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
  • 8103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 DeO-@4+qKd  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ke4E 1T-1n  
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, o2/:e  
s\*L5{kiSl  
=~D? K9o  
iSW2I~PD  
  class filler d t/AAk6  
  { 0YH5B5b  
public : =7Ln&tZ  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} }0'=}BE  
} ; 3]Z1kB  
 N5 ME_)  
Ltlp9 S  
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: w:&" "'E  
2M %j-yG"  
W5*ldXXk  
TO wd+]B  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); fPR_ 3qgQ  
dkQ4D2W*\  
<2$vo  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 j\2Qe %d  
5mH [|_  
wQ_4_W  
"<,lqIqA;  
二. 战前分析 p{f R$-d  
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。 0w?da~  
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 /6x&%G:m#  
 Nx}nOm  
F O!Td  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); uLhGp@Dx  
  /* --------------------------------------------- */ ^y+k6bE  
vector < int *> vp( 10 ); qmS9*me {  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); qeZG/\,  
/* --------------------------------------------- */ mm/\\my  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); !xs}CxEyA  
/* --------------------------------------------- */ l.Q  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); y>o:5':;'  
  /* --------------------------------------------- */ u$ts>Q;5  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); c%&,(NJ]K  
/* --------------------------------------------- */ c_/BS n  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); }:m#}s  
1p&.\ ^  
Lg:1zC  
|G j.E  
看了之后,我们可以思考一些问题: r!r08y f  
1._1, _2是什么? B=SA +{o  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 G[64qhTC  
2._1 = 1是在做什么? 6pt,]FlU  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 ;-db/$O  
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。 TTf j 5  
aDS:82GMQ  
N,`@Q7  
三. 动工 "4b{YWv  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: Z+xkN  
.k#PrT1C  
FZ*"^=)`G  
Xo PJ?6 3  
template < typename T > E|=x+M1sH  
class assignment Yy~x`P'g!  
  { 757&bH|a  
T value; q <}IO  
public : rwWOhD)RU  
assignment( const T & v) : value(v) {} p$,7qGST  
template < typename T2 > qlhc"}5x }  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } Fe8X@63  
} ; {i>AQ+z61f  
N"9^A^w8k  
fh#:j[R4e  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 L15)+^4n  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment r CJ$Pl9R  
C(>!?-.  
y&\4Wr9m  
*r.% /^@  
  class holder O>E}Lu;|  
  { WUS%4LL(  
public : ximVh}'a  
template < typename T > 6 ;'s9s"  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const lz^Vi!|p  
  { le:}M M  
  return assignment < T > (t); #( .G;e;w  
} A6z2KVk  
} ; Q8m~L1//S  
6{I7=.V  
?;#Q3Y+  
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: y,?=,x}o#  
j32*9  
  static holder _1; q,K|1+jn  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Up Z 9g"  
%=z>kU1|  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Zx8$M5  
而不用手动写一个函数对象。 dPO"8HQ  
r?KRK?I  
cO:lpsKYQ  
G!%m~+",  
四. 问题分析 'qVlq5.  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 &wQ<sVQ0$  
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。 k8G4CFg}wP  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 f (C:J[;Z  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 <\nM5-wR  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 '!$ QI@@  
E2l" e?AN~  
五. 问题1:一致性 Uhu?G0>O  
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?| xlcCL?qQj  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 46M=R-7=  
 Ju5Dd\  
struct holder )4o8SF7lz  
  { [#wt3<d`)  
  // 8-gl$h  
  template < typename T > Ud"_[JtGM  
T &   operator ()( const T & r) const c}v8j2{  
  { S#CaJ}M  
  return (T & )r; =f@71D1  
} ;+DMv5A "  
} ; ZYY`f/qi  
2K3j3|T  
这样的话assignment也必须相应改动: %-YWn`yEm  
"#36-  
template < typename Left, typename Right > D=LsoASVI  
class assignment S^q^=q0F  
  { Nnn~7  
Left l; f:nXE&X[  
Right r; E Id>%0s5  
public : Gqq< -drR  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} X'.l h#&  
template < typename T2 > ;B< rw ^h5  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } H [M:iV  
} ; Lcg1X3$G  
uR=*q a  
同时,holder的operator=也需要改动: 8xj_)=(sV!  
