6W#SpCF  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); 4Z%Y"PL(K  
X.J  
2)LX^?7R  
/(6zsq'v|  
看了之后,我们可以思考一些问题: f~gSJ< t4  
1._1, _2是什么? Z$2L~j"=!  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 w6,*9(;$Pk  
2._1 = 1是在做什么? 6&!l'[hU  
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。 (.^8^uc 7X  
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。 -Ds|qzrN%  
LF=c^9t  
1Kc^m\  
三. 动工 7!d$M{0"  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: :I/  
W%8+t)  
kV^?p  
L{PH0Jf  
template < typename T > hLA;Bl  
class assignment a&5g!;.  
  { APHPN:v  
T value; V<0$xV1b|=  
public : d(l|hmj4j9  
assignment( const T & v) : value(v) {} ofwQ:0@  
template < typename T2 > "a( 1s} ,  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } S%+R#A1  
} ; d^aNR Lv  
%Dyh:h   
Mvof%I  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 NWISS  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 6&],WGz  
9s $PrF  
KM5 JZZP  
ec'tFL#u{  
  class holder <d! 6[,W;  
  { DT? m/*  
public : h DtK nF  
template < typename T > \!PV*%P  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const Jr?!Mh-  
  { t,Q'S`eTU  
  return assignment < T > (t); V4?Oc2mS  
} hZF(/4Z2  
} ; ,kE=TR.|  
|Y{PO&-?r  
B!`\L!  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: +!$dO'0nt,  
@zs1>\J7  
  static holder _1; %c0z)R~  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 2?1}ZXr  
Ki 3_N*z  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); (w2(qT&O  
而不用手动写一个函数对象。 2fBYT4*P;  
s"rg_FoL  
?z"YC&Tp  
K{FhT9R'  
四. 问题分析 Z!)f*  
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。 Qdm(q:w  
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。 G1r V<,#m  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 x vJ^@w'  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 "i''Ui\H  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 2lJZw@  
y*|L:!   
五. 问题1:一致性 x~(y "^ph  
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?| &G=0  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 0%;M VMH  
W^|J/Y48  
struct holder 9TW8o}k`  
  { $P_x v  
  // ~bFdJj 1*  
  template < typename T > aZxO/b^j  
T &   operator ()( const T & r) const O 'Am RJ  
  { w[{*9  
  return (T & )r; KT%{G8Y@M  
} KE#$+,?  
} ; QB9A-U <J  
S ]b xQa+  
这样的话assignment也必须相应改动: N.n1<  
H\f/n`@,G  
template < typename Left, typename Right > m|`VJ 0  
class assignment  I9Om#m  
  { P09,P  
Left l; hqWbp*  
Right r; /[L)tj7B  
public : lG < yJ~{  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ` Rsl] GB  
template < typename T2 > hJ4S3b  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } r?]%d!   
} ; #O><A&FrF`  
] EV`dIk  
同时,holder的operator=也需要改动: ~RCg.&[ou  
( w5f(4  
template < typename T > t@r#b67WJe  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ;6zPiaDQ  
  { +|M{I= 8  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 8LeK wb  
} y* rY~U#3  
h/{8bC@bi  
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。 Bf+^O)Ns^  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 YjL t&D:IZ  
,.q8Xf  
return l(rhs) = r; [Q=4P*G}X  
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。 M.t@@wq  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: z2ds8-z  
pbFYiu+  
template < typename Tp > 2\ ,e  
class constant_t CY5w$E  
  { wU.'_SBfB  
  const Tp t; *n;>p_#  
public : ` )]lUvR  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} +L n M\n  
template < typename T > m.Twgin  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const %L28$c3p  
  { 4^`PiRGt  
  return t; E"ZEo9y@^  
} `fLfT'  
} ; S>(z\`1qm  
YI/{TL8*KK  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 22PGWSQ  
下面就可以修改holder的operator=了 wJ/ ~q)  
G IK u  
template < typename T > h^`{ .TlN  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const s5nB(L*Pjp  
  { +fPNen4E  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); NuI T{3S  
}  w}"!l G  
i>WOYI9  
同时也要修改assignment的operator() 0}6QO  
1x8(I&i  
template < typename T2 > U>bP}[&S  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } g&q^.7c}  
现在代码看起来就很一致了。 8b{U tT  
yg`E22  
六. 问题2:链式操作 /%-o.hT  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 X1O65DMr`g  
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。 f>p; siR)  
