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
  • 8227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 LPBa!fq  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 jz`3xFy *]  
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, PW|=IPS  
"w$,`M?2  
p U9 .#O  
Gbjh|j=  
  class filler MT"&|Og  
  { ~;?<OOt|wG  
public : ) [?xT  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} iMt3h8  
} ; [zBi*%5O  
2,dWD<h  
{aNpk,n  
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: `<yQ`Y_X  
nj0sh"~+  
g9q}D-  
,% Qh S5e  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); zPND $3&'  
}^iqhUvT F  
(De{r|  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 HO['o{>BL  
~x!up 9  
(T0MWp0  
G~o!u8^;  
二. 战前分析 }rI:pp^KS  
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。 cLl~4jL  
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 RSe4 lw  
>xabn*Kq  
-1Dq_!i  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 7jIBE  
  /* --------------------------------------------- */ 7M~sol[*  
vector < int *> vp( 10 ); 5gtf`ebs/  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ' {UKO7   
/* --------------------------------------------- */ R8k4?_W?T  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); Cp(2]Eb  
/* --------------------------------------------- */ g/JF(nkP  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); jZzTnmm&?  
  /* --------------------------------------------- */ !CWe1Dm  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); .Zczya  
/* --------------------------------------------- */ >P SO]%mE  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); /O}<e TR  
bO2?DszT5  
3{$7tck,  
u*G<?  
看了之后,我们可以思考一些问题: lP3|h*  
1._1, _2是什么? ^" X.aksA  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 9Q%lS  
2._1 = 1是在做什么? X}v*"`@Q  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 2Qp}f^  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 (MI>7| ';  
GYx0U8MJ[e  
:.,9}\LK  
三. 动工 teg5g|*  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ={ )85N  
uqC#h,~ 0  
FKTF?4+\U  
Bz/Vzc(  
template < typename T > \;)g<TwL  
class assignment Kd`(^  
  { e4tIO   
T value; V ql4*OJW  
public : #m.e9MU  
assignment( const T & v) : value(v) {} >#|%'Us  
template < typename T2 > Or5?Gt  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 2|,L 9  
} ; ^m w]u"5\  
xmv %O&0^}  
Ai < beUS  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 2'Dl$DH  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment iYStl  
bV8+E u  
Af;Pl|Zh[  
B$_4 ul\)  
  class holder etr-\Cp  
  {  vmqa_gU\  
public : 32[}@f2q  
template < typename T > y&zFS4"x  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const b_31 \  
  { <?nIO  
  return assignment < T > (t); =%X."i1A  
} }=^ ,c  
} ; y|5s  
D~6[C:m  
m^D'p  
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: ;5j|B|v  
'47 b"uV  
  static holder _1; >!=@TK(~  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 egaX[ j r  
E=s,-  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ] 3{t}qY$A  
而不用手动写一个函数对象。 N(&{~*YE  
iS$[dC ?N  
0\dmp'j]  
>v:ex(y0  
四. 问题分析  =_dM@j  
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。 ]@&X*~c^Z  
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。 ED&nrd1P  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 <7^|@L 6  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 7rjl-FUA~  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 \=ML*Gi*  
#fuUAbU0X  
五. 问题1:一致性 iq; | i!  
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?| W0gS>L_  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 yLa@27T\A  
axC|,8~tq  
struct holder op6]"ZV-C  
  { C%o|}iv"  
  // #A/OGi  
  template < typename T > OIblBQ!  
T &   operator ()( const T & r) const `|'w]rj:"+  
  { <]rayUyaf  
  return (T & )r; NL9.J @"b  
} 7>yd  
} ; l]]NVBA])  
cgb>Naa<  
这样的话assignment也必须相应改动: ';I}6N  
hi8q?4jE  
template < typename Left, typename Right > *qpu!z2m||  
class assignment z=D5*  
  { 4S_f2P2J  
Left l; (!}N&!t  
Right r; pv]@}+<Dt  
public : j 3<Ci {3  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} J6Ilg@}\  
template < typename T2 > s%jBIeh  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } gT)(RS`_)  
} ; uKJ:)oyaCP  
_^<vp  
同时,holder的operator=也需要改动: \Id8X`,eD  
tiK M+ ;C  
template < typename T > FQWjL>NB  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const *l_a=[<[  
  { b<u\THy#  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); tV++QC7@L  
} 7Jb&~{DVk  
~^F]t$rz  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 <-`bWz=+  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 :|j[{;asY  
q`e0%^U  
return l(rhs) = r; 48xgl1R(j  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 Ab$E@H #  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: stw@@GQ  
&GH [$(  
template < typename Tp > ?1\5X<|,  
class constant_t ( fFrX_K]  
  { _c]}m3/  
  const Tp t; K'&,]r#  
public : 8r( Vz  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} TXB!Y!RG#  
template < typename T > YdI6 |o@vc  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 6C$+D  
  { &OU.BR >  
  return t; %jAc8~vW?  