{ zL4dJw  
template < typename T > zWN]#W`  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const K7$Q .  
  { H[R6 ?H@$F  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); iyR5mA  
} e\#aQ1?"  
Oo!]{[}7  
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。 ]Gj%-5G  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 6QHUBm2  
V[8!ymi0  
return l(rhs) = r; gjJ:s,Fg  
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。 wd,6/5=lh  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 9e;{o,r@  
](+u'8  
template < typename Tp > <e|B7<.  
class constant_t < A`srmS?  
  { FIJ]`  
  const Tp t; hZ>1n&[ @  
public : V+u0J"/8  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} W$}2 $}r0U  
template < typename T > AAi4} 8+\  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const gsIp y  
  { Ngrj@_J  
  return t; I'J-)D`  
} 47 &p*=  
} ; 43`Atw`\  
M VE:JNm  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 lo7>$`Q  
下面就可以修改holder的operator=了 I0bkc3  
Mf9x=K9  
template < typename T > B .?@VF  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const _bCIVf`  
  { UJ)( Sw  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); :9|CpC`.  
} bz\nCfU  
;0dl  
同时也要修改assignment的operator() @Bsvk9}  
G Mg|#DV  
template < typename T2 > 5n=~l[O  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } Z(ToemF)hi  
现在代码看起来就很一致了。 w\>@> *E>  
&7w*=f8I  
六. 问题2:链式操作 kc[<5^b5  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 _10I0Z0  
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。 x c?=fv  
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。 zrA =?[  
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。 a^)@ }4  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct \`?4PQ  
E`q)vk   
template < typename T > mN" g~o*  
struct result_1 xQs._YY  
  { _WBWFGj  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; Mgux (5`;  
} ; p v*f]Yzx  
'DB'lP  
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: nhB.>ReAi  
^}Gu'!z9D  
template < typename T > EE~DU;p;]  
struct   ref A{wSO./3  
  { HA;G{[X  
typedef T & reference; NvJ}|w,Z  
} ; \x~},!l  
template < typename T > Z7=k$e  
struct   ref < T &> xU;Q ~(  
  { SuJ4)f;'0  
typedef T & reference; gYa (-o  
} ; kO' NT:  
,z|g b]\  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 6hf6Z 3  
+`~kt4W  
template < typename T > e`t-:~'  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const a>)|SfsE  
  { w*IDL0#  
  return l(t) = r(t); L[}Ak1 A  
} |BE`ASW;  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 F)uS2  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 f26hB;n  
%8! }" Xa  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 <izn B8@  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: +IbQVU~/  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 J+f*D+x1  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 q,2 +\i  
最后的布局是: \t%rIr  
                Add hH=}<@z   
              /   \ 6e :#x:O  
            Divide   5 f]]UNS$AYQ  
            /   \ 0tp3mYd  
          _1     3 O" ,*N  
似乎一切都解决了?不。 6%fF6  
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。 &265 B_'D  
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。 I@o42%w2  
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: x10u?@  
ibQN pIz  
template < typename Right > 05/'qf7P,U  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const *BAR`+;U  
Right & rt) const _*LgpZ-2(  
  { }(Dt,F`  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); >sm<$'vZ/  
} s|o+ Im  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 }J|Pd3Q Sf  
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。 [W*Q~Wvp  
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。 5 p! rZ  
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。 Tt\G y  
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。 %<[U\TL`  
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? p1B~F  
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: Z<@dM2b)  
8AuOe7D9A  
template < class Action > .|z8WF*  
class picker : public Action \9T /%[r#  
  { E e 15Y$1  
public : "6 \_/l  
picker( const Action & act) : Action(act) {} E7>D:BQ\2  
  // all the operator overloaded K *xca(6  
} ; iFkXt<_A  
9KGi%UIFvn  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 !pAb+6~T  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: kP,^c {  
p^THoF'~T  
template < typename Right > UTR`jXCg  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const  "DsL$D2e  
  { o%sx(g=q6  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); c-q=Ct  
} kYnp$8  
vj hh4$k  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > r0(*]K:.  