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。 Q})t<l+L  
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。 3g^IXm:K$  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct PVZEB  
9x4wk*z  
template < typename T > +BU0 6lLD  
struct result_1 B*32D8t`u  
  { Ia=&.,xub  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; RFhU#  
} ; gYRqqV  
|G>q:]+AV  
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: 5s#R`o %Z  
<\+Po<)3j  
template < typename T > fmtuFr^a1  
struct   ref yY'gx|\  
  { 3Gj(z:)b  
typedef T & reference; /7.wQeL9  
} ; tP&{ J^G  
template < typename T > 7 FEzak'  
struct   ref < T &> )iT.A  
  { eB)UXOu1  
typedef T & reference; o`oRG)QC  
} ; 3D{82*&  
}<E sS  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: [5x+aW%ql  
/\6}S G;  
template < typename T > Hf;RIl2F  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 5T7_[{  
  { WW)_Wh  
  return l(t) = r(t); 5dbX%e_OP  
} qxRT1B]{Wx  
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。 D7 %^Ly  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 yjeqv-7  
I|GV :D  
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 ,oC= {^l{  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 5hlJbWJa  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 kt;}]O2%R  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ?aP1  
最后的布局是: Iz 1*4@  
                Add ?psOj%  
              /   \ Uyz;U34 oI  
            Divide   5 R~U2/6V  
            /   \ ]|H]9mys98  
          _1     3 y.L|rRe@P  
似乎一切都解决了?不。 Wh#os,U$  
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。 ,| $|kO/  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 40`9t Xn  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: P c/.*kOT  
cP/F| uG5  
template < typename Right > MBnK&GS  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const B7NmET4  
Right & rt) const Lr!L}y9T+  
  { ,{#RrF e  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ,ivWVsN*]  
} t't^E,E .@  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 fx8y`8}_  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 ZE5-i@1  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 CD XB&%Sr  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 -`<6=[QUO  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 8Cf^$  
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? okd  ``vG  
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: < P?3GT/  
EKeBTb  
template < class Action > )Mm;9UA  
class picker : public Action sa\|"IkD2  
  { Sn{aHH  
public : n_e}>1_  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ,U} 5  
  // all the operator overloaded ' lQ  
} ; <z~2d  
HYa$EE2  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 Z&?+&q r^  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: "<g?x`iz  
,"v)vTt  
template < typename Right > #dxJ#  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const !W+p<F1i  
  { 6KBzlj0T+  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Q6s5#7h'"  
} Kt/+PS  
%zIl_/s  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > S'v V"  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 y \mutm  
8AC. 2 v?_  
template < typename T >   struct picker_maker %_%f# S  
  { KoxGxHz^Y3  
typedef picker < constant_t < T >   > result; e0G}$ as  
} ; lEVQA*u[  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 'p|Iwtjn>  
  { oF 1W}DtA  
typedef picker < T > result; khKv5K#)  
} ; O>tC]sm%  
gKm@B{rC  
下面总的结构就有了: 0C"PC:h5  
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。 7Y_fF1-wY  
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。 m=("N  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 YokZar2a0  
至此链式操作完美实现。 H L}sqcp  
qCxD{-9x{  
% RBI\tj  
七. 问题3 2f}K #i8   
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。 )Yy#`t  
,_5YaX:<4  
template < typename T1, typename T2 > Jm*M7g j  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const {m*V/tX  
  { rhzv^t  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); _taHf %\4  
} `K@df<}%*,  
d-#u/{jG)  
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: #*7/05)  
&?5{z\;1"  
template < typename T1, typename T2 > 6S&=OK^  
struct result_2 g~$GE},,  
  { @FnI?Rx  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 7am/X.  
