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
  • 4559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 o X@nP?\  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 MX?}?"y  
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, ]) =H  
ki3 HcV  
]zcV]Qj$~  
F+3!uWUK  
  class filler gw J}]Tf  
  { 1@@y]s_.a  
public : P#v^"}.Wd  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} F3 Y<ZbxT  
} ; bOe<\Y$  
9 ?(x>P  
%z2oDAjX  
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: wx./"m.M  
0Gx*'B=  
i(P>Y2s  
s&0*'^'O[S  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); /k) NP  
l@#b;M/  
@ct#s:t  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ;AltNGcM  
]| z")gOE  
ExQ--!AC=  
3<3t;&e  
二. 战前分析 pLPd[a  
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。 RW)k_#%=  
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 [?|5 oaK  
R@&?i=gk  
PB@-U.Z  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); T%w(P ^qk  
  /* --------------------------------------------- */ "~Us#4>  
vector < int *> vp( 10 ); cmae&Atotw  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); [:BW+6  
/* --------------------------------------------- */ ?o@E1:aA  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); TZkTz P[  
/* --------------------------------------------- */ ,rXW`7!2  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); nE4l0[_  
  /* --------------------------------------------- */ x7Eeb!s0f,  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); R4yJ.f  
/* --------------------------------------------- */ +Z]y #=  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); :ECw \_"0$  
g*^wF?t'T  
8XgVY9]Qm  
UX?X]ZYVR  
看了之后,我们可以思考一些问题: aQC 7V!v  
1._1, _2是什么? =\*S'Ded  
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。 %sYk0~E  
2._1 = 1是在做什么? Gtf1}UJC  
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。 cz$c)It  
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。 2zwuvgiZ  
Af$0 o=".  
g\E ._ab<  
三. 动工 =xl7vHn7  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: zC[i <'h!T  
CR P7U  
nsy !p5o  
RiwEuY  
template < typename T > M,I68  
class assignment Gt?!E6^ !  
  { 4c~*hMr y  
T value; /%c+ eL}l  
public : *vEU}SxRuv  
assignment( const T & v) : value(v) {} @fUX)zm>  
template < typename T2 > `W6:=H  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } AN50P!FZW  
} ;  eYPt  
&:IfhS  
b6 J2*;XG  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 }mkA Hmu4  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 3( >(lk  
g9RzzE!  
bf&.rJ0  
btJ,dpir  
  class holder ;))[P_$zB  
  {  dfYYyE  
public : 77Q4gw~2U  
template < typename T > ^' edE5  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const Q%_!xQP`  
  { 4+Li)A:4.  
  return assignment < T > (t); [J[ysW})W  
} !8H!Fj`|j  
} ; Off: ~  
w yuJSB  
R] V~IDs   
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: HXl r  
A,-[/Z K/  
  static holder _1; \{Ox@   
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 V{/)RZ/  
g~i''lng  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); tIgCF?  
而不用手动写一个函数对象。 'Kt4O9=p  
giA~+m~fN  
 h;:Se  
x _YV{  
四. 问题分析 =B ,_d0Id  
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。 q_%w l5\F  
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。 .$}Z:,aB  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Z IGbwL  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 8Pnqmjjj  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Y_aP:+  
9>} (]T  
五. 问题1:一致性 PEwW*4Xo  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 8O;rp(N.n  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 T^-H_|/M  
+lXdRc`6  
struct holder 4IGQ,RTB  
  { p0:&7,+a,  
  // ;{F;e)${M  
  template < typename T > M7cI$=G  
T &   operator ()( const T & r) const eW }jS/g`  
  { t0AqGrn  
  return (T & )r; <whPM  
} k*UR# z(I  
} ; 9b=^"K  
[ XY:MU e  
这样的话assignment也必须相应改动: !MG>z\:  
EcS-tE 4%  
template < typename Left, typename Right > <}x|@u  
class assignment a\HtxR8L  
  { UU:QK{{E  
Left l; dM@k(9|  
Right r; Af! W K=  
public : VHXR)}  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} L}sm R,  
template < typename T2 > $BO}D  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } lG^mW \ O  
} ; ss M9t  
nbkky .e  
同时,holder的operator=也需要改动: nH3b<k;S  
O.40^u~  
template < typename T > JXa%TpI: E  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const y[7xK}`_  
  { %_X[{(  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); _tauhwu  
} p=P0$P+KM  
<xh'@592  
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。 ] !*  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 pa> 2JF*  
_$jJpy  
return l(rhs) = r; J;]@?(  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 2*",{m  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: #p9z#kin  
}JTgj  
template < typename Tp > gt~2Br4  
class constant_t J$ih|nP  
