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
  • 5689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 xeGl}q|  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ?e. Ge0&  
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, gl$Ks+o d  
_>LI[yf{  
V(5=-8k  
]w+n39da  
  class filler G)S (a4  
  { 6zf3A:]&{  
public : cj5; XK  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} !gKz=-C  
} ; 1\{_bUZ&  
R'Uw17I  
eM1=r:jgE  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: \{RMj"w:  
R=ipK63  
] C&AU[U*  
!VXs yH3r5  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); nz}} m^-j  
bFv,.(h'  
4uV,$/  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 M`=bJO:  
O7x'q<PFU  
{=q$k=ib  
i"HENJyCb  
二. 战前分析 0)^$9 Z  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 -<jd/ 5  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 Tx|}ke~  
v Wt{kg;  
@}r2xY1  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 8e:\T.)M  
  /* --------------------------------------------- */ Wi5rXZS  
vector < int *> vp( 10 ); M#U#I :z%  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); .vm.g=-q  
/* --------------------------------------------- */ (0c L! N;;  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); bY>JLRQJ-  
/* --------------------------------------------- */ ~ZN]2}  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); O*:8gu'Y2  
  /* --------------------------------------------- */ |LwW/>I  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); %dN',  
/* --------------------------------------------- */ ZnVx 'Y  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); VY#:IE:T  
3ZhB 8 P  
Onqd2'%<  
sgRD]SF  
看了之后,我们可以思考一些问题: p^(gXzW  
1._1, _2是什么? Z`9yGaTO  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 .Y^UPxf@  
2._1 = 1是在做什么? YcQ3 :i  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 U&\2\z3{  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 D{J+}*y  
v)VhR2d3  
2!y%nkO*  
三. 动工 vvDaL$  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: +I9+L6>UR  
i,h)  
$d +n},[C{  
,O;+fhUJ(  
template < typename T > pEn3:.l<  
class assignment .0eHP  
  { WL6p+sN'  
T value; +1] xmnts  
public : < "8<<   
assignment( const T & v) : value(v) {} eT4+O5t  
template < typename T2 > j. m(Z}  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } NyTGvBf  
} ; \!_:<"nX.  
Hh<3k- *d  
Q~L"Mr8>V  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 `Qc_]CWYH  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment kV mJG#  
1q&gTvIp  
!:7aXT*D$  
EA/+~ux  
  class holder 'h:[[D%H`  
  { ;44?`[oP  
public : :M%s:,]R  
template < typename T > hny):59f  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const l Zq`,E_L  
  { vcsMU|GGh  
  return assignment < T > (t); @6~OQN  
} T 5jZd@VT,  
} ; +EnJyli  
,XZ[L? >  
o (OC3  
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: | gou#zi  
7T)J{:+0!|  
  static holder _1; pKM5<1J  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 w ,CZ*/^  
g3i !>  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); luEP5l2&  
而不用手动写一个函数对象。 jgb>:]:  
0tzMu#  
dF- d  
wW1E 'Vy{  
四. 问题分析 e+ZC<Bdh  
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。 -bq\2Yc$]  
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。 g@ ZZcBx  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 X[XSf=  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 6}vPwI  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 vT7ei"~&u  
I2b\[d  
五. 问题1:一致性 }+_Z|>qv  
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?| m9Z3q ;  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 >#MGGCGL  
- /s2'  
struct holder L'>t:^QTh  
  { p4|Zz:f  
  // |c]Y1WwDx  
  template < typename T > /y \KLa  
T &   operator ()( const T & r) const !7:~"kk  
  { n-cz xq%n  
  return (T & )r; Xu1tN9:oE  
} h.\9a3B:r  
} ; x{B%TM-Ey  
CpAdE m{  
这样的话assignment也必须相应改动: qX(sx2TK  
{FavF 9O  
template < typename Left, typename Right > Tk'YpL#U  
class assignment "ct_EPr`  
  { \\qw"w9  
Left l; NINaOs  
Right r; /}]Irj4m  
public : [y>;  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} tcg sXB/t  
template < typename T2 > 0 w"&9+kV  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 4YVxRZ1[3  
} ; XG5mfKMt+  
|!\(eLR9>  
同时,holder的operator=也需要改动: <*Kj7o{Qn  
wec |~Rc-  
template < typename T > UeVRd  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const P2nb&lVdu  
  { X3KP N  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); *lN>RWbM%  
} &k5 Z|d|  
]< 0|"NL  
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。 t._W643~  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 <tEN1i  
&oWdBna"_  
return l(rhs) = r; && }'  
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。 D/CSR=b  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: )ow|n^D($M  
T/%s7!E  
template < typename Tp > 6 ]@H.8+  
class constant_t .[-d( #l{l  
  { a9ab>2G?FR  
  const Tp t; cTKj1)!z?X  
public : y@|gG&f T  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} NhxTSyT"t  
template < typename T > -P09u82  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const =NH p%|  
  { s!q6OVJ-  
  return t; su}> >07  
} 89>U Koc?  
