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
  • 6635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 Lrgv:n  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 LlP_`fA  
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, i DV.L  
d/G`w{H}y  
kAbRXID  
.'C$w1[w  
  class filler ngoo4}  
  { |?n=~21"1O  
public : .%7#o  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} l@Vl^f~P  
} ; -o<L%Y<n2  
`#&pB0.y  
E.]sX_X?  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: [#>ji+%=  
wkK61a h6  
m5lMh14E  
RwMK%^b  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); 76a+|TzR  
6'UtB!gr  
w?6"`Mo  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ,.tv#j|A  
YB/A0J  
T_bk%  
kVk^?F  
二. 战前分析 5K13    
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 8Czy<}S<G  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 gNJ,Bj Pd  
jA R@?X  
hc}d S$=C  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); vh3Xd\N  
  /* --------------------------------------------- */ 7q*L-Xe]k  
vector < int *> vp( 10 ); f>i6f@  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); (SV(L~ T_  
/* --------------------------------------------- */  *r Y6  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); (.a:jL$  
/* --------------------------------------------- */ x g~q'>  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); _ETG.SYq  
  /* --------------------------------------------- */ [@Y<:6  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); deSrs:.  
/* --------------------------------------------- */ m`!C|?hu  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); bj4cW\b(  
_y&m4Vuu  
!4cR&@[  
E\Hhi.-  
看了之后,我们可以思考一些问题: z5-vx`  
1._1, _2是什么? R,CFU l7Q  
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。 L6yRN>5aE  
2._1 = 1是在做什么? ucQ2/B#'4l  
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。 Mw2?U>h1  
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。 kD:O$8[J8  
S0nBX"$u  
Um 9Gjd  
三. 动工 p_S8m|%  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: k`Nc<nN8  
U^SJWYi<Y  
PV vNu5k  
8qL*Nf  
template < typename T > /gh=+;{  
class assignment @ROMHMd}  
  { $wUFHEl  
T value; !qPVC\l  
public : b[,J-/;JNL  
assignment( const T & v) : value(v) {} 44 ,:@  
template < typename T2 > Iih~W&  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } YKq,`7"%  
} ;  b=v  
TB 9{e!4  
|r5 np  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 !a?$  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment x'_I{$C &  
IFNs)*  
"']I.  
bI.LE/yk  
  class holder ?_q e 2R.  
  { :&ir5xHS  
public : E>f+E8?  
template < typename T > B9pro%R1Bo  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const O\;Z4qn2=  
  { d;O16xcM/  
  return assignment < T > (t); GlYNC&,VL  
} -C]RFlV  
} ; y?j#;n0  
a5jc8S>  
NXsDn&&O  
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: 3jQy"9f  
Sc'z vlq  
  static holder _1; :xISS  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 (#GOXz  
7K3S\oPej  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); -b+VzVJZ  
而不用手动写一个函数对象。 Cm g(# $ X  
Q!8AFLff4  
\}Fx''  
U 2am1}  
四. 问题分析 @qk$ 6X  
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。 <?'d \B  
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。 O?e38(  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 % LeG.~?  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 $,$bZV  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 gV@FT|j!i  
- &u]B$  
五. 问题1:一致性 Jm&7&si7  
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?| GJN"43  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 0zfh:O  
ek!x:G$'  
struct holder N9hs<b+N_  
  { 7l}P!xa&  
  // P6'Oe|+'  
  template < typename T > 0o~? ]C  
T &   operator ()( const T & r) const KDr?<"2L  
  { 9TRS#iVL+*  
  return (T & )r; %suSZw`  
} l&l&e OE  
} ; UFBggT\  
SV#$Cf g  
这样的话assignment也必须相应改动:  734)s  
d_s=5+Yj  
template < typename Left, typename Right > X!Ag7^E  
class assignment P{j2'gg3  
  { g&eIfm  
Left l; i]&C=X  
Right r; ! J`>;&  
public : )90Q  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 3)\jUVuj  
template < typename T2 > U;QTA8|!&  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } dbM~41C6  
} ; ssaEAm:  
Ji4xor  
同时,holder的operator=也需要改动: Cw7 07  
h[~JCYA  
template < typename T > +(n&>7 5  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ?O3E.!Q|  
  { {a aI<u  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); )D'SfNx#{  
} j"6r]nc&  
gDbj!(tm  
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。 dsck:e5agZ  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 V4I5PPz~  
02B *cz_K  
return l(rhs) = r; 50r3Kl0  
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。 vN#?>aL  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 0#1hkJ"  
'J\nvNm  
template < typename Tp > Fy:CG6@X  
class constant_t |a9d]^  
  { QOXG:?v\  
  const Tp t; q?} /q  
public : NG3!09eY  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} }e$^v*16  
template < typename T > XY %er  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const .Z%y16)T  
  { eC`} oEz  
  return t; |f5WN&c  
} 32h}+fd  
} ; l;{n" F  
%N5gQXg  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 :/YHU3~Y  
下面就可以修改holder的operator=了 *_feD+rq  
x\( @ v  
template < typename T > iF]G$@rbU  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const We%HdTKT  
  { ;75m 9yGo  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); %siBCjvo=  
} ay~c@RXW  
<ZmC8&Uo  
同时也要修改assignment的operator() t &scvXh  
|2RoDW  
template < typename T2 > [+ ,%T;d;  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } : :;YS9e  
现在代码看起来就很一致了。 aumWU{j=  
~N "rr.w  
六. 问题2:链式操作 \S #Mc  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 &1nZ%J9  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 !O|d,)$q  
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。 WcRTv"4&  
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。 h8 Wv t's  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ^a+W!  