  { p-03V"^&  
  const Tp t; b+#~N>|  
public : X72X:"  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} R"kE5 :  
template < typename T > ?Dp^dR  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const v}*u[GWl]  
  { (/P&;?j  
  return t; kp>Z/kt  
} kx#L<   
} ; L}S4Zz18  
/WgWe  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 q>oH(A  
下面就可以修改holder的operator=了 xwp?2,<  
G78j$ ^/0  
template < typename T > 9PfU'm|h  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const wdDHRW0Y  
  { WsDe0F  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); *t*&Q /W  
} 4g^+y.,r_f  
pC.T)k  
同时也要修改assignment的operator() hBSJEP  
Lj1 @yokB  
template < typename T2 > T[=cKYp8\  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } cQ ;Ry!$  
现在代码看起来就很一致了。 6 &Aa b56  
g-gBg\y{v  
六. 问题2:链式操作 l%5%oN`4  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 q _|5,_a  
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。 O!+5As  
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。 fhWD>;%F%  
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!9Imf  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct &bgi0)>  
R*fR?  
template < typename T > a-2 {x2O  
struct result_1 5&Kn #  
  { trt\PP:H%  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; Rw8m5U  
} ; !T(Omve)  
''07Km@x  
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: r@UY$z  
jc`',o'[+  
template < typename T > * %BI*p  
struct   ref 7V``f:#d  
  { 'Rw] C[  
typedef T & reference; Z-!T(:E]  
} ; C>VZf,JE1  
template < typename T > Sylsp%A  
struct   ref < T &> bj{f[nZ d  
  { Mwk_S Cy  
typedef T & reference; 0 d]G  
} ; ;>Qd )'  
=@  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: }"k(kH  
1\{F.v  
template < typename T > N)Kr4GC  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const Isb^~c_P  
  { R?SHXJ%'  
  return l(t) = r(t); e1Hx"7ew_  
} A@'W $p?5r  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 ^k##a-t<_>  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ji=po;g=E  
RtL'fd  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 XePBA J  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: RL9BB.  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 l/NK.Jr  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 -y<uAI g  
最后的布局是: Ij_`=w<  
                Add !{;RtUPz*  
              /   \ u)pBFs<dn  
            Divide   5 ~T9[\nU\  
            /   \ RoRVu,1  
          _1     3 k({8C`&tK/  
似乎一切都解决了?不。 =1capix 1r  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 (5_(s`q.  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 ic#drpl,  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: VRt*!v<")  
rgY~8PY"  
template < typename Right > q4= RE  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const M czWg  
Right & rt) const rkl7p?  
  { v2V1&-  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ,V?,I9qf  
} = xk@Q7$  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 cj *4 XYu  
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。 sTz*tSwQv  
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。 {9MYEN}FO  
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。 a{W-+t   
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。 GZo4uwG@a  
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? ,}0pK\Y>$  
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: gP@ni$n  
|z%,W/Ef  
template < class Action > r "R\  
class picker : public Action #UQ[8e  
  { Apn#o2  
public : 4Q5v8k=  
picker( const Action & act) : Action(act) {} =F4}  
  // all the operator overloaded xjN~Y D:  
} ; [6|vx},N  
guvQISQlY  
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。 j^.P=;  
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: 0bE_iu>f'  
x3Uv&  
template < typename Right > )-@EUN0E>5  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const $u :=lA:N  
  { +,lD_{}_  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); "^H+A-R[  
} $m>e!P>%u  
g i)/iz`  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > fVM%.`  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 5kF5`5+Vj  
o2~x'*A0I  
template < typename T >   struct picker_maker ^4"_I   
  { N5\<w>  
typedef picker < constant_t < T >   > result; Lj H];=R  
} ; L*z;-,  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > W5p}oN  
  { T*IudxW  
typedef picker < T > result; X$* 'D)  
} ; dY,'6 JzC  
2Y+*vNs3  
下面总的结构就有了: pGIeW}2'9  
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。 -n9e-0  
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。 v>XE]c_  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 xn"g_2Hi  
至此链式操作完美实现。 <da! #12L  
bbJa,}R  
F!xK#~e   
七. 问题3 ld $`5!Z  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 >HFJm&lQ  
;Y"J j  
template < typename T1, typename T2 > UZ1 lI>  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const &l Q j?]  
