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
  • 7906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 2n<qAl$t  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Yqq$kln  
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, zW|$x<M^  
oY| (M_;  
`K1PGibV  
yTMGISX5  
  class filler ?)i6:76(  
  { gME:\ud$  
public : 9 ayH:;  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} O% j,:t'"  
} ; So3,Z'z=  
Cf8R2(-4  
Iwd"f  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: x`&P}4v0  
hfVzzVX:  
J~PTVR  
0ll,V  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); NpjsZcA  
9}7oKlyk  
*R1d4|/G  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 cHfK-R  
nJnO/~|  
kr &:;  
J\,@Bm|1n{  
二. 战前分析 ePFC$kMn  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 qCv}+d)  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 |wl")|b%  
~}FLn9@*  
lUm}nsp=X  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); lW@:q04Z$  
  /* --------------------------------------------- */ (]GY.(F{  
vector < int *> vp( 10 ); `qQQQ.K7)z  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); pw(*X,gj  
/* --------------------------------------------- */ `0-m`>1>  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); Tg}H < T  
/* --------------------------------------------- */ la6e`  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); NWq [22X |  
  /* --------------------------------------------- */ 6Wcn(h8%*  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); c"jhbH!u4  
/* --------------------------------------------- */ V3. vE,  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); e3bAT.P  
Lt ZWs0l0  
7i%P&oB  
Nc^b8& 2J  
看了之后,我们可以思考一些问题: wZ#~+ }T  
1._1, _2是什么? {;wK,dU  
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。 Sxx.>gP"61  
2._1 = 1是在做什么? ! 7#froh  
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。 ,& {5,=  
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。 `OF g.R|  
pRaoR  
&vGEz*F  
三. 动工 o7Z#,>`2  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: x<j($iv  
UBpM8/U  
(,Zz&3 AV  
1[,#@!k@  
template < typename T > Ib<5u  
class assignment omDi<-  
  { `XRb:d^  
T value; KfN`ZZ<  
public : Qc)RrqYNGF  
assignment( const T & v) : value(v) {} mYU dhL ^  
template < typename T2 > [~&:`I1  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } tue%L]hc  
} ; bU@>1>b6lE  
1+y6W1m^R  
~P.-3  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 4h0jX 9  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment m0q`A5!)  
W.7d{ @n  
LxYM "_1A;  
DdA}A>47  
  class holder QI^8b\36  
  { <]SS gQ9/"  
public : q2"'W|I  
template < typename T > smQpIB;  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const gx{~5&1  
  { L@x8hUG"  
  return assignment < T > (t); js$a^6  
} "$wPq@  
} ; u{dN>}{  
Y+5A2Z)f[  
pOe`*2[  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: Eo3Aak o  
`cTsS  
  static holder _1; A0 w `o  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Z[A|SyZp  
M#gGD-  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); `E1_S  
而不用手动写一个函数对象。 gpTF^.(  
%2FCpre;  
?tM].\  
DcvmeGl  
四. 问题分析 ():?FJ M  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 ,, -[P*@  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 28L'7  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 %l$&_xV-  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 %emPSBf@  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 4m~stDlN  
bT6)(lm  
五. 问题1:一致性 )*AA9   
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?| x;b+gIz*  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 m"> =QP  
7XI4=O};&%  
struct holder 5@r Zm4U  
  { Ydd>A\v\;  
  // i)^ZH#G p  
  template < typename T > W1,L>Az^Ts  
T &   operator ()( const T & r) const |$-d, ] V  
  { -JW6@L@  
  return (T & )r; ="nrq&2  
} ^T J   
} ; ("@V{<7(t  
*'S%gR=Aa+  
这样的话assignment也必须相应改动: >"My\o  
g|*eN{g]uE  
template < typename Left, typename Right > f0'Wq^^  
class assignment /xbF1@XtL  
  { ;. [$  
Left l; %'g-%2C?  