k;EG28   
template < typename T > r?cDyQE  
struct result_1 _0HCtx ;  
  { =QdHji/sB  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; RRSkXDU}  
} ; q8DSKi  
,uz+/K%OA5  
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: /G[2   
nV`n=x  
template < typename T > DX3xWdnr  
struct   ref =AaTn::e/  
  { }ACWSkWK  
typedef T & reference; (!'=?B "  
} ; m@(8-_  
template < typename T > |#OMrP+oi  
struct   ref < T &> sA^_I6>M"  
  { iakqCjV  
typedef T & reference; 0 0JH*I  
} ; .T!R&#]n  
pI>yO~Ve  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ^7b[s pqE  
$a / jfpV  
template < typename T > 3K)12x$.K  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const (29h{=P'  
  { qH 1k  
  return l(t) = r(t); a4a/]q4T  
} ^wnlZ09J  
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。 %w9/ gD  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 Z"ce1cB  
k[_)5@2  
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 p~v rr 5  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: o<1a]M|  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 K!AW8FnHkZ  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 +-%&,>R  
最后的布局是: VIIBw  
                Add 4?eO1=a  
              /   \ u/s,#  
            Divide   5 RC[mpR ;2  
            /   \ .( )rb y  
          _1     3 FCr^D$_w  
似乎一切都解决了?不。 p?@R0]  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 &- 5`Oln  
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。 *s=jKV#  
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: GbFtX\s+5j  
kdq<)>"  
template < typename Right > cA,`!dG2,  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const <R;t>~8x  
Right & rt) const <^+x}KV I  
  { f0^;*Y  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); aLo^f= S  
} N<d0C  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 0\B31=N(  
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。 # 1,"^k^  
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。 0c-.h  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 A'zXbp:%  
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。 ?'xwr )v  
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? (u_?#PjX  
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: 4+tKg*|  
HpXQ D;  
template < class Action > 9~rrN60Q  
class picker : public Action ;nSOe AF)Q  
  { . X:  
public : *A^`[_y  
picker( const Action & act) : Action(act) {} T'W@fif  
  // all the operator overloaded W5)R{w0`GD  
} ; r 9~Wh $  
o[A y2"e?  
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。 /r8'stRzv  
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: og?>Q i Tr  
#7*{ $v  
template < typename Right > $.5f-vQp  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const L2 ybL#dz  
  { nO\c4#ce  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 6x.ZS'y  
} mJ #|~I*Z-  
 /# FU"  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > NMy+=GZu^  
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。 mm1fG4 *%  
H^d2|E[D  
template < typename T >   struct picker_maker $n><p>`  
  { }G/#Nb)  
typedef picker < constant_t < T >   > result; )%zOq:{\5  
} ; 7Rq|N$y.3  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > n5NwiSE  
  { sC}p_'L  
typedef picker < T > result; I$y6N"|  
} ; w7d<Ky_C  
o9XT_!Cwg  
下面总的结构就有了: ! ^ DQX=1  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 id?B<OM  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 W'xJh0o  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 #Fwf]{J  
至此链式操作完美实现。  ob_*fP  
1;E^3j$  
c e\|eN[  
七. 问题3 llE_-M2gH  
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。 [6u8EP0xM  
'JpCS  
template < typename T1, typename T2 > E9bc pup  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const v<AFcY   
  { AE@N:a  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); CG0jZB#u  
} r7zS4;b  
\UEO$~Km  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: ~lQ<#*wl  
tb1w 6jaU  
template < typename T1, typename T2 > -Pt']07E  
struct result_2 >D5WAQ>b  
  { + e3{J_  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; n85d g  
} ; JFOXrRR=d  
2FxrjA  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? <tn6=IV  
这个差事就留给了holder自己。 n7p,{KSQ  
    xgQ&'&7l  
"q]r{0  
template < int Order > /l b"g_  
class holder; h?-*SLT  
template <> \s@7pM=(  
class holder < 1 > 84f~.45  
  { 0_f6Qrcj  
public : Q1 5h \!u  
template < typename T > it)!-[:bm  