  { JI^w1I, T  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); % Y @3)  
} 3 *G=U  
r (uM$R$o  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: L,WK L.  
ct  ZW7  
template < typename T1, typename T2 > s+[=nau('w  
struct result_2 r#XDgZtI  
  { p})&Zl)V  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; R:e:B7O~0  
} ; R9W(MLe58  
Cdv TC`~,  
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? +|.#<]GA  
这个差事就留给了holder自己。 O/k4W#  
    @.})nU  
t~AesHZpk  
template < int Order > $*PyzLS  
class holder; 4nY2v['m0  
template <> HV sIbQS  
class holder < 1 > DGU$3w  
  { ~DJ/sY2/  
public : 8]Pf:_e,+  
template < typename T > #zXDh3%]a  
  struct result_1 .,c8cq?  
  { jk|0<-3  
  typedef T & result; G67BQG\av  
} ; 0QGl'u{F  
template < typename T1, typename T2 > }LM_VZj  
  struct result_2 hE=cgO`QU  
  { _])1P?.  
  typedef T1 & result; PY^Yx$t9  
} ; @1>83-p"X  
template < typename T > dWp4|r  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const :g,rl\S7  
  { 7DI8r|~  
  return (T & )r; m:h]nm  
} l"cYW9  
template < typename T1, typename T2 > OxD\e5r  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 7 724,+2N  
  { mV;7SBoT  
  return (T1 & )r1; `Q{kiy  
} 97 1qr  
} ; S4|)N,#  
P$!Ht  
template <> 'aCnj8B  
class holder < 2 > Kkd7D_bZ*  
  { -<|E bh d3  
public : t'z] <7  
template < typename T > 3{:d$- y  
  struct result_1 bk8IGhO|m!  
  { i3kI{8h  
  typedef T & result; _ p?q/-[4  
} ; ^ML2xh  
template < typename T1, typename T2 > \>\w-ty[(  
  struct result_2 UP,(zKTA  
  { t rHj7Nw  
  typedef T2 & result; HHX9QebiST  
} ; }#Vo XilX  
template < typename T > Y(&phv&  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const }$b/g  
  {  fBQZ=zh  
  return (T & )r; V-jo2+Y5=  
} @ #V31im"N  
template < typename T1, typename T2 > 2[W Qq)\  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const `E}2|9  
  { //WgK{Mt  
  return (T2 & )r2; (Q\w4?ci  
} +8~S28"Wg3  
} ; ZI5UQH/  
+wQ GC  
;aD_^XY  
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> >。 ^goS? p/z  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: I{M2nQi  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Muarryh}  
fA|'}(kH  
return l(i, j) = r(i, j); >(\[$  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) d`^@/1tO  
#BM *40tch  
  return ( int & )i; O *jNeYA  
  return ( int & )j; XbHcd8N T  
最后执行i = j; t);5Cw _  
可见,参数被正确的选择了。 |FKo}>4  
Gk!v-h9cq  
8^M5u>=t;  
NeNKOW#X  
8l?]UFM>C  
八. 中期总结 E{j6OX\  
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: "b2Mk-qP  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 IMVoNKW-  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 71f]KalqL  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor rPQ$e!m1Ee  
uZ OUp8QQ  
ph69u #Og  
5ptbz<Xv  
|z5olu$gVc  
dLjT^ 9  
九. 简化 Q,jlKgB 5:  
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。 R4{}ZT  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 /oWB7l&  
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: _&yQW&vH#  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 A~h8 >zz*  
  +-*/&|^等 C?b Mj[$  
2. 返回引用。 dU+1@_  
  =,各种复合赋值等 L9G=+T9  
3. 返回固定类型。 ;M}bQ88  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) i3f/{D/  
4. 原样返回。 !M}&dW2  
  operator, 23Eg|Xk  
5. 返回解引用的类型。 64zO%F*  
  operator*(单目) Z#\ \NfR  
6. 返回地址。 xXLKL6F(\  
  operator&(单目) |Z!C`G[  
7. 下表访问返回类型。 vn|X,1o  
  operator[] ;m;wSp  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 {'{ssCL  
  operator<<和operator>> mQ1QJ_;  
C10A$=!  