} | 6AR!  
} ; h#zm+([B*  
z fUDo`V~  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 &^ERaPynd  
下面就可以修改holder的operator=了 2?,l r2  
. r/s.g  
template < typename T > c<1$ zQY!  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const caEIE0H~  
  { T#&1q]P1F  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); i7H([b<_m  
} c:${qY:!  
8 8u[s@  
同时也要修改assignment的operator() R/{h4/+vJ  
^aaj=p:c V  
template < typename T2 > {Lju7'5L  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } [CHN3&l-5S  
现在代码看起来就很一致了。 -Ua5anzB  
J#d,?  
六. 问题2:链式操作 ,vR>hyM  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 T:j41`g%s  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 9Zx| L/\  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 p&}m')  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 E.#JCO|(1  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct X'd\b}Bm  
K%9!1'  
template < typename T > 2 zo>`;l  
struct result_1 8\il~IFyi  
  { hj=n;,a9  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; aaVq>$G 3  
} ; Q8TR@0d  
s2sJJdN  
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: `~axOp9N  
HmXxM:[4;  
template < typename T > :|l0x a  
struct   ref FkaQVT  
  { xqT} 9,  
typedef T & reference; e23&d  
} ; C B;j[.  
template < typename T > = CXX.%N  
struct   ref < T &> __z/X"H  
  { KYhL}C+  
typedef T & reference; B"7~[,he  
} ; j;Z hI y  
SOD3MsAK  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ][f0ZMa  
M7DoAS{6e  
template < typename T > rl"yE=  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const :>y5'q@R  
  { )x5w`N]lm  
  return l(t) = r(t); [CnoMN  
} <Rt0 V%}-  
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。 .j!:Hp(z}  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 AfW:'>2  
X/!Y mV !  
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 ZA4sEVHW  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: &WbHM)_n  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 @M*5q# s  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 (Q"s;g  
最后的布局是: ]:6IW:  
                Add ++kVq$9@y  
              /   \ CwF=@:*d  
            Divide   5 t-FrF</ 0  
            /   \ K>+c2;t;  
          _1     3 <XpG5vV  
似乎一切都解决了?不。 !;PKx]/&  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 Xt*h2&  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 Jl) Q #  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: ?cr^.LV|h^  
^O5PcV3Eg  
template < typename Right > uoY]@.  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const =sXk,I;  
Right & rt) const gdBH\K(\  
  { \T!tUd  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); j&?@:Zg v  
} {NIE:MXX  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 Ut"F b  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 k8sjW!2  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 _`]YWvh  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 k5Df9 7\s  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 ^paM{'J\\)  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? w#$Q?u ,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: \H?r[]*c%  
)e\IdKl=  
template < class Action > 4q^'MZm1  
class picker : public Action _$qH\>se  
  { I_h&35^t  
public : NHz hGg]  
picker( const Action & act) : Action(act) {} G C3G=DTt  
  // all the operator overloaded xcl8q:  
} ; |NWo.j>4-  
.37Jrh0Iv  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 |rk4,NG.  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: q6>%1~?  
eN ]9=Y~-K  
template < typename Right > f>_' ]eM%  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const p#(5 ;  
  { \ssqIRk  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); _QOZ`st  
} eB*0})  
-]~vE fq+T  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > (E?X@d iu  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 5"9!kZ(<  
(\NZ)Ys  
template < typename T >   struct picker_maker 3N5b3F  
  { 6{PlclI !  
typedef picker < constant_t < T >   > result; P>i[X0UnL  
} ; dJD8c 2G  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > }0~4Z)?e3  
  { a@V`EEZ  
typedef picker < T > result; J PK( S~  
} ; g O ;oM?|  
V0!$k.Wk  
下面总的结构就有了: avo[~ `.  