  struct result_1 5faY{;8  
  { v*lj>)L  
  typedef T & result; Z1Pdnc7S[  
} ; mzbMX <  
template < typename T1, typename T2 > K9=f`JI9  
  struct result_2 INF}~DN]  
  { _qp^+  
  typedef T1 & result; &<Iz?AVr  
} ; Naa "^  
template < typename T > nl/~7({  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const n:P++^ j  
  { Ap)pOD7  
  return (T & )r; v2KK%Qy  
} lBZhg~{  
template < typename T1, typename T2 > %4I13|<A`  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const u}(K3H3  
  { !g2 ~|G  
  return (T1 & )r1; LQ{z}Ay  
} qgkC)  
} ; )mh,F# "L  
586lN22xM  
template <> z$b'y;k  
class holder < 2 > <d] t{M62W  
  { Cp!Qd e  
public : 7 P/1'f3  
template < typename T > i"OY=iw-N  
  struct result_1 LG:Mksd8=4  
  { CZ|h` ";P2  
  typedef T & result; bU{lV<R,  
} ; `S:LuU8e  
template < typename T1, typename T2 > a<Ksas'5S  
  struct result_2 =2R0 g2n  
  { ",>,t_J  
  typedef T2 & result; CU_8 `}  
} ; d45mKla(V  
template < typename T > 7&Qf))L  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const +I[Hxf~  
  { 5 K[MKfT  
  return (T & )r; 1Farix1YDq  
} "H3DmsB  
template < typename T1, typename T2 > y%@C-:  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const WP ~]pduT  
  { .u^4vVz  
  return (T2 & )r2; V}po  
} yd~}CF  
} ; P{[@t_  
NKRI|'Y,  
AEO7I f@  
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> >。 $G D@e0  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: du_TiI  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: g>;u} +lO  
Nny#}k Bt  
return l(i, j) = r(i, j); =DLVWz/<  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) :Lh`Q"a  
]~t4E'y)z  
  return ( int & )i; pGT?=/=*  
  return ( int & )j; i+4!nf{K  
最后执行i = j; p8|u0/;k  
可见,参数被正确的选择了。 g;._Q   
#:M <<gk  
D?`|`Mu  
!6pE0(V^+4  
L`n Ma   
八. 中期总结 bY!1t}ALh  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: L)-1( e<x  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 rlP?Uh  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ty-erdsP  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ~pG,|\9  
o@@, }  
%}1v-z  
Tt+E?C%Y  
[z> Ya-uz7  
&N|`Q (QXS  
九. 简化 !r %u@[(  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 ~%Xs"R1c ,  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 p?e-`xs  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: 7J[s5'~|  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 LY1dEZ-)A  
  +-*/&|^等 Jt|W%`X>D  
2. 返回引用。 l#^weXSlk  
  =,各种复合赋值等 "c*&~GSE4  
3. 返回固定类型。 r"_SL!,^  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) _h0hl]rf  
4. 原样返回。 5rUDRFO6  
  operator, F,/yK-9  
5. 返回解引用的类型。 %(i(Cf8@  
  operator*(单目) 1 TA\6a}  
6. 返回地址。 1`v$R0 `!  
  operator&(单目) fYUbr"Oe  
7. 下表访问返回类型。 I`4k5KB;  
  operator[] m'YYkq(5%Z  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 B0dv_'L}L  
  operator<<和operator>> 8}>s{u;W  
94b* !Z  
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。 {~{</ g/  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: C)R#Om  
P?$Iht.^  
template < typename Left > EU4j'1!&g<  
struct value_return O#3PUuE%d  
  { f0]`TjY  
template < typename T > r0j+P%  
  struct result_1 ' T%70)CM~  
  { Ot([5/K  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; E-"b":@:  
} ; ~?<VT k  
^gdv:[ m  
template < typename T1, typename T2 > 7 ?a!x$-U(  
  struct result_2 E)]RQ~jY?  
  { >@uFye$  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 87q~ nk  
} ; bC0DzBnM;  
} ; <0!)}O  
,;~@t:!c  
w i=&W  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 1qd(3A41  
xY$@^(Q\  
下面我们来剥离functor中的operator() Zt"3g6S  
首先operator里面的代码全是下面的形式: YT\.${N  
r"W,G /;h  
return l(t) op r(t) sQgJ`+Y8_  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) LypBS]r u  
return op l(t) 6'6,ySo]  
return op l(t1, t2) t# <(Q  
return l(t) op .qg 2zE$0  
return l(t1, t2) op %w#8t#[,6  
return l(t)[r(t)] c'&\[b(m  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] #B &%Y6E5  
F|^tRL-  
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: `z~L0h  
单目: return f(l(t), r(t)); 3iBUIv  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); Dhzm C  
双目: return f(l(t)); KxUO=v<u  
return f(l(t1, t2)); @r9[&  
下面就是f的实现,以operator/为例 GRj#1OqL  
IXof- I%8  
struct meta_divide @lTd,V5f  
  { I6RF;m:Jw  
template < typename T1, typename T2 > tde&w=ec  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) F%`O$uXA  
  { C[Nh>V7=  
  return t1 / t2; \3 M%vJ  
} /{ FSG!  