} ; Ld[zOx  
N1RZ  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ;[-dth  
下面就可以修改holder的operator=了 r@3VN~  
=<.8  
template < typename T > D]9I-|  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const VP$`.y  
  { 'm@0[i  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); "28b&pm  
} Cwxy ~.mI  
+8FlDiP  
同时也要修改assignment的operator() '3f"#fF6  
Qa nE]  
template < typename T2 > JDi|]JY  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 9PA\Eo|Yb  
现在代码看起来就很一致了。 F/\w4T  
b!Q|0X.?  
六. 问题2:链式操作 j*m7&wOE  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 _MfB,CS  
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。 aClXg-  
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。 ic:_v?k  
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。 VRYj&s'@  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct [N}:Di,S  
) 5r*2I  
template < typename T > uL^Qtmm>M  
struct result_1 igp[cFN  
  { n|vIo)  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; -X~VXeg  
} ; Z8P{Cr~U9  
e9;<9uX  
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: :,$:@  
y K~;LV  
template < typename T > a%"My;8  
struct   ref dnVl;L8L3  
  { @, D 3$P8}  
typedef T & reference; K@P5]}'#  
} ; )8ejT6r  
template < typename T > )miY>7K  
struct   ref < T &> 48CLnyYiF  
  { H/>86GG  
typedef T & reference; oagxTFh8~  
} ; q/Dc*Qn m  
PsTPGK#S  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: +(iM]L$Fw%  
>&mlwxqv  
template < typename T > "VxZnT  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const vgSs]g  
  { Kd8V,teH  
  return l(t) = r(t); R9o3T)9V  
} kAbRXID  
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。 [ Y_6PR  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 A.<HOx&#  
0wV!mC  
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 Yxye?R-:  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: OPR+K ?  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 C`c;I7  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 P8DY*B k  
最后的布局是: GwHMXtj4  
                Add 5|!x0H;  
              /   \ -o<L%Y<n2  
            Divide   5 9^Q:l0|  
            /   \ >s}b q#x  
          _1     3 a;J{'PHu  
似乎一切都解决了?不。 5 T1M:~u i  
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。 Q}~of}h/  
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。 Z -`j)3Y  
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: JnCp'`  
]%jlaXb  
template < typename Right > c#M 'Mye  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const (.,`<rXw  
Right & rt) const ps1ndGp~#  
  { B5>h@p-UV  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); beFVjVVHq  
} rr fL [  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ;/#E!Ja/ u  
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。 nj99!"_   
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。 @O#4duM4Qz  
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。 kVk^?F  
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。 5K13    
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? 8Czy<}S<G  
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: >;}np F>  
(3`Q`o;  
template < class Action > k;PQVF&E  
class picker : public Action "h'0&ZP~_  
  { $F-qqkR$  
public : W!pLk/|ls  
picker( const Action & act) : Action(act) {} <Y9vc:S  
  // all the operator overloaded w4U]lg<}E  
} ; SovK|b &  
YRF%].A%2  
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。 '+ 1<7jl&I  
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: s0"S;{_#  
',k0 _n?t  
template < typename Right > "/Fp_g6#:  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const _V6jn~N  
  { lj $\2 B  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); [OBj2=  
} 1TbY,3W  
Z.+-MNWV  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ZzPlIl}\  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 2@ vSe  
-M}#-qwf  
template < typename T >   struct picker_maker u"r~5  
  { pOQ'k>!  
typedef picker < constant_t < T >   > result; zRPXmu{t  
} ; RWtD81(oC'  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > Yz;Hu$/  
  { l`8S1~j  
typedef picker < T > result; 1a4HThDXP  
} ; PV vNu5k  
'"LrGvkZ  
下面总的结构就有了: =,&PD(.  