} ; 6|"!sW`%N  
J4*:.8Ki  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? J6^Ct  
这个差事就留给了holder自己。 JPoK\- 9NT  
    9 z8<[>  
 i?i7T`  
template < int Order > ?( dYW7S  
class holder; #$vhC u<I  
template <> ]L%R[Z!3  
class holder < 1 > &[2Ej|o  
  { C&CsI] @g  
public : |)72E[lL  
template < typename T > \+evZ{Pu  
  struct result_1 y}:)cA~o(y  
  { j~,LoGuPh  
  typedef T & result; EZwdx  
} ; Kt!IyIa;Ht  
template < typename T1, typename T2 > #.<F5  
  struct result_2 HHu7{,  
  { l:5CM[mZ  
  typedef T1 & result; _WjETyh [H  
} ; Uf2v$Jl+Yh  
template < typename T > L->f= 8L  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 6E\\`FE4y  
  { ek;&<Z_ ]  
  return (T & )r; BJ.8OU*9]S  
} h<^:Nn  
template < typename T1, typename T2 > :(?hLH.W[  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const rO?x/{;ai  
  { h,WY2Hr  
  return (T1 & )r1; +GPT:\*q6  
} r~D~7MNl  
} ; ;MRC~F=  
:hhE=A>X  
template <> jcv1z v.  
class holder < 2 > BtNW5'^  
  { v<J;S9u=  
public :  1u S>{M  
template < typename T > b]g&rwXYt  
  struct result_1 t+4Y3*WeGF  
  { g0:4zeL  
  typedef T & result; f;tyoN0wHx  
} ; mTuB*  
template < typename T1, typename T2 > E][{RTs  
  struct result_2 : ! iPn%  
  { >&TnTv?I  
  typedef T2 & result; 4xpWO6Q  
} ; c%LB|(@j{  
template < typename T > #G , *j  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const va/4q+1GfH  
  { `2(R}zUHN  
  return (T & )r; D "] [&m  
} 9M7(_E;)B  
template < typename T1, typename T2 > t{S{!SF4  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const $Z%aGc*  
  { M}oFn}-T9a  
  return (T2 & )r2; gM5p1?E  
} @<TfA>*VJ  
} ; X-N$+[#  
IL6f~!  
"k1Tsd-  
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> >。 =@jMx^A"  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: %`\_l  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: /jn3'q_,  
4@mXtA  
return l(i, j) = r(i, j); } @fu~V/  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) i(f;'fb*  
6[h$r/GXh"  
  return ( int & )i; f~"V  
  return ( int & )j; FvNSu"O~K1  
最后执行i = j; GWqY$YT  
可见,参数被正确的选择了。 =E~5&W7  
V&+$V q  
3 cW"VrFy9  
g\{! 21M  
Mm7n?kb6  
八. 中期总结 %1?V6&  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: kdMS"iN8x  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 CygV_q  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 v4>"p!_C  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor x^O2Lj,w\  
7f Tg97eF  
HFx"fT  
eW*ae;-  
>eTgP._  
@oc%4~zl  
九. 简化 ]vkHU6d  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 .f<VmUca  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 fYQi#0drn  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: i`nw"8  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 '/Cz{<,  
  +-*/&|^等 Ce'2lo  
2. 返回引用。 .nF  
  =,各种复合赋值等 2l(j 4~g  
3. 返回固定类型。 AW&s-b%P  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) l 75{JxZX  
4. 原样返回。 O-lh\9{'R  
  operator, 07"Oj9NlA  
5. 返回解引用的类型。 W]}V<S$  
  operator*(单目) ;ld~21#m  
6. 返回地址。 2[&-y[1  
  operator&(单目) $~@096`QL<  
7. 下表访问返回类型。 / >. X+N  
  operator[] iN4'jD^oP  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 Qp{-!*  
  operator<<和operator>> I+d(r"N1  
s&`XK$p  
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。 hG;=ci3EE  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: y'O{8Q8T  
8U:dgXz  
template < typename Left > t{s*3k/  
struct value_return UG'U D"  
  { /N{@g.edL  
template < typename T >  <IDzv'  
  struct result_1 0:+uw` %  
  { HWfX>Vf>}k  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; =egi?Ne  
} ; k\<Ln w  
N b[o6AX  
template < typename T1, typename T2 > ~rX6owBq  
  struct result_2 *#^1rKGWK  
  { qq_,"~  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ^`MDP`M;  
} ; ]a|;G  
} ; 7c]Ai  
U@5Z9/n{  
jh&vq=P H  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait C$ `Y[w  
3 DHA^9<q  
