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
  • 5231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 2*Va9HP!q  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 i<J^:7  
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, 48:liR  
\+G.]|"Y  
7 T mK  
p8$\uo9YQ  
  class filler :wSJ-\'$  
  { [#7D~Lx/  
public : IL2e6b  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} wG;}TxrLS  
} ; :ao^/&HZ  
219R&[cb  
prqyoCfq  
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: FoQ?U=er  
dZ.}j&ZH'  
FLK"|*A  
;,mBT[_ZO  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); Bl=nj.g  
AL(n *,  
$^] 9  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 cO8`J&EK  
}!eF  
!?S5IGLOj  
~wa%fM  
二. 战前分析 BN_!Y)F l  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 (6e!09P&  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 8y-e+  
Dp%5$wF)8  
6.k^m&-A  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); #8S [z5 `  
  /* --------------------------------------------- */ 7ytm .lU  
vector < int *> vp( 10 ); ~o}moE/ ;O  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 6{cybD`Ef&  
/* --------------------------------------------- */ H<v c\r  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); |*lH9lWJ  
/* --------------------------------------------- */ A$%@fO.b  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); (qNco8QKu3  
  /* --------------------------------------------- */ s.<olxXRW  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 58M'r{8_  
/* --------------------------------------------- */ I[tAT[ <  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); kqjxJ5  
sx<} tbG  
H4P\hOK7r  
z:d Xc  
看了之后,我们可以思考一些问题: hVQ7'@  
1._1, _2是什么? 9m%7dsv  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 e@='Q H  
2._1 = 1是在做什么? & gY;`*<  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 THrc H  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 (k7;  
?y+\v'3v  
9m<wcZ  
三. 动工 P}ehNt*($  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ~r(g|?}P  
_bN))9 3  
V`WI"HO+  
gn-=##fT:i  
template < typename T > s#'|{  
class assignment "r5'lQI  
  { [{hLF9yPx  
T value; NTXws4'D  
public : {Bav$kw;?e  
assignment( const T & v) : value(v) {} wJ;9),fL  
template < typename T2 > J`U$b+q6  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } rU/-Wq`B  
} ; 4v rm&k  
v1`bDS?*Q  
S/#) :,YS  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 MAsWds`bpB  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment dbf^A1HI  
k+W  
u!=]zW%  
>=.ch5h3J)  
  class holder ?K= gg<  
  { |N phG|  
public : ~EM#Hc,  
template < typename T > J>,'P^  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const v*vub#wP  
  { N[|by}@n  
  return assignment < T > (t); fJSV)\e0  
} (.jO:#eE%  
} ; ?^e*UJNM  
 e B9m4  
;XD>$t@  
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: IqR[&T)lj  
O3sla bE#  
  static holder _1; xEd#~`Jmr  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 mI{CM: :  
Zq2H9^![y~  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); /NPl2\o.  
而不用手动写一个函数对象。 rRF+\cP?.  
$g}/T_26  
LbtlcpF*~5  
:O>Nd\UtO  
四. 问题分析 z9OMC$,V  
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。 K-g=td/@  
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。 =CD:.FG.  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 A;/Xt  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ;iwD/=Y  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 K284R=j -&  
}RC. Q`b  
五. 问题1:一致性 m\R@.jkZ  
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?| (o6A?37i  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 K4K3< Pg  
gn;nS{A  
struct holder ,=XS%g}l4  
  { ( S C7m /  
  // a8lo!e9q  
  template < typename T > 'xu7AKpU)  
T &   operator ()( const T & r) const N@%xLJF=N>  
  { |zr)hC  
  return (T & )r; A ydy=sj  
} uMq\];7I  
} ; {<Xo,U7 y  
{kY`X[fvZ  
这样的话assignment也必须相应改动: !T&u2=`D  
_3FMQY(  
template < typename Left, typename Right > V.E.~<7D\  
class assignment 6832N3=  
  { u:{. Hn`  
Left l;   t`&s  
Right r; unbcz{&Hb[  
public : 4F 6ju6w  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Ri%Of:zZ  
template < typename T2 > "~ i#9L/H  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } l#J>It\  
} ; n=#[Mi $Y  
<iY 9cV|}3  
同时,holder的operator=也需要改动: @/ovdf{  
#q^>qX y  
template < typename T > sov62wuqU  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ,M9hb<:m  
  { G1n>@Y'j''  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); g'l7Jr3  
} Q%b46"  
.bY1N5=sz  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 +MZ2e^\F  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 'KW+Rr~tZn  