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。 +h^>?U,  
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。 | Zx  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 h')@NnFP 1  
至此链式操作完美实现。 S(Md  
5qtZ`1Hq  
Q{6Bhx *>  
七. 问题3 u5^fiw]C  
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。 [_6_A O(Z  
Ijq1ns_tx8  
template < typename T1, typename T2 > mw%do&e  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const e`ti*1]q  
  { P3 se"pP  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); f3Ior.n(  
} >oi`%V  
\G}EI|Wo  
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: #UL:#pY  
22S4q`j  
template < typename T1, typename T2 > An cmSi  
struct result_2 $6.CN#  
  { BYt#aqf  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; :iJ+ImBpK  
} ; nPh 5(&E  
KCd}N  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? %cMX]U  
这个差事就留给了holder自己。 rlr)n\R#  
    :&ir5xHS  
=4cK9ac  
template < int Order > 4hdxqI!y2  
class holder; ?}"$[6.  
template <> YL \d2  
class holder < 1 > R{GOlxKs C  
  { XB,  2+  
public : ($EA/|z  
template < typename T > t98t&YUpm  
  struct result_1 s*{l}~fPkW  
  { ~*RG|4#  
  typedef T & result; ]b!o(5m  
} ; B}_*0D  
template < typename T1, typename T2 > t%Hg8oya  
  struct result_2 xayo{l=uGv  
  { = #]^H c  
  typedef T1 & result; <EFA^,3t%  
} ; _MQ)  
template < typename T > x? 3U3\W  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const W1S7%6y_1  
  { C o v,#j j  
  return (T & )r; [ sJ f)<  
} <?'d \B  
template < typename T1, typename T2 > O?e38(  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const  nN1\  
  { Yy`\??,  
  return (T1 & )r1; p2 u*{k{  
} 9}4P%>_  
} ; /NfuR$oMd  
}SYR)eE\  
template <> /.r|ron:e  
class holder < 2 > :U_k*9z}=  
  { !_CBf#0  
public : 3Ob"R%Yo  
template < typename T > vI3L <[W  
  struct result_1 i"mN0%   
  { "L^]a$&  
  typedef T & result; a^_\#,}  
} ; 0nUcUdIf+  
template < typename T1, typename T2 > @\0U`*]^)  
  struct result_2 0 `%eP5  
  { \M0-$&[+Z  
  typedef T2 & result; P34UD:  
} ; ;sd[Q01  
template < typename T > Z.6M~  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const !$N^Ak5#  
  { Bfe#,  
  return (T & )r; F N6 GV  
} ,:POo^!/fT  
template < typename T1, typename T2 > uFQ;}k;}  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const t}L kl(  
  { 4FURm@C6  
  return (T2 & )r2; Nn<TPT[,  
} wdg,dk9e$  
} ;  h>\T1PM  
jp=z ^l  
|#9Nu9ak  
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> >。 4po zTe  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: aphfzo  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ,aOi:aaZRT  
^o&3+s} M  
return l(i, j) = r(i, j); G J"S*30  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) q6DuLFatc*  
&Omo\Oq&W>  
  return ( int & )i; 6;s.%W  
  return ( int & )j; nvY3$ Ty  
最后执行i = j; Xc"l')1H  
可见,参数被正确的选择了。 MLwh&I9)  
i) v ]  
52Sq;X  
N$>.V7H&  
$yxwB/O(  
八. 中期总结 d%+oCoeb  
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: >np!f8+d"q  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 >h:rYEsh8V  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 'fpm] *ig  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor Y'-@O"pK  
OsI>gX>  
l;{n" F  
%N5gQXg  
[7x,&  
#dy z  
九. 简化 ED0\k $  
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。 2ZTz{|y  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Bgb~Tz'  