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。 }&O}t{gS*  
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。 h"DxgG  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 "xKykSk  
至此链式操作完美实现。 1MnT*w   
&!5S'J %  
[ GqQ6\  
七. 问题3 +Q+>{HK  
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。 e${Cf  
'6zD`Q  
template < typename T1, typename T2 > Q9h;`G 7t  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 1iTI8h&[@  
  { -'mTSJ.}  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); w5uOkz #  
} B6#^a  
eQqx0+-0c  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: V 0M&D,  
FH}2wO~_  
template < typename T1, typename T2 > #XPY\n^k  
struct result_2 _gl7Ma  
  { xaG( 3  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; Oq3]ZUVa  
} ; :@8N${7`$A  
dF<GuS;l5  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? =AIeYUh  
这个差事就留给了holder自己。 KrDG  
    [DzZ:8  
/pS Y~*  
template < int Order > }5qpiS"V9  
class holder; gONybz6]  
template <> gJC~$/2  
class holder < 1 > vQ",rP%  
  { A4>j4\A[M  
public : MGU%"7i'}  
template < typename T > ]5Mq^@mD'  
  struct result_1 6( 0ME$  
  { j}fu|-  
  typedef T & result; P")1_!  
} ; p]E\!/  
template < typename T1, typename T2 > d,d ohi  
  struct result_2 @&xWd{8'  
  { ^ 9`O ^  
  typedef T1 & result; x>TIQU=\  
} ; d$T856  
template < typename T > ?)V?6"fFP  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const DO{Lj# @  
  { NA;OT7X[  
  return (T & )r; .Gq]Mrim9G  
} &6q67  
template < typename T1, typename T2 > fDD^?/^  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const h51)kN:  
  { /=IBK`  
  return (T1 & )r1; W|-<ekH_u  
} =Hf`yH\#  
} ; '}BYMEd/m%  
}2+*E}g  
template <> $WICyI{$  
class holder < 2 > 6TkV+\  
  { K zWqHq  
public : k!)Pl,nJ  
template < typename T > $;VY`n  
  struct result_1 yp l`vJ]X  
  { +b_o2''  
  typedef T & result; gPqdl6#c  
} ; Bh ,GQHJ  
template < typename T1, typename T2 > -a\[`JHi  
  struct result_2 |kK_B :K  
  { Q.i_?a  
  typedef T2 & result; )y"8Bx=x4  
} ; :TkR]bhm  
template < typename T > ZZ2vdy38  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const .{,fb  
  { HVH<S  
  return (T & )r; Aw"Y_S8.  
} &MJ cLM]  
template < typename T1, typename T2 > C7Ny-rj}IA  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const < VrHWJo  
  { F~;UD<<"H  
  return (T2 & )r2; :sA$LNj}  
} WWjc.A$  
} ; JxmFUheLt  
6xiCTs0@  
G7SmlFn?  
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> >。 lOEB ,/P  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: e]zd6{g[m  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ,%d?gi"&  
Gy6PS{yY6t  
return l(i, j) = r(i, j); jeWI<ms  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) ,-`A6ehg  
J. $U_k  
  return ( int & )i; <*[D30<  
  return ( int & )j; ^u-;VoK  
最后执行i = j; m<I>NYfE  
可见,参数被正确的选择了。 Ye]-RN/W  
 LOi/+;>  
?.Lq`~T`  
p5`={'>-  
)QAS7w#k  
八. 中期总结 <~ }NxY\5  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: {66P-4Ev(  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 |"aop|  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ^8V8,C)  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor b*TQKYT  
LO@o`JF  
pSdtAv  
XCj8QM.o  
^*'fDP*  
9}$'q$0R]  
九. 简化 ]/[$3rPwZ  
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。 Nin7AOO  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 L "5;<  
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: 1~y\MD*-j  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 :=?od 0]W  
  +-*/&|^等 s(pNg?R  
2. 返回引用。 {]Ec:6  
  =,各种复合赋值等 :vJ1Fo!  