)9;kzp/  
return l(rhs) = r; `(w kqa  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 z<C~DH  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Vv* 5{_  
lfI7&d*  
template < typename Tp > ]T28q/B;k  
class constant_t b^|,9en  
  { :;gwdZ  
  const Tp t; 6`{)p&9  
public : 8)Bn?6.  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} s#8{:ko  
template < typename T > ~A{[=v  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const K`AW?p^$Y  
  { `:^)"#z)  
  return t; X#\P.$  
} GQc%OQc\  
} ; #7E&16Fk  
5tbiNm^X  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 y5opdIaT  
下面就可以修改holder的operator=了 LnACce ?b  
f<x t3  
template < typename T > @o-evH;G  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ~NJLS-  
  { /(}l[jf  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); kQ:>j.^e  
} #IciNCIrG  
Yv|bUZ @  
同时也要修改assignment的operator() hc~#l#  
+\]S<T*;  
template < typename T2 > D/!G]hx  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } !&<Wc^PG  
现在代码看起来就很一致了。 F^[Rwzv>c  
Ub-k<]yZ  
六. 问题2:链式操作 9R<J$e  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 #onfac-3  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 d`rDEa  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 s?gXp{O?X  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 i =+<7]Q  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct P24    
YJ;a{)e  
template < typename T > _a02#  
struct result_1 u=?P*Y/|W  
  { X$Qi[=L  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; "\P~Re"EH  
} ; Ffqn|} gb  
vskM;  
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: ?F:C!_  
6(Rq R  
template < typename T > n$VPh/  
struct   ref gj(l&F *@  
  { 8*X L19N  
typedef T & reference; a>e 1jM[  
} ; 2LK*Cv[  
template < typename T > ;@$," P  
struct   ref < T &> nHL>}Yg  
  { ^*T{-U'  
typedef T & reference; B=qRZA!DQ?  
} ; AF nl t  
w+ )GM  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: [}B{e=`!  
{`SGB;ho  
template < typename T > S+=@d\S}"  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const D"><S<C\C  
  { &rE l  
  return l(t) = r(t); oz7udY=]0  
} OTbjZ(  
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。 {d5ur@G1  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 G7#~=W 2M  
xn#I7]]G  
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 `E%d$  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: x[<#mt  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ^.aEKr  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Ib<+m%Ac  
最后的布局是: <UHf7:0V  
                Add kT3;%D^  
              /   \ 4zvU"np  
            Divide   5 F;l<>|vG  
            /   \ H<3b+Sg  
          _1     3 k{$"-3ed  
似乎一切都解决了?不。 Z)>a6s$ih<  
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+=@kXs>+  
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。 [ Sa C  
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: 5s2}nIe  
M;@03 x W  
template < typename Right > yH0ZSv  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const 'g, x}6  
Right & rt) const P=hf/jOv9  
  { gf8U &;  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); P bC>v  
} k.VOS 0  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 K":tr~V;  
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。 -"b3q  
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。 IOsDVIXL\  
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。 t ,Rn  
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。 Nd!=3W5?  
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? ;-wPXXR  
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: i]Of<eQ"  
(4gQe6tA  
template < class Action > <Gt{(is  
class picker : public Action >Qu^{o  
  { R-0Ohj  
public : JaN_[ou  
picker( const Action & act) : Action(act) {} `9NnL.w!  
  // all the operator overloaded I ywx1ac  
} ; 23?0'AU  
 PW\FcT  
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。 V)?g4M3}  
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: lAt1Mq} ?P  
Ny<G2! W  
template < typename Right > H%jIjf  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 4E94W,1%,Y  
  { $6+P&"8  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); = nN*9HRD  
} / 1@m#ZxA:  
mh SsOmJ5  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > vWga>IGM  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 Jm^jz  
> %*X2'^  
template < typename T >   struct picker_maker + {dIs  
  { DccsVR`7  
typedef picker < constant_t < T >   > result; + opN\`  
} ; 9`VF [* 9  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > VZ!$'??  