下面我们来剥离functor中的operator() PQ"%Z.F"  
首先operator里面的代码全是下面的形式: D=sc41]  
N~J Eia%  
return l(t) op r(t) 6:tr8 X_  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) v ]U;5Uo  
return op l(t) +vSE}  
return op l(t1, t2) ~%:p_td  
return l(t) op ^|{fB,B  
return l(t1, t2) op DMN H?6  
return l(t)[r(t)] (#iM0{  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 5g>kr< K  
*9(1:N;#  
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: jyH_/X5i7  
单目: return f(l(t), r(t)); K/+C6Y?  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 10IPq#Jj  
双目: return f(l(t)); c+/C7C o  
return f(l(t1, t2)); iQ"F`C  
下面就是f的实现,以operator/为例 I8;[DP9  
F/>Pv q]  
struct meta_divide ^tcBxDC"]  
  { X )s7_  
template < typename T1, typename T2 > *Y0,d`  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) +##I4vP  
  { NB +O;  
  return t1 / t2; 2vQ^519  
} $QBUnLOek&  
} ; z35Rjhj9  
yP4.Z9  
这个工作可以让宏来做: \U>Kn_7m  
E"&9FxS]^  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ jUSr t)o03  
template < typename T1, typename T2 > \ 8~#Q *  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; mxA )r5sx  
以后可以直接用 <XrGr5=BV  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) x.Ml~W[  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 p=gUcO8  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) #zs\Z]3#  
l8Qi^<i/  
Y<fXuj|&  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 g"? D>}@=  
A_|FsQ6$P  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ta., 4R&K  
class unary_op : public Rettype  F]#fl%  
  { gSYX@'Q!  
    Left l; ):ZumG#o  
public : }l!_m.#e  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 0N;d)3  
!r0P\  
template < typename T > zRFM/IYC  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const z5vI0 N$  
      { as!j0j%  
      return FuncType::execute(l(t)); S,RJ#.:F[t  
    } 9W$)W  
ye2Oh7  
    template < typename T1, typename T2 > )1 j2  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const M6#(F7hB  
      { [`\Qte%UH  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); p,Hk"DSs%  
    } <t37DnCgI  
} ; In M'zAhb  
]_8 \g`"u  
%([H*sLX  
同样还可以申明一个binary_op \hN2w]e  
RhmVHhj  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > !#qB%E]a  
class binary_op : public Rettype k"{U}Y/}  
  { CHI(\DXNs  
    Left l; ;g]+MLV9  
Right r; 4HE4e  
public :  +'.Q-  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} hj,x~^cS  
7*"LW  
template < typename T > qG]PUc>j  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const e|yuPd  
      { I0RWdOK8K  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); [Cp{i<C  
    } y8z%s/gRh  
&}1)]6q$  
    template < typename T1, typename T2 > ,$-PC=Ti(  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const L9oZ7o  
      { H]X)@n>  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); EPy/6-5b  
    } hGV/P94  
} ; Q#KjX;No  
`oBzt |f5  
<=M}[  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 _s8_i6 Y  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ;xwQzu%M>5  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) {H2i+"cF  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 (mlc' ]F  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! UXHFti/A<  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 @1@WB ]mQQ  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 tO3 ;; %  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) F9W5x=EK\  
下面是修改过的unary_op a~>h'}C>  
n]Y _C^  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > }DaYO\:yK*  
class unary_op kM`#U *j  
  { O]lfs >>x  
Left l; z?,5v`,t2  
  lV'83  
public : =w-H )  
EA.U>5Fq  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ;zDc0qpw  
to7)gOX(  
template < typename T > |=s3a5sl  
  struct result_1 KK</5Aw9p  
  { Vk-_H)*r  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; JB<4 m4-  
} ; Ji q[VeLe  