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: KnL-qc  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 e4:,W+g,9  
  +-*/&|^等 ay~c@RXW  
2. 返回引用。 {"{kWbXZ  
  =,各种复合赋值等 matW>D;J  
3. 返回固定类型。 h-r\ 1{Q1]  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) r{NCI  
4. 原样返回。 P5$d#Y(=  
  operator, 0 D^d-R,  
5. 返回解引用的类型。 >s0A.7,5  
  operator*(单目) +xoh=m  
6. 返回地址。 a)L\+$@*  
  operator&(单目) 581Jp'cje  
7. 下表访问返回类型。  TA;r  
  operator[] ."`mh&+`  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 >]b>gc?3  
  operator<<和operator>> sVXIR  
9*fA:*T  
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。 q!UN<+k\h  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 0,a/t jSr  
=VA5!-6<Uq  
template < typename Left > m~7[fgN2  
struct value_return MU_8bK9m  
  { i'XW)n  
template < typename T > N RB>X  
  struct result_1 _8zZ.~)  
  { T}fH  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; Nf@-i`  
} ; ;MSdTHN"  
7 2Zp%a=  
template < typename T1, typename T2 > ~>2DA$Ec  
  struct result_2 ? 2#tIND  
  { X8(H#Ef[  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; W^U6O&-K  
} ; kdmmfw  
} ; :Q\Es:y  
YoC{ t&rY  
Cn\5Vyrl  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait @:2<cn`  
op!ft/Yyb  
下面我们来剥离functor中的operator() :vsBobiJ  
首先operator里面的代码全是下面的形式: |:qaF  
Tt^PiaS!  
return l(t) op r(t) o 8fB  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) XFj\H(D  
return op l(t) W^(:\IvV  
return op l(t1, t2) FE'|wf  
return l(t) op .>X 0 $#  
return l(t1, t2) op @^q|C&j  
return l(t)[r(t)] ;i;2cq  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ucP"<,a  
0cGO*G2Xr  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: `5SLo=~  
单目: return f(l(t), r(t)); i sK_t*  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); fRcs@yZnS  
双目: return f(l(t)); f&=WgITa  
return f(l(t1, t2)); ZnrsJ1f:  
下面就是f的实现,以operator/为例 .8.4!6~@  
l g0 'qH8  
struct meta_divide  F,hiKq*  
  { v8{ jEAK  
template < typename T1, typename T2 > , ZisJksk  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) blVt:XS{,m  
  { hq[:U?!Tt  
  return t1 / t2; ! .q,m>?+  
} wP|Amn+;  
} ; SRP.Mqg9  
CIt%7 \c  
这个工作可以让宏来做: 1\t#*N  
iY~.U`b`  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ NA :_yA"  
template < typename T1, typename T2 > \ [ClDKswq  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 2`Dqu"TWh  
以后可以直接用 H$@5\pP>  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) \]:}lVtxS  
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 hXAgT!ZD  
(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。。。) "d5nVO/  
d:<</ah  
pq T+lai)#  
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 ]3KMFV}  
hRU5CH/!  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > v47S9Vm+  
class unary_op : public Rettype V(6*wQ`&  
  { sxK|0i}6  
    Left l; d*B^pDf  
public : *UerLpf  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} W{El^')F  
^Rpy5/d  
template < typename T > 4uX|2nJ2!;  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 8\lRP,-  
      { mJ #|~I*Z-  
      return FuncType::execute(l(t)); 8h?):e  
    } ~dtS  
HL`=zB%  
    template < typename T1, typename T2 > :-[y`/R  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const |_h$}~ ;  
      { qN=l$_UD  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); Nn/f*GDvK  
    } HxAN&g *:  
} ; 39yp1  
#/,WgsAC  
:lfUVa{HN  
同样还可以申明一个binary_op j@o \d%.'!  