  { +F6_P  
typedef picker < T > result; BFRSYwPr  
} ; X+BSneu  
fN>|X\-  
下面总的结构就有了: :cz]8~i\  
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。 SuuS!U+i>  
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。 RlL,eU$CS  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 f.CI.aozW  
至此链式操作完美实现。 ^aMdbB  
~n\ea:.  
-L3RzX  
七. 问题3 ^@> Qiy  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 XOFaS '.  
H2KY$;X [  
template < typename T1, typename T2 > d+)L\ `4  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const |}Lgo"cTC  
  { &1Iy9&y  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 4(gf!U  
} p-Btbhv  
(`*wiu+i  
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: 0_.hU^fP  
t fQq3#  
template < typename T1, typename T2 > |`/uS;O  
struct result_2 m^+ ~pC5  
  { ApBThW *E  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ?V)6`St#C  
} ; k,(_R=  
p+?WhxG)  
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? xo+z[OIlF  
这个差事就留给了holder自己。 %j; cXN  
    G-<~I#k  
aC` c^'5  
template < int Order > v Rs5-T  
class holder; PTqS L]  
template <> TR20{8"  
class holder < 1 > <ZdNPcT<s  
  { 4Fq}*QJ-  
public : 3I(M<sB}  
template < typename T > n-Y'LK40Os  
  struct result_1 v\FD~   
  { SsZzYj.d  
  typedef T & result; CxV%/ChJ#  
} ; B.jYU  
template < typename T1, typename T2 > 5w9<_W0d  
  struct result_2 v,B\+q/  
  { _Y=yR2O  
  typedef T1 & result; mAa]E t.  
} ; ARo5 Ss{  
template < typename T > q"oNB-bz  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const E]Q)pZ{Jb  
  { BD+?Ad?  
  return (T & )r; l"8YIsir  
} +3CMfYsr8  
template < typename T1, typename T2 > 7 >(ygu  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const r0>T7yPAK  
  { 3\7$)p+c  
  return (T1 & )r1; qiN'Tuw9  
} hrF4 a$  
} ; t"fD"Xpj  
1 doqznO  
template <> K(2s%  
class holder < 2 > QeoDq  
  { f' S"F  
public : t1S~~FLE  
template < typename T > Qt 2hb  
  struct result_1 ^p/mJ1/s7  
  { cO9Aw!  
  typedef T & result; 2hP8ZfvIR  
} ; ~O6=dR  
template < typename T1, typename T2 > Is[0ri   
  struct result_2 ":ycyN@g  
  { 79_MP  
  typedef T2 & result; Viw3 /K  
} ; Z%R^;8!~  
template < typename T > Dl{Pd`D  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ,d#4Ib  
  { cALs;)z  
  return (T & )r; %s>E@[s  
} /Z_QCj  
template < typename T1, typename T2 > KMZ`Wn=  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const rf@81Ds  
  { |*i-Q @ D  
  return (T2 & )r2; WW=7QC i  
} ?|\Lm3%J  
} ; h>?OWI  
M;R>]wP"V  
Tx_ LH"8  
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> >。 7Z_iQ1  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: oLoa71Q}  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 0P42C{>'w  
5]E5V@C   
return l(i, j) = r(i, j); ?$Pj[O^hl  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) ~m7+^c@,  
|a+8-@-Tj  
  return ( int & )i; H'2 =yhtVh  
  return ( int & )j; ~WSC6Bh@9  
最后执行i = j; |wx1 [xZ  
可见,参数被正确的选择了。 [Wc 73-  
c@`P{ 6  
Wj&s5;2a  
&n|gPp77$  
9}N*(PI  
八. 中期总结 zPe .  