<!^Z|E  
template < typename T1, typename T2 > ^h=kJR9  
  struct result_2 h6/Z_ Y  
  { Lt_]3g o  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; l1WVt}  
} ; 9OUhV [D  
S}X:LHr*  
template < typename T1, typename T2 > 4NV1v&"  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const p~IvkW>ln)  
  { )A%Y wI$  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); G>x0}c  
} ~55>uw<  
`2B+8,{%  
template < typename T > Bx F  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const dp_q:P4; B  
  { ZV;yXLx|  
  return OpClass::execute(lt(t)); g 7X>i:  
} |:z%7J3wP  
Yo:&\a K[  
} ; tPsU7bFk  
> R=YF*t  
7[L C*nrr  
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 :Kiu*&{  
好啦,现在才真正完美了。 X!Q"p$D4(  
现在在picker里面就可以这么添加了: h 8s*FI  
u2QJDLMJv  
template < typename Right > >nX'RE|F  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const EcU9Tm`h  
  { X*KT=q^?n  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); q9Q4F  
} Q"O _h  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 A\`Uu&  
F <(Y  
y+a&swd2(U  
B_> Fd&  
YC~+r8ME$j  
十. bind F/8y p<_r  
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。 J$0*K+m  
先来分析一下一段例子 iYnt:C  
x>cu<,e$d\  
k4v[2y`  
int foo( int x, int y) { return x - y;} ',f[y:v;  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 c{~*\&  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 *"@P2F&  
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。 I,D=ixK  
我们来写个简单的。 'PZJ{8=  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: /1*\*<cs  
对于函数对象类的版本: _N6GV$Q  
~&kV  
template < typename Func > TUG3#PSnm*  
struct functor_trait -UO$$)Q  
  { o&=m]hKpQl  
typedef typename Func::result_type result_type; Xma0k3;-  
} ; ;I>`!|mT  
对于无参数函数的版本: mYCGGwD  
RaAq>B WPr  
template < typename Ret > pS0T>r  
struct functor_trait < Ret ( * )() > b> | oU  
  { gIeo7>u  
typedef Ret result_type; [eImP V]  
} ; 2bqwnRT}  
对于单参数函数的版本: VrpY BU  
BtspnVB ez  
template < typename Ret, typename V1 > 3iB8QO;pp  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Nbr{)h  
  { `g7' )MSy  
typedef Ret result_type; Ks4TBi&J   
} ; nN[,$`JD,  
对于双参数函数的版本: [yz;OoA:;  
m9/a!|fBE  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > rVLA"x 9u  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > E)Dik`Ccl  
  { Js'|N%pi  
typedef Ret result_type; so;aN'{6@  
} ; gCmGFQE-f  
等等。。。 V5=Injs *  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy <R2bz1!h.  
dpy,;nqzeN  
template < typename Func > d/e9LK  
struct func_return 7{6wNc  
  { fy-( B;  
template < typename T > epQ7@9,Q  
  struct result_1 qFay]V(O|  
  { &kP>qTI^p~  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;  M`bK   
} ; Q,>AT$|  
mWZV O,t$  
template < typename T1, typename T2 >  A/9 wr  
  struct result_2 7JbN WN  
  { #VLTx!5o  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 'SC`->F4D  
} ; #]9yzyb_y  
} ; .NjOaK)\  
56fcifXz@  
>d =k-d  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 !+i  
{9(N?\S1`a  
template < typename Func, typename aPicker > o^Ms(?K%t  
class binder_1 44!bwXz8  
  { E]bjI$j  
Func fn; >scEdeM  
aPicker pk; tYnNOK*|  
public : xSw ^v6!2  
Ax&+UxQ0|  
template < typename T > ~#wq sm  
  struct result_1 $N~8 ^6  
  { )F:hv[iv  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; TtHqdKL  
} ; o_?YYw-:  
-q[?,h  
template < typename T1, typename T2 > |',Gy\Sj  
  struct result_2 B7cXbUAQs  
  { By" =]|Q  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; }_K7}] 1  
} ; JD.WH|sZ5  
?>2k>~xlQ  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} hW(Mf  
m!g f!  
template < typename T > ]2?t $"G8  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const u\50,N9Wp{  
  { YI|7a#*F  
  return fn(pk(t)); E#J+.&2  
} -|g~--@Q  
template < typename T1, typename T2 > 0C7x1:  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const G"wy?  