Right r; |~vQ0D  
public : GZ>% &^E  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ~m=%a  
template < typename T2 > }u*@b10   
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } YD>>YaH_3@  
} ; zbKW.u]v  
w*R-E4S?2  
同时,holder的operator=也需要改动: Y8xnvK*  
.L|ax).D  
template < typename T > (+v*u]w4  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const Y{:/vOj  
  { [";5s&)q  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 7%x+7  
} tcdn"]#U  
^%/5-0?xE  
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。 ~oR&0et  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 'ah0IYe  
'/*rCB  
return l(rhs) = r; = y,avR  
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。 J^a"1|  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: "jJ)hk5e  
[<I `slK  
template < typename Tp > zi&d  
class constant_t p5rRhu/|k3  
  { w+(wvNmNEK  
  const Tp t; NjyIwo0  
public : zjZTar1Re  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} (#"s!!b  
template < typename T > m8A_P:MQq  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const >43yty\   
  { ZvKMRW  
  return t; E"yf!*  
} r/<JY5  
} ; ti2_kYq  
JX<W[P>M  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 n^)9QQ  
下面就可以修改holder的operator=了 %4KJ&R (>[  
*w,gi.Y3  
template < typename T > ,DO mh<b  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ,(=]6V  
  { 1@dx(_  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); io'Ovhf:  
} Bx!` UdRn  
XFe7qt;%  
同时也要修改assignment的operator() pREY AZh  
{4q:4 i  
template < typename T2 > Ax*~[$$~%  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } cb,sb^-  
现在代码看起来就很一致了。 9o'6es..@Z  
F7l:*r,O  
六. 问题2:链式操作 .*7UT~o=CS  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 xA E@cwg  
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。 EZfa0jJD  
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。 ck+rOGv7{Z  
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。 f)P /@rh  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct eV%bJkt.  
GK%ovK  
template < typename T > oA%[x  
struct result_1 j'x{j %U  
  { x7@HPf  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 5z>\'a1U  
} ; 28yxX431S  
AAY UXY!  
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: y ]%,Y=%X  
cN>i3}fq  
template < typename T > F ;&e5G  
struct   ref m3-J0D<  
  { _=x_"rz x  
typedef T & reference; xB+H7Ya  
} ; eF1%5;" W  
template < typename T > XOU$3+8q5  
struct   ref < T &> ]w_)Spo.  
  { c/U6K yiK  
typedef T & reference; @v=q,A8_  
} ; fMaNv6(  
VrxH6Y  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: BAHx7x#(  
y]9U FL"  
template < typename T > R  |%  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const O3Mv"Py%  
  { nHrCSfK  
  return l(t) = r(t); ~]M"  
} +}/!yQtH  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 mkA|gM[g7  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 7#3)&"j  
1z:N$O _v  
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 )c !S@Hs  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: GA}^Rh`T-  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 e6'O,\  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 TMsoQ82  
最后的布局是:  e5]AB  
                Add +cH(nZ*f  
              /   \ 1D6O=j\  
            Divide   5 \TlUC<urP  
            /   \ oy: MM  
          _1     3 2&URIQg*J  
似乎一切都解决了?不。 #{,IY03  
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。 V/e_:xECC  
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。 ]L^M7SKE6  
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: w%n]~w=8  
D0i30p`  
template < typename Right > +Bfi/>  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const N@)~j+Pz  
Right & rt) const 2N 4>  
  { :5J6rj;_  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); q:^Cw8  
} >IjLFM+U  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 Ghc0{M<  
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。 T%/w^27E  
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。 |9eY R  
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。 2A+,. S_!x  
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。 J3;KQ}F.I  
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=`iG%  
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: K6 7? d  
;i>E @  
template < class Action > SI5QdX  
class picker : public Action Bx4GFCdifC  
  { ^i\1c-/  
public : 09 s}@C  
picker( const Action & act) : Action(act) {} gw T,D.'Ut  
  // all the operator overloaded |vzWSm  
} ; RiG!TTa b  
p]=;t"  
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。 GGtrH~zx  
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: Sw'?$j^3  
lJ#>Y5Qg  
template < typename Right > RC%r7K f  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const  H>6;I  
  { IIiN1 Lu,5  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); iZk``5tPE  
} G9Tix\SpF  
Hc|U@G  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > *pp1Wa7O  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 ^^uD33@_  
+9CUnRv  
template < typename T >   struct picker_maker |pSoBA9U  
  { IoOnS)  
typedef picker < constant_t < T >   > result; !@k@7~i  
} ; MDt?7c  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > c\MDOD%9  
  { \-ws[  
typedef picker < T > result; Y'1V(5/&  
} ; dC#\ut%l  
[)n}!5fE  
下面总的结构就有了: c@M@t0WT[  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 b0 `9wn  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 %QLYNuG  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 Dj(7'jT  
至此链式操作完美实现。 k]pD3.QJ  
ped Yf{T  
"\?G  
七. 问题3 y:[]+  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 ZNeqsN{  
\;gt&*$-  
template < typename T1, typename T2 > [S+-ovl  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const C/ VYu-p%  
  { *?Ef}:]  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); NI:N W-!  