lSG"c+iV  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > \jpm   
class binary_op : public Rettype _\ &N<  
  { .%"s| D  
    Left l; ahUc ;S:v#  
Right r; 6 3NhD  
public : 1;E^3j$  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} c e\|eN[  
$sxm MP  
template < typename T > [Yyb)Qf  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const vVy X[ZZ  
      { p"dK,A5#)  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); x|=]Xxco  
    } J1\H^gyW)  
uD0<|At/  
    template < typename T1, typename T2 > i]{-KZC  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const >qL-a*w:a  
      { 2R`dyg  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ?= R C?K  
    } 2mt S\bAF  
} ; {/2 _"H3:  
|=rb#z&  
3;'RF#VL  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 DGJt$o=&@  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 |Bhj L,  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) <tn6=IV  
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。 n7p,{KSQ  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! xgQ&'&7l  
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。。。 "q]r{0  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 g;eoH  
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) A dL>?SG%  
下面是修改过的unary_op T!YfCw.HZ  
ls,;ozU  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > = lMs1}S9  
class unary_op T*"*##c  
  { LcW:vV|'K  
Left l; LD gGVl  
  K^Ixu~  
public : 6mml96(  
uG^RU\(  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} *>,#'C2  
K)&oDwk  
template < typename T > {x\lK;  
  struct result_1 .Gcs/PN   
  { 2PDU(R  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; q_b,3Tp  
} ; YsA.,   
G9AQIU%ii  
template < typename T1, typename T2 > M@a=|N~  
  struct result_2 x&d:V  
  { -oMp@2\e  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; *t_JR  
} ; :(TOtrK@  
=C4!h'hz  
template < typename T1, typename T2 > p->b Vt  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const +'ADN!(B_  
  { "eH.<&  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); P>wTp)  
} *V[6ta'  
*R_mvJlT  
template < typename T > di|5|bn7  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Z~6PrM-M  
  { O!ngQrI  
  return OpClass::execute(lt(t)); 48g`i  
} "8*5!anu-  
j= vlsW  
} ; | HfN<4NL  
eZv G  
uD8,E!\  
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 %$ ^ eY'-'  
好啦,现在才真正完美了。 }pOJM &I  
现在在picker里面就可以这么添加了: <c_'(   
SUaXm#9  
template < typename Right > A[8vD</}_  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const i}e4P>ADD  
  { sA:k8aj  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); nS9 kwaO  
} .?dYY;P  
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。 vcz?;lg  
0UN65JBuD  
%(d0`9  
K0-AP $  
8I)}c1j`v  
十. bind i7|sVz=  
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。 8=DZ;]XD.  
先来分析一下一段例子 `CqF&b  
(>M@Ukam:  
CZ|h` ";P2  
int foo( int x, int y) { return x - y;} bU{lV<R,  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 `S:LuU8e  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 a<Ksas'5S  
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。 =2R0 g2n  
我们来写个简单的。 ",>,t_J  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: jlb=]hp8%  
对于函数对象类的版本: 2|:x_rcj  
K['Gp>l  
template < typename Func > oBI@.&tG}  
struct functor_trait GSaU:A  
  { ~(Xzm  
typedef typename Func::result_type result_type; T@gm0igW/;  
} ; Q)%a2s;  
对于无参数函数的版本: |N+uEiJ  
35 3*D%8  
template < typename Ret > OqlP_^Zz7p  
struct functor_trait < Ret ( * )() > BQF7S<O+  
  { "iPX>{'En  
typedef Ret result_type; r~Vb*~U"  
} ; y#?AW`|  
对于单参数函数的版本: 6[S-%|f  
|L%d^m  
template < typename Ret, typename V1 > M0Vs9K=  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Ns5'K^  
  { S E0&CV4  
typedef Ret result_type; ]h 4r@L3  
} ; V4tObZP3Ff  
对于双参数函数的版本: AB[#  
^7-l<R[T  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > @*"H{xo.U  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > "Wn8}T*  
  { V)#rP?Y  
typedef Ret result_type; L3|~ i&k  
} ; #:M <<gk  
等等。。。 D?`|`Mu  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy !6pE0(V^+4  
1qN+AT  
template < typename Func > W_Eur,/`  
struct func_return k:* (..!0z  
  { &+Yoob]P  
template < typename T >  ie4BE'  
  struct result_1 @78%6KZ`i  
  { XTS%:S  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ?r/)s()ALf  
} ; P`]p&:  
"e@?^J)  
template < typename T1, typename T2 > VB&`g<  
  struct result_2 >8=rD  
  { ,); -v4$  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; _n=,H  
} ; -E,p[Sp  
} ; rls\3 R(jt  
l#^weXSlk  
"c*&~GSE4  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 r"_SL!,^  
(^mpb  
template < typename Func, typename aPicker > _}3NLAqg  
class binder_1 3JXKp k?   