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。 o GN*p_g  
}\3jcnn  
template < typename T >   struct picker_maker =--oH'P=M  
  { s{ dgUX  
typedef picker < constant_t < T >   > result; > xie+ ^  
} ; }(/\vTn*1  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > f S-PM3  
  { `Tk GI0q  
typedef picker < T > result; =u 3YRqz  
} ; SBh"^q  
/ lDei}  
下面总的结构就有了: ~Y3X*  
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。 UWo*%&J  
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。 g#b9xTG J^  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 H?cJ'Q, 5  
至此链式操作完美实现。 k<}3_   
I#PhzGC@  
2wwJ>iR`  
七. 问题3  *"Uf|  
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 keDt+^  
9>9,   
template < typename T1, typename T2 > ?4cj"i  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const E4, J"T|@  
  { Y1R?, 5  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); &>P<Zw-  
} YDYN#Ob(;  
5jAS1XG  
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: H*HL:o-[  
\wF- [']N  
template < typename T1, typename T2 > d<Dm(   
struct result_2 [,56oMd~  
  { vEw8<<cgg  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; (\UpJlW  
} ; __Zex5Y#-  
3 #"!Hg  
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? 6/6{69tnr  
这个差事就留给了holder自己。 ]-;MY@  
    (0E<Fz V  
pp@O6   
template < int Order > b|e1HCH  
class holder; eZBC@y  
template <> IG&twJR  
class holder < 1 > Y_)xytJ$  
  { ]=ADX}  
public : $plqk^P  
template < typename T > V1haAP[#  
  struct result_1 +Fb+dU  
  { !e:_$$j  
  typedef T & result; (hEg&@  
} ; G=]ox*BY  
template < typename T1, typename T2 > ZUkM8M$c  
  struct result_2 [* M':  
  { ,0c]/Sd*p  
  typedef T1 & result; ""A6n{4  
} ; 6-z(34&N  
template < typename T > ~ #7@;C<nt  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 67XUhnE  
  { >#)%/Ti}DU  
  return (T & )r; yf7|/M  
} D|*yeS4>  
template < typename T1, typename T2 > `~z[Hj=2  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const N0%q 66]1  
  { _xmQGX!|  
  return (T1 & )r1; *?\u5O(  
} mx#%oJnsi  
} ; E*h!{)z@F  
wX$|(Y }  
template <> 9J?lNq  
class holder < 2 > Q :.i[  
  { +u&[ j/  
public : ~KRS0 ^  
template < typename T > I,<?Kv  
  struct result_1 BeN]D  
  { F{.\i*$  
  typedef T & result; I&m' a  
} ; y$9! rbL  
template < typename T1, typename T2 > &=MVX>[  
  struct result_2 z1]nC]2  
  { b kc*it  
  typedef T2 & result; |j81?4<)v  
} ; jFJ}sX9]  
template < typename T > eWN g?*/  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const #4lIna%VX  
  { $wi4cHh  
  return (T & )r; TQmrL  
} C<3<,~gI  
template < typename T1, typename T2 > 22=sh;y+2  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const -jy0Kl/p  
  { \=7jp|{Yl  
  return (T2 & )r2; kiyc^s  
} Fi67"*gE  
} ; V.z8 ]iG  
[8^q3o7n  
3 z(4axH'  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 k@un}}0r  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: ~D>pu%F  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ~bC A8  
M;,$ )>P  
return l(i, j) = r(i, j); \Dy|}LE  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) :)D7_[i  
-YAtM-VL  
  return ( int & )i; g_`a_0v  
  return ( int & )j; w3ni@'X8  
最后执行i = j; ,aLwOmO  
可见,参数被正确的选择了。 )t"-#$,@  
i/%l B  
WA"~6U*  
-PAEJn5$O  
)?UoF&c/  
八. 中期总结 vM6W64S  
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: No} U[u.O  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 8ZVQM7O  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 (X,i,qK/  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor +Gt9!x}#e  
HyU:BW;  
V7Cnu:0_  
[i /!ovcY  
0^gY4qx[u  
Vv}R S@4U  
九. 简化 JRo/ HY+  
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。 YE{ [f@i0  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 c\1X NPGG  
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: @m9pb+=v  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 pWGR #x'  
  +-*/&|^等 o5tCbsHj-  
2. 返回引用。 B5;%R01A  
  =,各种复合赋值等 1xW!j!A;  