} ^I?y\:.  
REBDr;tv  
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: rF3]AW(  
g>P9hIl  
template < typename T1, typename T2 > {`CWzk?  
struct result_2  o f  
  { DNBpIC5&6  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; (`? snMc  
} ; |9Ks13?Ck  
dvF48,kr  
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? n ]}2O 4j  
这个差事就留给了holder自己。 ?<^AXLiKV  
    -wMW@:M_  
w{x(YVS H  
template < int Order > /,$\H  
class holder; PGl-2Cr  
template <> } /3pC a  
class holder < 1 > % ul{nL:  
  { z}&C(m:al  
public : BM~niW;k  
template < typename T > ^T6!z^g1h  
  struct result_1 UVUO}B@[S  
  { chzR4"WZFt  
  typedef T & result; D-:<]D:  
} ; 0.+eF }'H  
template < typename T1, typename T2 > pF+wH MhUe  
  struct result_2 +J8/,d  
  { 9$@ g;?}Ps  
  typedef T1 & result; q%Jy>IXt  
} ; C?|3\@7  
template < typename T > ~9YA!48  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const [ c[MQA0  
  { |ZlT>u  
  return (T & )r; 166c\QO  
} ]pTw]SK  
template < typename T1, typename T2 > /Py>HzRE:  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const '?3z6%  
  { ptni'W3  
  return (T1 & )r1; lA-!~SM v"  
} ey\{C`(__y  
} ; UZXcKl>u  
8'WMspX  
template <> f<altz_\q  
class holder < 2 > rtmt 3  
  { 15o *r  
public : ,Ysl$^\  
template < typename T > ,T*_mDVY  
  struct result_1 VD3MJ8!w  
  { Mq lo:7 ^F  
  typedef T & result; (,c?}TP  
} ; A-C)w/7  
template < typename T1, typename T2 > yx w27~  
  struct result_2 -<JBKPtA  
  { [*{\R`M  
  typedef T2 & result; #Y>%Dr&  
} ; VSpt&19  
template < typename T > BRXb<M^;_  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const }>X\"  
  { Q>a7Ps@~  
  return (T & )r; /,N!g_"Z  
} {F+M&+``  
template < typename T1, typename T2 > s?x>Yl %  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 'BdmFKy1  
  { oT (:33$  
  return (T2 & )r2; 0mD;.1:  
} hi D7tb=g~  
} ; cm 9oG  
VIYksv   
P[GX}~_k  
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> >。 G1;'nwf}  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: ) UDJ[pL@  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: avt>saR  
~{,vg4L  
return l(i, j) = r(i, j); j YIV^o 0  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) :e<`U~8m  
Tb0;Mbr  
  return ( int & )i; PUjoi@]  
  return ( int & )j; oD#< ?h)(  
最后执行i = j; }#W`<,*rL.  