3. 返回固定类型。 9w.ZXd  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) h ;1D T  
4. 原样返回。 @cB6,iUr  
  operator, *]*0uo  
5. 返回解引用的类型。 -0>s`ruor  
  operator*(单目) Dd'J"|jF38  
6. 返回地址。 TT^L) d  
  operator&(单目) ImsyyeY]  
7. 下表访问返回类型。 j5!pS xOC  
  operator[] #L+ZHs~  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 $f AZ^   
  operator<<和operator>> ,SH^L|I  
[ z,6K=  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 `{H!V~42  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 09J,!NN  
/)<Xoa  
template < typename Left > q"VC#9 7`  
struct value_return Le2rc *T  
  { q0KGI/5s4+  
template < typename T > 4VP$, |a  
  struct result_1 & Tkl-{I  
  { C}]143a/Q  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; DHVfb(H5e  
} ; #&sn l  
AA5UOg\jI  
template < typename T1, typename T2 > ]%Lk#BA@A  
  struct result_2 J<MuWgx&  
  { Ws:+P~8  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; H8h,JBg5<F  
} ; 7ZFd;-  
} ; a0PClbf2.  
Erm]uI9`  
:nS p  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait /2Bf6  
Cf.(/5X  
下面我们来剥离functor中的operator() D 4<,YBvV  
首先operator里面的代码全是下面的形式: B~`:?f9ny5  
V3$zlzSm,  
return l(t) op r(t) &{S@v9~IT  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) $?y\3GX  
return op l(t) Kza5_ 7p`L  
return op l(t1, t2) ?'U@oz8 B  
return l(t) op b$Q#Fv&P  
return l(t1, t2) op ;RS^^vDm  
return l(t)[r(t)] f<v Z4 IU  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] K Vnz{cx`  
y-_IMu.J`  
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: p*|Ct  
单目: return f(l(t), r(t)); LT:8/&\  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 6JD~G\$  
双目: return f(l(t)); 6A-nhvDP  
return f(l(t1, t2)); @!B% ynrG  
下面就是f的实现,以operator/为例 v(l:N@L  
=W"9a\m  
struct meta_divide )| F O>  
  { uXVs<im  
template < typename T1, typename T2 > C,,S<=L:  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 35Fs/Gf-n  
  { O7yIFqI=/  
  return t1 / t2; j5m]zh5\J=  
} ,p6o "-  
} ; G`z=qaj  
( #rhD}  
这个工作可以让宏来做: Q\aC:68  
*C,1 x5  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ XyD*V;.E  
template < typename T1, typename T2 > \ nw=:+?  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; Z(BZG O<  
以后可以直接用 gqDSHFm:  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) l:j>d^V*&x  
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 #4F0o@Z  
(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。。。) .:iO$wjp5  
uwu`ms7z 2  
GhW{6.^  
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 66HxwY3a  
-Hg,:re2  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > URMxCL^"  
class unary_op : public Rettype *P+8^t#Vp  
  { h/7_IuD  
    Left l; z*`nfTw l  
public : Zi.w+V  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} wcW}Sv[r  
G,XUMZ  
template < typename T > tTPjCl  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const I1W~;2cK  
      { z/|tsVK  
      return FuncType::execute(l(t)); %=5m!"F  
    } G9h Bp  
jNW/Biy4u  
    template < typename T1, typename T2 > *zWf8X  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const aV G4D f  
      { jiP^Hz"e  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); +6f[<^K#  
    } 5>&C.+A 9  
} ; >RXDuCVi  
yVH>Q-{  
W+#Zmvo  
同样还可以申明一个binary_op "\"sM{x  
0-8'. C1v  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > q[%SF=~<k{  
class binary_op : public Rettype >{=~''d,w  
  { DaqpveKa  
    Left l; mh8)yy5\  
Right r; "^5%g%  
public : n4 J*04K  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} e%KCcU  
hvF>Tu]^r  
template < typename T > lNB<_SO  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ;a`I8Fj  
      { !p(N DQm  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); sF p% T4j  
    } I=&Kn@^  
? 9;r|G  
    template < typename T1, typename T2 > a<&GsDw  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const &U y Q<O>  
      { ,5P tB]8&3  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); =Y-mc#{8  
    } |:5[`  
} ; $Zf]1?|xa  
)"f*Mp  
WS 1#i\0  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 zN,2 (v"  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ^MUvd  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ^-26K|{3  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 KNqs=:i  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! <6!/B[!O=  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 +XL|bdK  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 fi';Mb3B3  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) +%LR1+/%b  
下面是修改过的unary_op l&uBEYx   
'klYGp  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > j~k+d$a  
class unary_op ?=%#lZ &?  