3. 返回固定类型。 Giv,%3'  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) oCa Ymi=:  
4. 原样返回。 BsIF3sS#9  
  operator, OL>>/T  
5. 返回解引用的类型。 !S':G  
  operator*(单目) $u!(F]^  
6. 返回地址。 Q+T#J9Y  
  operator&(单目) 1@}F8&EZ  
7. 下表访问返回类型。 'F/oR/4,  
  operator[] Qh1pX}X  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 rF-SvSj}  
  operator<<和operator>> A-CU%G9  
t<p#u=jOa  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 ?ZlXh51  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: +?{"Q#.>;  
#c^]p/  
template < typename Left > o+E~iC u5  
struct value_return szsVk#p  
  { Svn7.Ivep  
template < typename T > x|~8?i$%  
  struct result_1 ?%  24M\  
  { i< ^X z  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ?s^qWA  
} ; x.+T65X~4  
2?t@<M]  
template < typename T1, typename T2 > IgX &aW  
  struct result_2 U6M ~N0)Yr  
  { c4tw)O-X  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; eJ?oz^  
} ; mAW.p=;  
} ; 6nW)2LV  
90Ki.K0  
wXQxZuk[  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait Tz @=N]D  
F06o-xH=  
下面我们来剥离functor中的operator() Ou_H&R  
首先operator里面的代码全是下面的形式: Njc@5*rJ &  
TJ"-cWpO1  
return l(t) op r(t) <1|[=$w  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) =0ZRG p  
return op l(t) Z}+}X|  
return op l(t1, t2) GTdoUSUq  
return l(t) op r:g\  
return l(t1, t2) op d0:LJ'<Q  
return l(t)[r(t)] 5kiW@{m  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] :0J`4  
PK[mf\G\  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: 9J3fiA_  
单目: return f(l(t), r(t)); M=^d  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); }>@\I^Xm,  
双目: return f(l(t)); G4cgY|71  
return f(l(t1, t2)); Cyg2o<O@  
下面就是f的实现,以operator/为例 l_h:S`z.  
/$c87\  
struct meta_divide I1<WHq  
  { Vu$m1,/  
template < typename T1, typename T2 > +{:uPY#1  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) {kpF etXt?  
  { ok:uTeJI  
  return t1 / t2; QLd*f[n  
} F/oqYk9`  
} ; `Lr], >aG  
W"NI^OX  
这个工作可以让宏来做: t8^1wA@@V  
I"Zp^j  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ < z<>E1ZLI  
template < typename T1, typename T2 > \ eAy,T<#  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 8 lggGt  
以后可以直接用 `c  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) Uy?jVPL  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 kXz ~ez 7  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) q'mh*  
]m+%y+  
(]]hSkE  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 *[si!e%  
CWdsOS=  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > `!]|lI!GW  
class unary_op : public Rettype 2k.VTGak  
  { :iE b^F}  
    Left l; 7e"}ojt$  
public : }A3/(  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} :&BPKqKp  
N5?bflY  
template < typename T > <%)vl P#@  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const y7HFmGM  
      { z!}E2j_9P  
      return FuncType::execute(l(t)); TQ"XjbhU;X  
    } (`.# n3{  
p2STy\CS  
    template < typename T1, typename T2 > m+c-"arIpA  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const J M`w6}  
      { ]_s3<&R  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); !l[;,l   
    } &=@{`2&  
} ; e9LX0=  
|*bUcS<S  
C$w%! jE  
同样还可以申明一个binary_op !^arWH[od  
R$&;  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > a#p+.)Wm  
class binary_op : public Rettype Rta}*  
  { m\>gOTpA4  
    Left l; Hx#YN*\.M  
Right r; kt yplo#F  
public : xFu ,e  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} u]*7",R uU  
x1gS^9MqCB  
template < typename T > (5$Ge$  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Z=Y29V8  
      { B}"R@;N  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); "c%wq 0  
    } C*Q7@+&  
zhJeTctRz  
    template < typename T1, typename T2 > :2/L1A)O  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 0+\725DJ  
      { k3Yu"GY^  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); O,%UNjx9K  
    } i c{I  
} ; .tRm1&Qi  
Fs]N9],=I  
".}R$ W  