可见,参数被正确的选择了。 >6l;/J  
,rB9esxic  
1'v!9  
keQXJ0  
S|q!? /jqj  
八. 中期总结 U|Z>SE<k  
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: ')u5l  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 XL7;^AE^Wl  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 _95}ifSVm  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor NBqV0>vR  
gAr`hXO  
|;.Pj 3)-  
q 5v?`c  
*)`kx   
s\Pt,I@Y_  
九. 简化 =yTa,PY  
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。 ',H$zA?i  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 NrJ_6sjF0g  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: Y7kb1UG  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 BU]WN7]D$  
  +-*/&|^等 *bxJ)9B  
2. 返回引用。 o!=l B fI  
  =,各种复合赋值等 /y9J)lx  
3. 返回固定类型。 i2FD1*=/?  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) q1TW?\pjb:  
4. 原样返回。 P"bknXL  
  operator, .mT#%ex  
5. 返回解引用的类型。 txml*/zL  
  operator*(单目) x>^3]m  
6. 返回地址。 &vFqe,Z  
  operator&(单目) uh5Pn#da^  
7. 下表访问返回类型。 K(Q]&&<  
  operator[] <K,% y(]  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 O@r.>  
  operator<<和operator>> ckf<N9  
RrO0uadmn  
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。 '6o`^u>  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: hEv=T'*,K)  
CP]S-o}yd  
template < typename Left > k'@7ZH  
struct value_return z;y^t4 ^9  
  { YXX36  
template < typename T > aVppOxA  
  struct result_1 -3G 4vRIo  
  { 97(Xu=tX  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; S$jV|xK B  
} ; <}EV*`w4  
B?;' lDz*  
template < typename T1, typename T2 > -Wlp=#9  
  struct result_2 ]>)u+|  
  { C(V[wvL  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ~[| V3h4v  
} ; Xq,UV  
} ; BKC7kDK3H  
<?LfOSdMs^  
4fw1_pv_D  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait @e! Zc3  
xb9Pc.A[  
下面我们来剥离functor中的operator() &o*s !u  
首先operator里面的代码全是下面的形式: &c!j`86y*  
@K$VV^wp  
return l(t) op r(t) %@lV-(5q  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) MX!u$ei  
return op l(t) "U% n0r2  
return op l(t1, t2) CxbSj,  
return l(t) op ~K~b`|1  
return l(t1, t2) op K\{b!Cfr^  
return l(t)[r(t)] W\@?e32  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 9Z,*h-o  
{W5ydHXy  
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: bJQ5- *F  
单目: return f(l(t), r(t)); AT B\^;n.  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); Hp)X^O"  
双目: return f(l(t)); n7IL7?!o  
return f(l(t1, t2)); `z|= ~  
下面就是f的实现,以operator/为例 pk-yj~F}  
r}/yi  
struct meta_divide ;wij}y-6  
  { 2;r]gT~  
template < typename T1, typename T2 > \{c,,th  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) =\~E n5  
  { r0\cc6  
  return t1 / t2; ?EI'^xg  
} op hH9D  
} ; f._l105.  
uiktdZ/f  
这个工作可以让宏来做: vk  @%R  
u0m5JD0/  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ $%7I:  
template < typename T1, typename T2 > \ 8tb6 gZz  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; yicO!:bM  
以后可以直接用 )Y3EQxXa  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ([:]T$0 #  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 t"<s}~  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) I jZ]_*^!  
Yim{U:F  
J=I:T2bV&s  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 WnD^F>  
@S`$C  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > m7$8k@r  
class unary_op : public Rettype A2m_q>> !  
  { P^ptsZ%  
    Left l; wL4Z W8_  
public : 2R^O,Vu*W  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} s %eyW _  
0B=[80K;8  
template < typename T > w3^NL(>  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const drW~)6Lr@  
      { KK?Zm_  
      return FuncType::execute(l(t)); 9mam ~)_ |  
    } exfm q  
i 3m3zXt  
    template < typename T1, typename T2 > gRBSt M&hU  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const gks ==|s.  