  { &9\8IR>  
Left l; P6u%-#  
  ,2lH*=m;  
public : ++Fk8R/$U[  
?TY/'-M5  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 2G)q?_Q4S  
bSS=<G9  
template < typename T > z-?WU  
  struct result_1 (GbZt{.  
  { kr>F=|R]  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Rge\8H/z  
} ; GbJVw\5Z*  
uui3jZ:  
template < typename T1, typename T2 > z;6,,  
  struct result_2 L<_zQ  
  { ;@V1*7y  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; x aW9Sj0ZM  
} ; _/cL"Wf  
jt6,id)&  
template < typename T1, typename T2 > s:Io5C(  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const J|:Zs1.<d  
  { }<g- 0&GLm  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); Y@Ti2bI`v  
} W,ik ;P\  
=JfSg'7  
template < typename T > V25u_R`{  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const j2Uu8.8d  
  { `rZS\A  
  return OpClass::execute(lt(t));  @t<KS&  
} kyu PN<?  
0:q R,NW^#  
} ; ioJr2wq6  
IJv+si:k  
>!%F$$  
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 &~#y-o"  
好啦,现在才真正完美了。 c`xgz#]v  
现在在picker里面就可以这么添加了: OGn-~ #E  
M*7:-Tb]C  
template < typename Right > _68{ {.  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const z 3N'Xk  
  { q o tWWe#  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); gPw{'7'U  
} ^{l$>e]  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 `F4gal^ ^  
! ,&{1p  
G'f5MP 1  
raCgctYVq  
)k6kK}  
十. bind a/dq+  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 D2MWrX  
先来分析一下一段例子 tl+ 9SBl  
S0mzDLgE  
.vWwYG  
int foo( int x, int y) { return x - y;} >m# bj^F\  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 0UOjk.~b  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 6Eyinv  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 vk.P| Y-;  
我们来写个简单的。 QZv}\C-c  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 2+cpNk$  
对于函数对象类的版本: L=wpZ`@ y  
*:V+whBY  
template < typename Func > oUx%ra{  
struct functor_trait }) Zcw1g  
  { ndS8p]P&o(  
typedef typename Func::result_type result_type; (0u(<qA\  
} ; #dDM "s  
对于无参数函数的版本: &l?AC%a5  
@^Yr=d ba  
template < typename Ret > 5[Uv%A?H#_  
struct functor_trait < Ret ( * )() > +l<l3uBNS  
  { yZkS   
typedef Ret result_type; P$5K[Y4f  
} ; *cAI gO7  
对于单参数函数的版本:  D`3`5.b  
D";@)\jN  
template < typename Ret, typename V1 > ~Xz?H=}U+  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >  {[dY$  
  { u7lO2 C7  
typedef Ret result_type; U X%J?;g  
} ; {BzE  
对于双参数函数的版本: 8\Bb7*  
@7K(_Wd  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > pD;fFLvN  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > `k`P;(:  
  { uR6 `@F  
typedef Ret result_type; e%C_>  
} ; '9!J' [W  
等等。。。 L}6!D zl  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy oS^KC}X  
^09-SUl^  
template < typename Func > b_^y Ke^W  
struct func_return !RSJb  
  { |enb5b78  
template < typename T >  "3/&<0k  
  struct result_1 9e Fj+  
  { B>g(i=E  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; H*Tzw,f~ v  
} ; Q89fXi0Ivb  
3~:9ZWQ/  
template < typename T1, typename T2 > /xj`'8  
  struct result_2 +QNsI2t;r  
  { L~AU4Q0o  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; p>B-Ubu  
} ; 8N \<o7t%  
} ; p<3<Zk 7~0  
~;#sj&~  
>wb Uxl%{5  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 Jj?HOtaM  
Ph8@V}80"Y  
template < typename Func, typename aPicker > cQ |Q-S  
class binder_1 iBI->xU[U  
  { eph2&)D}Ep  
Func fn; x#gZC 1$Y  
aPicker pk; sUU[QP-  
public : qw1W }+~g  
)FNn  
template < typename T > [S1 b\f#  
  struct result_1 /l_u $"  
  { bi^P k,'  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ea]qX6)UZ  
} ; u /]P  
*jvP4Nz)k  
template < typename T1, typename T2 > t+_\^Oa)  
  struct result_2 t<ZBp0  
  { KIp^| k7>  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; zXD/hM  
} ; No)0|C8:  
.]s? 01Z  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} h3-^RE5\`S  
 JJmW%%]i  
template < typename T > T*%rhnTv0  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const mPHto-=fB  
  { $v #  
  return fn(pk(t)); P;o  {t  
} _",< at  
template < typename T1, typename T2 > z~3GgR"1d  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const zjh:jrv~  
  { FzcXSKHV %  
  return fn(pk(t1, t2)); rZ|p{ym  
} #/o~h|g  
} ; BGxwPJd  
*hru);OJr  
DxwR&S{  
一目了然不是么? {kw% 7}!  