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 {K|?i9K  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Jh+;+"  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) Cd'D ~'=  
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。 Qa2h#0j  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! I_1?J* b4k  
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。。。 Cmx<>7fN  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 vP{i+s18B  
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) YJ~<pH  
下面是修改过的unary_op 75\ZD-{T:  
9B~&d(Bm  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > #Y= A#Yz,{  
class unary_op ;f%@s1u  
  { rxp|[>O<  
Left l; a?gF;AYk  
  5AT^puL]]  
public : 3,i j@P  
x}2nn)fdZ  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} t|@5 ,J  
J`g5Qn @S  
template < typename T > WsbVO|C  
  struct result_1 2P:X_:`~[  
  { &r[f ;|o  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Yo%U{/e  
} ; B~:yM1f@u4  
yl$Ko  
template < typename T1, typename T2 > ]*NYuEgc  
  struct result_2 $z!G%PO1%  
  { ";.j[p:gi  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; hT%fM3|,e  
} ; :s_o'8z7L  
5=;cN9M@  
template < typename T1, typename T2 > ue8 @=}  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const -O &>HA  
  { !$n@:W/  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); KaEaJ  
} xR-;,=J  
`GE8?UO-  
template < typename T > { {?-& yA  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const IWYQ67Yj   
  { ~Jf(M ^E  
  return OpClass::execute(lt(t)); R\cx-h*  
} QP~["%}T  
l]wfL;u  
} ; FW[|Zq;}  
C6c*y\O\7  
(?A c`H  
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 ((Av3{05H&  
好啦,现在才真正完美了。 F7' MoH  
现在在picker里面就可以这么添加了: M*k,M=sX  
z1b@JCWE  
template < typename Right > 0;x&\x7K  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const n U=  
  { h,y_ ^cf  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); A*BN  
} b7hICO-w  
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。 (J4( Ge  
4Kt0}W  
nt"\FZ*;3  
!hJ!ck]M  
XRV~yBIS  
十. bind K 91O$'J  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 ~_0XG0oA  
先来分析一下一段例子 U;kN o3=  
Wlg1t~1=  
"KF]s.  
int foo( int x, int y) { return x - y;} Cn=#oE8(A  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 j0"4X  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 :CqR1_n%  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 Vk`Uz1*  
我们来写个简单的。 o5Rv xGN  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: C/ VHzV%q  
对于函数对象类的版本: s/t,6-~EH  
Mq\?J{E  
template < typename Func > w^cQL%  
struct functor_trait cjtcEW  
  { vH}VieU  
typedef typename Func::result_type result_type; djoP`r  
} ; ^[R/W VNk  
对于无参数函数的版本: 'I}wN5`  
uzb|yV'B  
template < typename Ret > ]N\D^`iQ  
struct functor_trait < Ret ( * )() > zr A3bWs  
  { *'?V>q,  
typedef Ret result_type; E|oOd<z  
} ; %p7onwKq0  
对于单参数函数的版本: g`Q!5WK*  
Mig l  
template < typename Ret, typename V1 > d%L/[.&  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > toU<InN  
  { ?.-+U~  
typedef Ret result_type;  `wIWK7i  
} ; U)iBeYW:  
对于双参数函数的版本: S&&Q U #  
,jW a&7  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > c M<08-:v  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > xY.?OHgG/  
  { ,y-!h@(  
typedef Ret result_type; *Jt+-ZM  
} ; ;jQ^8 S  
等等。。。 u^i3@JuX  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy <e S+3,  
Z;tWV%F5  
template < typename Func > #}Xsi&:XU  
struct func_return 0k_3]Li=(  
  { p1.3)=T  
template < typename T > 4$mtc*tzT  
  struct result_1 owyQFk  
  { B>S>t5$  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; $Fi1Bv)  
} ; kaoiSL<[6  
B\aVE|~PB  
template < typename T1, typename T2 > oLq N  
  struct result_2 9s7TLT k  
  { q<^MC/]  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; II=!E  
} ; {61Y;  
} ; o!&+ _BKw  
oxUBlye  
P0sAq7"  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 JrX. f  
Q`;eI a6U  