      { bf& }8I$  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); _p\629`  
    } kmryu=  
} ; =EQJqj1T  
i.3cj1  
3pvYi<<D'  
同样还可以申明一个binary_op G+0><,S  
:6XguU  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > /\na;GI$  
class binary_op : public Rettype M70c{s`w5  
  { 94\t1fE  
    Left l; 2ck 4C/ h  
Right r; pX@Si3G`  
public : m23+kj)+VY  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} &J_Z~^   
vu=me?m?(  
template < typename T > _w 5RK(  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const g%ubvu2t]  
      { t)` p@]j  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); p8Iw!HE  
    } 7_-w_"X  
0axxQ!Ivx  
    template < typename T1, typename T2 > q#MM  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const !lAD q|$  
      { U#bl=%bF  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); o/C(4q6d  
    } g& k58{e  
} ; 0o;O`/x  
'l~6ErBSg  
oh6B3>>+  
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 :- ?Ct  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Z,K7Ot0  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) (:5G#?6,  
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。 -T7%dLHY  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! b/t  
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。。。 } ^i b  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 p~K9 B-D  
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) 6R`Oh uN.>  
下面是修改过的unary_op Zmf'{tT5  
3t)v %S|k  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > @9Q2$  
class unary_op UfO7+_2  
  { <\" .L  
Left l; (zG.aaz*C  
  .-0%6] cFD  
public : $6T3y8  
' _dzcN,z  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} K$H <}e3  
Y>B P?l  
template < typename T > ,w{m3;]_%  
  struct result_1 6-B 9na  
  { m*Lo|F  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; q@n^ZzTx  
} ; AVG>_$<  
`2 `fiKm  
template < typename T1, typename T2 > +Ng0WS_0  
  struct result_2 ahJ1n<  
  { B<7/,d'  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; =oX>Ph+ P  
} ; 1DE@N1l  
,Ol (piR  
template < typename T1, typename T2 > \hlR]m!C  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const /- 4$7qd  
  { '7*=`q{  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); aQ#qRkI  
} S:q$?$  
[3N[i(Wlk  
template < typename T > /RT%0!  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const p_{("zQ  
  { .R5y:O  
  return OpClass::execute(lt(t)); 99=s4*xzM  
} R^*K6Ad  
dRI^@n  
} ; -h#mn2U~3r  
N j4IQ<OV  
,Q/Ac{C  
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 p@YB?#Im  
好啦,现在才真正完美了。 Zj*\"Ol  
现在在picker里面就可以这么添加了: PWB(5 f?  
cCY/gEv  
template < typename Right > "w_N' -}#  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const rR,2UZR  
  { ifK%6o6  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); TZRcd~5$  
} @ O>&5gB1u  
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。 8' K0L(3[  
;n6b%,s  
W `z 0"  
M+`H g_#Q  
Y[Ltrk{  
十. bind UsQ4~e 4-  
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。 kforu!C  
先来分析一下一段例子 @kFu*"  
~D[?$`x:  
re &E{  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 1l8Etp&<  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 7v7G[n  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 B[5r|d'  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 xJZ@DR,#  
我们来写个简单的。 X|DO~{-au  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: fNu'((J-  
对于函数对象类的版本: rw7_5l  
AeuX Qt  
template < typename Func > (08I  
struct functor_trait Pw0Ci  
  { ?=;qK{)37  
typedef typename Func::result_type result_type; ^Q+i=y{W  
} ; m~#%Q?_ %  
对于无参数函数的版本: &o3K%M;C?  
BxK^?b[E8  
template < typename Ret > sZ&G%o  
struct functor_trait < Ret ( * )() > *e#<n_%R  
  { 1w(JEqY3h:  
typedef Ret result_type; sJ z@7.  
} ; a4i:|   
对于单参数函数的版本: 5S{7En~zUE  
X"fh@.  
template < typename Ret, typename V1 > [&?8,Q(  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > w$Ot{i|$(  
  { U`|0 jJ  
typedef Ret result_type; v%{.A)  
} ; %wptZ"2M  
对于双参数函数的版本: k0-G$|QgIp  
cLY c6  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > qU6nJi+-I  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > US [dkbKo  
  { mqff]m  
typedef Ret result_type; E\nv~Y?SG  
} ; X>YsQrK(ig  
等等。。。 JwnQ0 e  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy X[gn+6WB%  
L6Wt3U`l  
template < typename Func > dsx]/49<  
struct func_return BvrB:%_:  
  { fF vF\  
template < typename T > CzCQFqXI  
  struct result_1 xVL5'y1g B  
  { =qy=-j]  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 4_v]O  
} ; YwY74w:  
c#IYFTz  
template < typename T1, typename T2 > {gNV[45  
  struct result_2 >gwz,{  
  { 5}$b0<em~  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; &UCsBqIY  
} ; 4MuO1W-  
} ; 2QpHvsl_  
E{^XlY  
~9)"!   