最后实现bind ox%j_P9@:  
ti (Hx  
jU~ x^Y  
template < typename Func, typename aPicker > ' tY(&&  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) G;flj}z  
  { 3]GMQA{L)  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); oKsArZG  
} n1{[CCee@  
5!fOc]]Ow  
2个以上参数的bind可以同理实现。 mvK^')  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 V:'F_/&X?  
kl]MP}wc  
十一. phoenix sYBmL]Hr  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: ]"b:IWPeI  
}x\#ul)  
for_each(v.begin(), v.end(), |T$?vIG[  
( nH&z4-1Y?  
do_ :ujpLIjvVG  
[ X=KW >  
  cout << _1 <<   " , " Qv5 fK  
] ;b*qunJ3L  
.while_( -- _1), #Zw:&' QB  
cout << var( " \n " ) JJ7A` ;  
) h{iuk3G`h6  
); "A"YgD#t  
N-?5[T"  
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: /0H}-i  
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 ,wes*  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 m9A%Z bQ^  
那么我们就照着这个思路来实现吧: $QwpoVp`~  
oG1zPspL  
RW+u5Y  
template < typename Cond, typename Actor > CTW\Dt5  
class do_while TDDMx |{  
  { U,#x\[3!Jt  
Cond cd; fMg9h9U  
Actor act; Hz GwO^tbK  
public : M,_ $s,  
template < typename T > /HLI9  
  struct result_1 17Cb{Q  
  { BYXc 'K  
  typedef int result_type; NOQ^HEi  
} ; %rG4X  
(cOe*>L;  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} @6yc^DAA  
__'4Qt   
template < typename T > L? DlR hu  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const IS&qFi}W|W  
  { kZz'&xdv'.  
  do )1 T2u  
    { |-}. Y(y  
  act(t); c%/b*nQ(=  
  } ]nUrE6  
  while (cd(t)); ]6^<VC`5D  
  return   0 ; F]yB=  
} GLtd<M"  
} ; x^[,0?y2  
}8x+F2i  
c EYHB1*cT  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ~Mn3ADIb=  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 Ah wi  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 6XWNJb  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 HKrENk  
下面就是产生这个functor的类: d#0:U Y%~  
&|Duc} t  
Y 3ApW vS  
template < typename Actor > 'Nl hLu  
class do_while_actor C12UZE;  
  { ^<OYW|q?\r  
Actor act; R7Y_ 7@p  
public : ~|} ]  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} }CBQdH&g;  
Wn=sF,c  
template < typename Cond > }(t`s  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ]!/U9"_e"B  
} ; >4X2uNbZS  
k\#;  
`MSig)V  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 zkRAul32|  
最后,是那个do_ +-<G(^  
D!o[Sm}JO[  
GJ*IH9YR  
class do_while_invoker 7{F\b  
  { w[-)c6JyE  
public : !vgY3S0?rq  
template < typename Actor > [;z\bV<S  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const Z0L($  
  {  1c0' i  
  return do_while_actor < Actor > (act); -"I$$C  
} [Y](Y3/.N  
} do_; 'Bue*  
@Ul3J )=m  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? srv4kodj  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 g{]6*`/Z  
最后来说说怎么处理break和continue 2o?j{K  
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。 4,sE{%vb  
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
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八