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。 mz/KGZ5t  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: $z` jR*  
zYH6+!VBH#  
template < typename Left > 8B\,*JGY2  
struct value_return =(zk-J<nY  
  { b$g.">:$  
template < typename T > r?H {Y3 ,  
  struct result_1 ~|?2<g$gYR  
  { Vd|/]Zj  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ~*G I<n  
} ; WqwD"WX+w  
J2yq|n?2gq  
template < typename T1, typename T2 > <sd Qvlx$-  
  struct result_2 D|UDLaz~  
  { k98--kc5  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; <o p !dS  
} ; !'n+0  
} ; v]vrD2L  
Z;lE-`Z*(F  
{T.$xiR  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ]_5C5m  
ijC;"j/(  
下面我们来剥离functor中的operator() 6V!yfps)  
首先operator里面的代码全是下面的形式: vO <;Gnh~  
=]"[?a >  
return l(t) op r(t) G=\rlH]N  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) Ho*S >Y  
return op l(t) qAkx52v6  
return op l(t1, t2) )WuuU [(  
return l(t) op i Ri1E;  
return l(t1, t2) op Jd/ 5Kx  
return l(t)[r(t)] \:^$ZBQr<n  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] lD\lFN(:  
bm(0raugs  
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: *$uKg zv3  
单目: return f(l(t), r(t)); )HR'FlxOd  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); k|a{ |2p  
双目: return f(l(t)); mrk Q20D  
return f(l(t1, t2)); /|BzpIfpN  
下面就是f的实现,以operator/为例 _d)w, ;m#  
(#7pGGp*E  
struct meta_divide >q4nQ/eP  
  { 4Uz6*IQNl  
template < typename T1, typename T2 > mn4j#-  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) @v@'8E Q  
  { gXs@FhR0  
  return t1 / t2; ;%Jp@'46  
} ]';!r20  
} ; 2{#*z%|z  
T3wR0,  
这个工作可以让宏来做: C[<&% =  
z{;W$SO 2  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ C n4|qX"&t  
template < typename T1, typename T2 > \ aD 24)?db-  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; > aN@)=h}  
以后可以直接用 H;Z{R@kf  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) Iu%/~FgPj{  
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 l AE$HP'o  
(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。。。) d ID] {  
*)g*5kKN  
d<fS52~l  
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 80l(,0`,  
dax|4R  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > }me]?en_Ra  
class unary_op : public Rettype E8#y9q  
  { q{n~s=  
    Left l; |oPqX %?  
public : g 9>p?XY  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} SJIJV6}H  
OlMCF.W#3  
template < typename T > T JLz^%t  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const (#\3XBG  
      { "x3_cA~  
      return FuncType::execute(l(t)); $?ke "  
    } tj{rSg7{  
=]U[   
    template < typename T1, typename T2 > At+on9&=  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 2zArAch  
      { Xqf"Wx(X  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); I{B8'n{cN  
    } VO. Y\8/  
} ; \'BKI;  
tH17Z  
$N:m 9R  
同样还可以申明一个binary_op LvhF@%(9J  
Eu1s  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > P8z+ +h  
class binary_op : public Rettype )1lYfJ  
  { mY dU`j  
    Left l; ]+d.X]   
Right r; )<-kS  
public : /rKrnxw  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} {lx^57v  
~cU,3g  
template < typename T > C0KP,JS&  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ^9qncvV  
      { Z+I[  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); %+>I1G  
    } DV{Qbe#In  
jpOi Eo  
    template < typename T1, typename T2 > )5'S=av9  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const [eG- &u  
      { 5x4(5c5^  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); T"dWrtO  
    } GS< ,adD  
} ; vV8 y_  
 yZdM4`  
d=H C;T)  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 oAvL?2  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 'DRyOJnr  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) .NwHr6/s*  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 :N%]<Mq  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! \u",bMQF  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 WElB,a-RCp  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 J&{E  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) j.AAY?L  
下面是修改过的unary_op z`f1|Ok  
-DU[dU*~  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > Y 1LE.{  
class unary_op M0"xDvQ  
  { J"I{0>@  
Left l; jJ|O]v$N  
  >(~; V;  
public : ^ 8egn|  
=,,!a/U  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} $I>.w4G}  
LT# *nr  
template < typename T > 3ef]3  
  struct result_1 & 7JCPw  
  { sq&$   
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; hZc$`V=R  
} ; CXvL`d"  
=#n|t[h-  
template < typename T1, typename T2 > oy#Qj3M8=  
  struct result_2 om;jXf}A  
  { v7xc01x  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; }3=]1jH6  
} ; krI<'m;a  
`?91Cw=`  
template < typename T1, typename T2 > 5A:b \  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const XQHvs{P o  
  { NR^z!+oSR  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); iS=} | 8"  
} WPpl9)Qc  
^'6!)y#  
template < typename T > Y2QlK1.8V  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const "P"~/<:)  
  { #R'm|En'  
  return OpClass::execute(lt(t)); 5Y_)%u  
} YYZE-{ %  
8L6!CP_!  