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: >\ W" 3.  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 EZ4qhda  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 J7ln6Y  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 5> UgBA  
E2MpMR  
aH_&=/-Tz  
Dp8(L ]6  
S(pfd2^  
F+GQl  
九. 简化 <S qbj;  
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。 b~}}{fm&f  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 )8;'fE[p}  
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: bHCd|4e,2  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 Vq\6c  
  +-*/&|^等 tyh%s"  
2. 返回引用。 pyKMi /)bL  
  =,各种复合赋值等 j^gF~ Wz^  
3. 返回固定类型。 LHp s2,  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) F3q5!1  
4. 原样返回。 LPC7Bdjz  
  operator, J0IK =Y  
5. 返回解引用的类型。 &N EzKf  
  operator*(单目) JsV#:  
6. 返回地址。 S<TfvQ\,"@  
  operator&(单目) 4{|lzo'&  
7. 下表访问返回类型。 ;$Y?j8g  
  operator[] tc[PJH&P  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 vI-KH:r"{  
  operator<<和operator>> ?@~FT1"6G  
z"<PveVo  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 [f'7/w+  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: |:\h3M  
er53?z7zP.  
template < typename Left > thh, V   
struct value_return }5~ ;jN=k  
  { ,GK>|gNsb  
template < typename T > ' |4XyU=  
  struct result_1 6c2fqAF>i  
  { * 08LW|:,  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; txi m|)  
} ; `]%{0 Rx  
O @w=  
template < typename T1, typename T2 > uuq?0t2Z  
  struct result_2 +/ #J]v-  
  { cJt#8P  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; rTi.k  
} ; A3Su&0uaB  
} ; @FQ@* XD  
;>PV]0bOm>  
zIQ\ _>  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait iB\d `NUf  
]Y3ALQr!  
下面我们来剥离functor中的operator() zR e0z2  
首先operator里面的代码全是下面的形式: pPIH`Iq  
8J)x>6  
return l(t) op r(t) O". #B  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) Z I8p(e  
return op l(t) 7QQnvoP  
return op l(t1, t2) R8ZW1  
return l(t) op L|c01  
return l(t1, t2) op ~WVrtYJu  
return l(t)[r(t)] 0hPm,H*Y]  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 5 bgx;z9  
il:+O08_  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: uz%rWN`{  
单目: return f(l(t), r(t)); F.JE$)B2EX  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); Z!*Wn`d-k  
双目: return f(l(t)); b+w|3bQa  
return f(l(t1, t2)); '06[@Cw  
下面就是f的实现,以operator/为例  HSTtDTo  
&ed.%:  
struct meta_divide zhFGMF1  
  { =s;7T!7!  
template < typename T1, typename T2 > UA{A G;  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) +|^rz#X  
  { uYV# '%  
  return t1 / t2; S]k<Ixvf  
}  M*%iMz  
} ; N8:vn0ww  
[IiwpC  
这个工作可以让宏来做: Y@Ty_j~  
ZVeY`o(uE  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 2LXy$[)7  
template < typename T1, typename T2 > \ d'PjO-"g  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; &g|-3)A  
以后可以直接用 a:1-n %&F  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) "`16-g97  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 _8kZ>w(L  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) kAU[lPt*R  
c}lUP(Ss  
h%pgdix  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 EZao\,t  
Hj LY\.S  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 1Qv5m^>vj  
class unary_op : public Rettype YS%HZFY, "  
  { }~yhkt5K  
    Left l; :4/RB%)"  
public : ~`(#sjr6KR  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {}  GVe[)R  
Fd9ypZs  
template < typename T > fC52nK&T8  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const yY[N\*P  
      { p8frSrcU  
      return FuncType::execute(l(t)); d A[I  
    } ?x=;?7  
*CMe:a  
    template < typename T1, typename T2 > N!{('po  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ;i@,TU  
      { 7NE"+EP\{2  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); <x *.M"6?  
    } FQ2 6(.  
} ; 5L'X3g  
9s7sn*aB#5  
l`M{Ravvn*  
同样还可以申明一个binary_op >$j?2,Za(V  
1 \:5ow&a  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > pa*bqPi  
class binary_op : public Rettype 1Ue )&RW  
  { :q/%uca9  
    Left l; K!;Z#$iw[  
Right r; UOC>H%r~M?  