  { Kp?j\67S  
Func fn; G * '1[Bu  
aPicker pk; &N:`Rler  
public : NhF<2[mt  
{/}p"(^  
template < typename T > ~LSD\+  
  struct result_1 f,0,:)  
  { i[ 40p!~  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; *G(ZRj@ 33  
} ; ~%d*#Yxq  
K</="3 HK  
template < typename T1, typename T2 > b|E1>TkY  
  struct result_2 *7UDTgY  
  { -I*NS6  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; %h "%G=:  
} ; Y2>0Y3yM  
.XPPd?R  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} c(r8 F[4w  
eiwPp9[08  
template < typename T > &09g0K66  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const !lk9U^wnd  
  { ,*j@Zb_r  
  return fn(pk(t)); /6yH ,{(a  
} 'm|PSwB7  
template < typename T1, typename T2 > z\r29IRh  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const =x5k5NIF  
  { SJ).L.Cm6  
  return fn(pk(t1, t2)); :!<U"AC  
} J8#3?Lp  
} ; *7G5\[gI$  
]5sU =\  
p}d+L{"V  
一目了然不是么? R/@n+tb e  
最后实现bind yR4++yk  
_ a -At  
n2;Vrs,<1&  
template < typename Func, typename aPicker > B(qwTz 51  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) .qg 2zE$0  
  { ?i5=sK\  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); h[}e5A]}  
} 8s)(e9Sr  
z%44@TP  
2个以上参数的bind可以同理实现。 Dio9'&DtC  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 X}G3>HcP  
cByUP#hW  
十一. phoenix |7@@~|A  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: *D:uFo,xn  
*@zya9y9q  
for_each(v.begin(), v.end(), X-}]?OOs  
( ],xvhfZ"dn  
do_ 53O}`xX!6  
[ hhcO ]*  
  cout << _1 <<   " , " =}m'qy  
] MHF7hk ps}  
.while_( -- _1), F%`O$uXA  
cout << var( " \n " ) TDZ p1zpXb  
) DA9f\q   
); 26[m7\O  
;QqC c!b  
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: akV-|v_  
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 JHCXUT-r{  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 rkWiGiisM  
那么我们就照着这个思路来实现吧: :3.!?mOe2  
`i{p6-U3  
!X ={a{<,T  
template < typename Cond, typename Actor > S9lT4  
class do_while z\+Ug9Of  
  { (;cvLop  
Cond cd; U]64HuL  
Actor act; %WAaoR&u  
public : W:V.\  
template < typename T > rhj_cw  
  struct result_1 f2G 3cg~H  
  {  RR[1mM  
  typedef int result_type; )UN_,'H/V  
} ; R-OQ(]<*  
7p[NuU*Gg  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} (%SKTM  
%%qg<iO_  
template < typename T > Da&Brm   
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 2"8qtG`Et  
  { iKA}??5e  
  do Z@6xu;O  
    { E<r<ObeRv`  
  act(t); UthM?g^  
  } KU 98"b5  
  while (cd(t)); ZfnJ&H'  
  return   0 ; {q.|UCg[L  
} 3%YDsd vQx  
} ; { \ ]KYI0  
lnv&fu`1P  
xyyEaB  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). UKzXz0  
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。 ^17i98w  
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。 't'2z  
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。 o>e-M  
下面就是产生这个functor的类: yt1dYF0Xq  
Q+; N(\  
\VHRI<$+5  
template < typename Actor > 7[It  
class do_while_actor  .F/0:)  
  { 9a0|iy  
Actor act; Wh^wKF~%  
public : X{tfF!+iy  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} rL|9Xru  
.9@y*_ 9  
template < typename Cond > g![?P"i^t  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; &Rt^G  
} ; 'W*ODAz6  
~ As_O6JI  
,QPo%{:p  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ChRCsu~  
最后,是那个do_ O ~D]C  
grTwo  
!]l;n Fd  
class do_while_invoker g4}K6)@  
  { Nc:0opPM  
public : :aWC6"ik-W  
template < typename Actor > $\q}A:  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const )Ag{S[yZ  
  { U)C>^ !Us  
  return do_while_actor < Actor > (act); ie}?}s  
} !a^'Jbb  
} do_; H' %#71  
Lv7$@|"H9  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? {)PgN  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 "HtaJVp//  
最后来说说怎么处理break和continue .wf$]oQQ  
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。 =&#t ("  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八