  { 0Y{A  
  return fn(pk(t1, t2)); [^#6.xH  
}  IS!sJc  
} ; moh7:g  
ENygD  
66v6do7  
一目了然不是么? (Ori].{C.J  
最后实现bind kA fkQy(~  
 IG 6yt  
q45Hmz  
template < typename Func, typename aPicker > rlgp1>89  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) -Zkl\A$>  
  { G >bQlZG  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); LXr nAt  
} JW (.,Ztm  
>osY?9  
2个以上参数的bind可以同理实现。 +[ !K  
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。 LyH{{+V  
\It8+^d@  
十一. phoenix F8f@^LVM/  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: @a+1Ri`)  
+g%kr~w=  
for_each(v.begin(), v.end(), Pr9$( 6MX  
( Iell`;  
do_ K%O%#Kk  
[ A?=g!(wB  
  cout << _1 <<   " , " Ng2qu!F7  
] kU0e;r1N  
.while_( -- _1), nKT\/}d  
cout << var( " \n " ) l@%MS\{  
) YRqIC -_  
); }O-|b#Q  
`J#(ffo-  
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: DR;rK[f  
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 o/ ozX4C  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ,!Gw40t  
那么我们就照着这个思路来实现吧: abp]qvCV  
CtfI&rb[  
xx_]e4  
template < typename Cond, typename Actor > Y:XE4v/)@L  
class do_while /0IvvD!7N  
  { nD6NLV%2x  
Cond cd; wknX\,`Q  
Actor act; S{&,I2aO  
public : `{#0C-  
template < typename T > zuwlVn  
  struct result_1 F|Pf-.r`t  
  { akoK4!z  
  typedef int result_type; +iY.YV  
} ; R.-2shOE'  
@lRTp  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 9ePG-=5I  
%We~k'2f  
template < typename T > ci a'h_w  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 9Ra*bP ]1  
  { nep0<&"  
  do YBehyx2eK  
    { *]:gEO  
  act(t); 9ldv*9v  
  } O`<id+rx  
  while (cd(t)); G(" S6u  
  return   0 ; xEb+sE6Z  
} MOi.bHCQJP  
} ; .SzP ig  
',$Uw|N  
-PPH]?],  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). t"4RGO)jh  
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。 yhxen  
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。 0]p! Bscaf  
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。 46OYOa  
下面就是产生这个functor的类: I?r7dQEm  
r)E9]"TAB  
}86&? 0j.  
template < typename Actor > GG<{n$h  
class do_while_actor g<(3wL,"  
  { LhO%^`vu  
Actor act; z><u YO$  
public : M$iDaEu-  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} Z\c^CN  
_$g6Mj]1z  
template < typename Cond > iZm# "}VG  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; qz[qjGdHg  
} ; n@>h"(@i  
5P'o+Vwz  
q% *-4GP  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 >ka*-8?  
最后,是那个do_ ~QzUQYG*  
nK[T.?Nz  
PxE0b0eo  
class do_while_invoker 8$9Q=M  
  { M uz+j.0  
public : @/jLN  
template < typename Actor > nIc:<w]  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const X)6}<A  
  { '9d<vW g  
  return do_while_actor < Actor > (act); }(tuBJ9  
} nwSujD  
} do_; $$'a  
nz_=]PHO&  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 3>vSKh1z  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 {P/ sxh:e  
最后来说说怎么处理break和continue V;}kgWc1  
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。 V}=%/OY?  
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:
10+5=?,请输入中文答案:十五