public : [W;iR_7T5  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Q$^oIFb  
Ru9QQaHE  
template < typename T > _8P0iC8Zg#  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const aEM2xrhy,  
      { P>j^w#$n  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); XvETys@d  
    } SfLZVB  
" N>~]  
    template < typename T1, typename T2 > D,b'1=  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 3copJS  
      { dZ K /v  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); f~ kz=R=  
    } 4+"2K-]   
} ; wc`UcGO  
nLicog)!I  
F!(Vg  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 R OsR;C0!  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 H]As2$[  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 8w /$!9[  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 w+($= n~  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 0N>NX?r  
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。。。 0h=NbLr|S-  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 0}H7Xdkp  
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) c&me=WD  
下面是修改过的unary_op @K .{o'  
EIQ`?8KSR  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > UEHJ? }  
class unary_op &y_Ya%Z3*e  
  { X?whyD)vE@  
Left l; 2t 7':X  
  XT+V> H I  
public : 89hV{^  
i7D[5!  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} wr>[Eo@%\  
AH-B/c5  
template < typename T > S\5%nz \  
  struct result_1 W cOyOv  
  { *Cf5D6=Q  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; j}u b  
} ; I(m*%>  
I[nSf]Vm>  
template < typename T1, typename T2 > !y_4.&C{  
  struct result_2 x9\z^GU%H  
  { eLFxGZZ  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; u|(;SY  
} ; hvW FzT5  
lEAf\T7  
template < typename T1, typename T2 > 8_$[SV$q  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const F^4mO|  
  { `4IZ4sPi  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 0MpZdJ  
} "xWrYq'"  
!U::kr=t  
template < typename T > U/ds(*g@  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const >E lK8  
  { N W]zMU{c  
  return OpClass::execute(lt(t)); 'k'"+  
} t?Ku6Z'  
~cr##Ff 5  
} ; iy!SqC  
@=<B8VPJd  
>G9YYt~  
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 *RYok{w  
好啦,现在才真正完美了。 ^O6eFD U  
现在在picker里面就可以这么添加了: Hnft1   
,F%2'W  
template < typename Right > S$N!Dj@e;  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const Fv_B(a  
  { !}lCwV  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); Uv)B  
} Z1}@N/>>  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 )WNw0cV}J>  
=0t<:-?.-  
%fuV]  
/6 y9 u}  
F:7 d}Jx  
十. bind 43.Q);4  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 jhR`%aH4  
先来分析一下一段例子 ]A=yj@o$xN  
8/vGA=  
*Z8qd{.$q  
int foo( int x, int y) { return x - y;} Uee(1  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 s3-TBhAv  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 V1#:[o63+  
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。 v? Zo5uVoq  
我们来写个简单的。 DuQW?9^232  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: {h*)|J  
对于函数对象类的版本: -{XDQ{z<%  
ZS<`.L6B3  
template < typename Func > nV:RL|p2jw  
struct functor_trait "l 8YD&q  
  { w2H^q3*  
typedef typename Func::result_type result_type; "IHFme@^  
} ; H-,p.$3}  
对于无参数函数的版本: y[{}124  
3y tlD'  
template < typename Ret > Na>w~  
struct functor_trait < Ret ( * )() > !aB~G}'  
  { B ({g|}|G+  
typedef Ret result_type; HDO_r(i  
} ; <KX fh  
对于单参数函数的版本: }U'VVPh _  
OF}."a  
template < typename Ret, typename V1 > %At.nlss  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > RkZyqt @+  
  { cJE4uL<  
typedef Ret result_type; %p:Z(zU  
} ; z3c7  
对于双参数函数的版本: \`0s %F:V}  
)DGJr/)  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > mclV" ?  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ~8&P*oFC  
  { y?V^S;}&]  
typedef Ret result_type; oj/#wF+  
} ; I5@8=rFk  
等等。。。 J#gG*(  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy KV)if'  
bU\T  
template < typename Func > I~GHx5Dk  
struct func_return l(9AwVoAR|  
  { i A<'i8$P  
template < typename T > i}e/!IVR3  
  struct result_1 Zts1BWL[  
  { ?bPW*A82{q  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Y(u`K=*  
} ; 9;Q|" T  
VAo`R9^D#  
template < typename T1, typename T2 > 2bOl`{x  
  struct result_2 aoQ$"PF9  
  { ejia4(Cd  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ;F_P<b 2  
} ; \.'[!GE*c  
} ; 0|<9eD\I=  
vb| d  
b<%c ]z  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 Wecxx^vtv6  
S5kD|kJ  
template < typename Func, typename aPicker > lMl'+ yy  
class binder_1 "G^TA:O:=  
  { |/ji'Bh  
Func fn; t3AmXx  
aPicker pk; 18Vn[}]"  
public : 6L;]5)#  
*aJO5&w<T  
template < typename T > ][KlEE>W2  
  struct result_1 (_]!}N  
  { ;b (ww{&  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; (*b<IGi;  
} ; {V pk o  
mo+!79&  
template < typename T1, typename T2 > l<p<\,nV$  
  struct result_2 MsZx 0]  
  { 4JyA+OD4{  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; S.{   
} ; +f%"O?  