} ; q %8,@xg  
GC~Tfrf=r  
;r"YZs&Xd  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug -:AknQq  
好啦,现在才真正完美了。 [|Jz s[  
现在在picker里面就可以这么添加了: y]+i. 8[  
>Vn;1|w  
template < typename Right > Ql3hq.E  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const /\_0daUx  
  { W6 f*>  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); _Cj u C`7  
} mJ)o-BV  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 =Y?M#3P.I  
=K- B I  
iRBUX`0  
8{(;s$H~  
m}'kxZTOm  
十. bind NYm2fFPc  
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。 DnMfHG[<  
先来分析一下一段例子 XjuAVNY  
^8ZVB.Fv  
9~SfZ,(  
int foo( int x, int y) { return x - y;} LIT{rR#8  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 R%"wf   
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 4 B"tz!  
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。 )k.;.7dXe  
我们来写个简单的。 #9F=+[L  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:  ?; ZTJ  
对于函数对象类的版本: g0: mm,t\  
c0sU1:e0  
template < typename Func > Nv{r`J.  
struct functor_trait ,JYvfCA  
  { PxhB=i!'$  
typedef typename Func::result_type result_type;  {F+7> X  
} ; [nZ3}o  
对于无参数函数的版本: :,h47'0A  
}S\\"SBC  
template < typename Ret > e23}'qb  
struct functor_trait < Ret ( * )() > [y7BHikX)  
  { %AwR4"M  
typedef Ret result_type; 8 2nQ]  
} ; Y;O\ >o[  
对于单参数函数的版本: &^=6W3RD  
<5%x3e"7u  
template < typename Ret, typename V1 > 0 XxU1w8\V  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > %5?qS`/c(  
  { "g;^R/sfq  
typedef Ret result_type; h:\WW;s[B  
} ;  yr9%,wwN  
对于双参数函数的版本: A.8{LY;  
b_+dNoB  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > (RW02%`jjy  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > :s`~m;Y9?  