最后一个单参数binder就很容易写出来了 fb~=Y$|  
p[lNy{u~M  
template < typename Func, typename aPicker > $;M:TpX  
class binder_1 dz [!-M  
  { r0d35  
Func fn; |tR OL 9b  
aPicker pk; v:Tzv^  
public : `@[c8j7  
4wd& 55=2  
template < typename T > 2&c9q5.b  
  struct result_1 ZOXIT(mg  
  { /&F,V+x  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 6 5y+Z  
} ; Y{v(p7pl  
Hn>B!Bm*  
template < typename T1, typename T2 > I1oje0$  
  struct result_2 #_Z$2L"U  
  { %>-@K|:gS  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; N>(g?A; Z+  
} ; :ISMPe3'  
r78TE@d  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} P0H6 mn*  
wn_b[tdxq  
template < typename T > x8\A<(G_M=  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const aL J(?8M@  
  { :1t~[-h^  
  return fn(pk(t)); 3d<HN6&U  
} P=3RLL<l  
template < typename T1, typename T2 > W^3uEm&l!)  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 322jR4QGr  
  { C2Xd?d  
  return fn(pk(t1, t2)); jM-)BP6f4  
} &E xYXI  
} ; x+f2GA$  
5JEbe   
DvvT?K  
一目了然不是么? `n$5+a+  
最后实现bind lWBb4 !l  
pV4Whq$  
mUS_(0q  
template < typename Func, typename aPicker > OHiQ7#y  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) w =. Fj  
  { [mEql,x3  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); U=hlu  
} Y"-^%@|p  
k} ]T;|h]  
2个以上参数的bind可以同理实现。 \J+*  
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。 8NaqZ+5x  
,`ZYvF^%  
十一. phoenix +)2s-A f-  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: `tjH<  
*tm0R>?!  
for_each(v.begin(), v.end(), JXyM\}9-X  
( Qne/g}PD`  
do_ ~"UV]Udn  
[ (JM4R8fR&  
  cout << _1 <<   " , " %tG*C,l]  
] 22f`LoM  
.while_( -- _1), b~nAPY6  
cout << var( " \n " ) OKF tl  
) /-#I_>:8'  
); +cD!1IT:  
H[DUZ,J  
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: aW!@f[%~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 #j *d^j&  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 PJ='tJDj  
那么我们就照着这个思路来实现吧: 5/po2V9)  
?nP*\8  
(' -JY  
template < typename Cond, typename Actor > ;FZ@:%qDm  
class do_while `,P h/oM  
  { *N{emwIq  
Cond cd; H\XP\4#u  
Actor act; )T;?^kho  
public : $95h2oXt  
template < typename T > UI>Y0O  
  struct result_1 3e(ehLc4DJ  
  { sZW^ !z  
  typedef int result_type; h6} lpd  
} ; pZtu&R%GU  
ew"v{=X  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} e9Nk3Sj]  
l x,"EOP  
template < typename T > fu90]upz~  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const X/N0LU(q  
  { Zh_|m#)  
  do ;|UF)QGa2  
    { bQ~j=\[r  
  act(t); x' .:&z  
  } -!c"k}N=  
  while (cd(t)); u%.$BD Hg  
  return   0 ; da (km+  
} @:KJYm[  
} ; 26xXl|I  
yRo- EP  
:O(^w}sle  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). jg?x&'u\)  
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。 {J^lX/D  
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。 d6W SL;$  
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。 !"eIV@7  
下面就是产生这个functor的类: WJ_IuX51'  
:]J Ye*  
?(R]9.5S  
template < typename Actor > JGuN:c$  
class do_while_actor I_A@BnM{I  
  { .l@xsJn  
Actor act; _Gu- uuy  
public : Vb9',a?#n  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} .nyfYa+  
1&e} ms  
template < typename Cond > =C~/7N,lW]  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; b!)<-|IK  
} ; TC<@e<-%Sq  
C:Hoq(  
Zfyo-Wk  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 qG<$Ajiin  
最后,是那个do_ &gjF4~W]  
qbv#I;  
q `pP$i:  
class do_while_invoker |^A;&//  
  { YX` 7Hm,  
public : P{u0ftyX}  
template < typename Actor > '3?\K3S4i  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const }Q";aU0^  
  { u;`U*@  
  return do_while_actor < Actor > (act); /tUy3myJ  
} i\dc>C ;  
} do_; 3\Xbmq8}  
lg(bDK m  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? *k19LI.5  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 hXA6D)   
最后来说说怎么处理break和continue ]8T!qS(UJd  
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。 sVl-N&/  
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 或 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:
10+5=?,请输入中文答案:十五