lMH~J8U3  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} l,~`o$ _  
x]@z.Yj  
template < typename T > 9Z }<H/q  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const -k@1# c+z  
  { f[ 2PAz  
  return fn(pk(t)); %|%eGidu  
} 0@[*~H0{n  
template < typename T1, typename T2 > fC 3T\@(&  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const `x=$n5= 8  
  { lSBR(a<\y  
  return fn(pk(t1, t2)); xjSzQ| k-  
} &4+|{Zx0  
} ; LuHRB}W  
a]P w:lT  
Faa>bc~E  
一目了然不是么? d3|/&gDBK  
最后实现bind FZW`ADq]  
mE5{)<N:C  
KK5;6b  
template < typename Func, typename aPicker > j RcE241  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) E p;i],}  
  { jf-XVk5q  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); "\O7_od-  
} M.6uWwzQR  
.d r Y  
2个以上参数的bind可以同理实现。 R<Mc+{*>  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 ;Ce?f=4  
^N[ Cip}8  
十一. phoenix s9a`2Wm  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 0O,;[l  
Ow*va\0  
for_each(v.begin(), v.end(), Il9xNVos#  
( rAAx]nQ@  
do_ V8):!  
[ -seLa(8F  
  cout << _1 <<   " , " X'<RqvDc5  
] Sh1$AGm  
.while_( -- _1), ;"u,G!  
cout << var( " \n " ) MH#"dGGu  
) =1dczJHV  
); qR!ZtJ5j  
#h^nvRmON  
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: M9A1 8d|  
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 Jz>P[LcB  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 717THci3Y  
那么我们就照着这个思路来实现吧: g_IcF><F  
P7b"(G%  
9#9bm  
template < typename Cond, typename Actor > p0 X%^A,4  
class do_while f.uuXK  
  { y705  
Cond cd; LwRzzgt  
Actor act; Pe,ky>ow  
public : d@g29rs  
template < typename T > t`E5bWG  
  struct result_1 l"E{ ?4  
  { b#p0s?*  
  typedef int result_type; 3'kKbrk [  
} ; ~`&4?c3p  
8|{ZcW  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} Z(c SM  
Cip|eM&l  
template < typename T > Bo8f52|  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Z(tJd ,  
  { :*,!gf  
  do ^|.T \  
    { )s^gT]"N  
  act(t); nVWU\$Ft  
  } 0@b<?Ms9  
  while (cd(t)); Ncbe{}<md  
  return   0 ; O0z-jZ,])  
} NR(rr.  
} ; USN'-Ah  
@xBb|/I  
#&IrCq+  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). NAE |iyw  
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。 XchD3p+uB  
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。 Z{B[r;  
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。 "?6*W"N9  
下面就是产生这个functor的类: y'8T=PqY[t  
lshSRir  
O}cfb4"  
template < typename Actor > )E=B;.FH  
class do_while_actor {@7UfJh>  
  { jWxa [ >  
Actor act; "gI-S[  
public : E#m^.B-}  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 1@~%LV  
KS~Q[-F1P  
template < typename Cond > 9mMQ  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; nY1PRX\  
} ; 8cY5:plK  
u SZfim@Z7  
EiM\`"o  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 0W6= '7  
最后,是那个do_ 7 8xiT  
8sDw:wTC  
C|FI4/-e  
class do_while_invoker :k.>H.8+~  
  { f~=e  
public : &JLKHwi/  
template < typename Actor > , 82?kky  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ^|rzqXW  
  { x51p'bNy  
  return do_while_actor < Actor > (act); yP@#1KLa+  
} w"Zws[pm]  
} do_; A#~CZQY^$  
m7> )p]]  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 9ys[xOh WM  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 G7-.d/8|^  
最后来说说怎么处理break和continue R<h:>.M  
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。 jw2hB[WR  
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
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