template < typename Func, typename aPicker > |TQ4:P1T  
class binder_1 Wl+spWqW  
  { $-jj%kS  
Func fn; M0?%r`  
aPicker pk; eJ ^I+?h  
public : JvP>[vb  
19[!9ci  
template < typename T > DSq?|H  
  struct result_1 ox\D04:M  
  { D dCcsYm,  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; [~G1Rz\h  
} ; E="uDHw+  
h qhX  
template < typename T1, typename T2 > 9x8Vsd  
  struct result_2 9:=:P>  
  { IDpx_  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; b5KK0Jjk  
} ; i\DU<lD5VN  
8TU(5:xJo  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 4M6[5RAW{  
{9Ok^O  
template < typename T > tGbx/$Y   
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const .yD 6$!6  
  { |b^UPrz)VS  
  return fn(pk(t)); 0V^I.S/q  
} T2tvU*[=  
template < typename T1, typename T2 > {^:NII]  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ;KEie@Ry  
  { ;+#Nb/M  
  return fn(pk(t1, t2)); 8Z "f"  
} G$QN_h,}  
} ; ;mGPX~38  
gf9U<J#&C  
)~ &gBX  
一目了然不是么? ?2\oi*$  
最后实现bind @_#\qGY  
YV@efPy}n  
GCfVH?Vx  
template < typename Func, typename aPicker > wArfnB&  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) u3pFH(  
  { ~#}T|  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); g0B%3v  
} x',6VTz^  
Z|ZB6gP>h1  
2个以上参数的bind可以同理实现。 =_ b/ g  
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。 {s*2d P)  
^M;#x$Y?  
十一. phoenix v=cQ`nou  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: ,w BfGpVb  
;YW@ 3F-h  
for_each(v.begin(), v.end(), HiH<'m"\.  
( NuD|%Ebs  
do_ SO[ u4b_"h  
[ \[^! ys  
  cout << _1 <<   " , " n 9`]}bnX  
] uLPBl~Y  
.while_( -- _1), P t/]Z<VL  
cout << var( " \n " ) )c'E9ZuZ>d  
) aW{5m@p{"  
); 0\B{~1(^  
(}.MB3`#C  
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: X?n=UebO^  
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 YhS_ ,3E  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 dt+r P%  
那么我们就照着这个思路来实现吧: tpO '<b  
#d-zH:uq  
~T-uk  
template < typename Cond, typename Actor > nhjT2Sl  
class do_while x|G :;{"+6  
  { ,uPcQ  
Cond cd; ubOXEkZ8N  
Actor act;  ms&1P  
public : !Hl]&  
template < typename T > {+E]c:{  
  struct result_1 K%x]:|,>M  
  { jnT Tj l  
  typedef int result_type;  HG?+b  
} ; [3nWxFz$R  
/WE\0bf  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 3Ke6lV)uq  
}YFM4 0H  
template < typename T > m} s.a.x  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 9*ZlNZ  
  { Bps%>P~.  
  do T>rmm7F  
    { d!0rq4v7  
  act(t); xn503,5G*7  
  } M.- {->  
  while (cd(t)); $m2#oI 'D  
  return   0 ; _Tor9Tj  
} kodd7 AD  
} ; 6{1=3.CL  
:e;6oC*"q  
VYkh@j  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). f?)7MR=  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 PD.$a-t  
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。 4hwb] Yz  
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。 Qa )+Tv  
下面就是产生这个functor的类: )c' 45 bD  
8lYA6A  
`HXv_9  
template < typename Actor > -GPJ,S V>  
class do_while_actor >aO.a[AM  
  { 2RX]~}  
Actor act; @`4T6eL5  
public : 6Qt(Yu*s  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} y2#>a8SRS  
}]o8}$&(  
template < typename Cond > 3u/JcU-<  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; O?Bf (y  
} ; fOHbgnL>  
x'x5tg  
M8X6!"B$Y  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 fc*>ky.v  
最后,是那个do_ >80k5$t  
`z(o01y  
3LLG#l )8  
class do_while_invoker x:MwM?  
  { ^:{8z;w!(  
public : |gO7`F2  
template < typename Actor > {S{%KkAV  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const \DQu!l@1U  
  { z!3=.D  
  return do_while_actor < Actor > (act); );d07\V  
} hi!A9T3%}M  
} do_; 9AVj/?kmU  
{q)d  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? l!x+K&  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 U3a2wK  
最后来说说怎么处理break和continue =\%ER/  
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。 f X[xZGV,  
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
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五