  { 2I(b ad  
typedef Ret result_type; i0; p?4`m  
} ; Xxhzzm-B  
等等。。。 ;.>CDt-E]  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 1$2'N~`#U  
M S$^m2  
template < typename Func > 6c>cq\~E  
struct func_return G;#-CT  
  { .-2i9Bh6  
template < typename T > _+7 3Y'  
  struct result_1 n]c6nX:'  
  { 7VQ|3`!<  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; BV_rk^}Ur  
} ; "& h;\hL  
xXkP(^ Y  
template < typename T1, typename T2 > E:'TZ4Z  
  struct result_2 /Z`("X?_Kf  
  { y;aZMT.YI  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; nW#UBtZ  
} ; W?is8r:  
} ; Jm0o[4  
B'<k*9=Nv8  
AT*J '37  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 wtlIyE  
.H;[s  
template < typename Func, typename aPicker > k<xPg5  
class binder_1 ' e @`HG  
  { TrA&yXXL  
Func fn; eb%`ox@&  
aPicker pk; euO!vLdX  
public : 5A^$!q P  
wyG7SA   
template < typename T > XL SYE   
  struct result_1 O.OPIQ=?:w  
  { ;;|S QX  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 6jS:_[p  
} ; b/^i  
.%Pt[VQ  
template < typename T1, typename T2 > i b$2qy  
  struct result_2 , gYbi-E  
  { SbrKNADH%  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Q)vf>LwC2S  
} ; Z]VmTB  
B+)HDIPa-  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} <WPLjgtn3  
1dsMmD[O  
template < typename T > Lmp_8q-Ej  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const &:Mk^DH5  
  { cviPCjM  
  return fn(pk(t)); 60RYw9d%0  
} A!xx#+M  
template < typename T1, typename T2 > R#8.]  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const k+nfW]UNF  
  {  :oN$w\A  
  return fn(pk(t1, t2)); Wra$  
} fm u;Pb]r  
} ; : _,oD  
CN(}0/  
S8_>Lw  
一目了然不是么? Qf=+%-$Y  
最后实现bind Wjf,AjL\  
LN!e_b  
6 +2M$3_U  
template < typename Func, typename aPicker > ; fOkR+  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk)  F0i`HO{  
  { #gQaNc?  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); !=/wpsH  
} ?q lpi(  
}I )%Gw  
2个以上参数的bind可以同理实现。 ()\=(n!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。 /O*4/  
BSyl!>G6n8  
十一. phoenix _`Lv@T.  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: _Qh :*j!  
:"im2J  
for_each(v.begin(), v.end(), $F#eD 0|  
( GJeP~   
do_ / %9DO  
[ dm:2:A8^  
  cout << _1 <<   " , " CW+]Jv]"  
] c04;2gR  
.while_( -- _1), 9| {t%F=-  
cout << var( " \n " ) ;Yr?"|  
) :4\=xGiY  
); Sy0-tK4  
FdcmA22k*  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: m|by^40A(  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor >;NiG)Z  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 wRj||yay#-  
那么我们就照着这个思路来实现吧: ?cvV~&$gc  
~!iZn  
Z;"YUu[(  
template < typename Cond, typename Actor > Cx[Cst `  
class do_while X{BS]   
  { tbm/gOBw  
Cond cd; W|I<hY\X  
Actor act; {k15!(:i~a  
public : ]fdxpqz  
template < typename T > ]*&`J4i  
  struct result_1 ObzFh?W  
  { PJn|  
  typedef int result_type; ^U.t5jj  
} ; b+tm[@|,v  
:< *xG&  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} \jCN ]A<  
)/FEjo  
template < typename T > >V$ S\"  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const =#.qe=  
  { m2j]wUh"  
  do 1Pp2wpD4iC  
    { 1x3>XN]a  
  act(t);   B'QcD  
  } \<kQ::o1y  
  while (cd(t)); {;^GKb+  
  return   0 ; m> YjV>5  
} /DGEI&}&:u  
} ; XbYST%| .  
h}n?4B~Gi  
M=t;t0  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). Y$<p_X,  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 N;|:Ks#!  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 ]x1o (~  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 =jD9oMs  
下面就是产生这个functor的类: v"8i2+j  
>mUSRf4  
pdq5EUdS  
template < typename Actor > /`+ubFXc  
class do_while_actor a2.@Zyz  
  { Z1N=tL  
Actor act; CSVL,(Uw  
public : V: P   
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} {D`_q|  
XgPZcOzYB  
template < typename Cond > C)(/NGf  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; #``Alh8  
} ; 3hPp1wZd   
0kxe5*-|  
N+CcWs!E  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 .gs:.X)TG9  
最后,是那个do_ "YoFUfaNg  
z:W|GDD1  
Nf1&UgX  
class do_while_invoker fIii  
  { Z,:}H6Mj9  
public : %~EOq\&  
template < typename Actor > FKU)# Eo  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const TFYp=xK(  
  { ~zc B@; :  
  return do_while_actor < Actor > (act); Ox^VU2K;&.  
} Gi Max  
} do_; w|( ix;pK  
iXD=_^^o .  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? :IRQouTf:,  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 G`R_kg9$  
最后来说说怎么处理break和continue mt]50}eK  
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。 XEb+Z7L1  
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
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五