} ; 35Cm>X  
Be~In~~  
这个工作可以让宏来做: [[' (,,r  
rkWiGiisM  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ^Q5advxuq  
template < typename T1, typename T2 > \ 8 GW0w  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; #55_hY#  
以后可以直接用 hL}AgY@  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) z\+Ug9Of  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 ~Zo;LSI  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) @JU Xp  
prO ~g  
IUSV\X9  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 lOu&4Kq{g  
[VY265)g  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > !1[ZfTX^a  
class unary_op : public Rettype U}^`R,C  
  { )bl^:C  
    Left l; :XCRKRDLE  
public : GyLp&aa  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 0q_?<v_ 1  
d0}P  
template < typename T > ).8NZ Aj  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const !(#d 7R  
      { KSxZ4Y  
      return FuncType::execute(l(t)); "T1A$DKw+R  
    } ;>r E+k%_  
p}(pIoyUF  
    template < typename T1, typename T2 > ZfnJ&H'  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const JlhI3`X;/  
      { uh&Qdy!I  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); cNiNLwc  
    } [,Fu2j]  
} ; Ob@HzXH  
n7(/ml+Q_  
?#Y1E~N  
同样还可以申明一个binary_op JV@b(x`  
\fJ _,  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ]!v\whZ>  
class binary_op : public Rettype E3QyiW  
  { d~z%kl 5:  
    Left l; kadw1sYj  
Right r; jYE ?wc+FT  
public : z4wG]]Kh*  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} iE,/x^&,&  
A1F!I4p5  
template < typename T > k293 wS  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const y_{fc$_&  
      { M=#g_*d  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); tqzr +  
    } ~vB dq Yj  
v{oHC4  
    template < typename T1, typename T2 > Z!*k0 <Z  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const UX@8  
      { *s$:"g-  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ?9Sc KN  
    } )}i|)^J  
} ; n |Q' >  
2aJ_[3p/h]  
v?s%qb=T  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 jq( QL%)_O  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 wPl9%  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) Tno 0Q +  
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。 'DTq<`~?  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! h=ben&m  
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。。。 DTz)qHd#X  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 BoP,MpF  
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) I\P w`  
下面是修改过的unary_op 9F2MCqvcm  
1-}M5]Y  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > T~)R,OA7m  
class unary_op `@^s}rt+  
  { k FCdGl  
Left l; yQE9S+%M  
  Y Sux#*#H  
public : Y3bZ&G)  
,"?xy-6  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ]. 0;;v6)  
aPm2\Sq$  
template < typename T > Ah_0o_Di  
  struct result_1 C~R,,  
  { cHX~-:KOr  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; %s ">:  
} ; :|\)=4  
w:/QB-`%  
template < typename T1, typename T2 > !xE@r,'oN  
  struct result_2 /-&2>4I  
  { 1ZO/R%[  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 7.bPPr&  
} ; [WO>}rGw4  
')>D*e  
template < typename T1, typename T2 > ~'0W(~Q8  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 7uq^TO>9f  
  { Ny G?^  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); #]z_pp:  
} S3ZI C\2  
ASUleOI79(  
template < typename T > EM!9_8 f  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const >r.W \  
  { VF:95F;@  
  return OpClass::execute(lt(t)); !YIW8SP)  
} .x][ _I>  
l09DH+  
} ; i/RA/q  
Xp0S  
6-QcHJ>m6U  
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 ^1;Eq>u  
好啦,现在才真正完美了。 A$-\Er+f  
现在在picker里面就可以这么添加了: e`zCz`R  
l!j,9wz7  
template < typename Right > DeTLh($\  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const p{[(4}ql  
  { tgC)vZ&a  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 9{8xMM-  
} h@fF`  
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。 +^ `n- m  
JzmX~|=Xi  
<\oD4EE_  
X9;51JV  
;nAI;Qw L  
十. bind 4P^CqD&i  
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。 v0KJKrliGO  
先来分析一下一段例子 k1~? }+<e  
="de+S8W  
>*WT[UU  
int foo( int x, int y) { return x - y;} Z+2 j(  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 1!Afq}|  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 3|=L1Pw#  
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。 c+501's  
我们来写个简单的。 i!yE#zew  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: G$VE o8Blb  
对于函数对象类的版本: h_15"rd  
yZc#@R[0  
template < typename Func > z m+3aF  
struct functor_trait aV#phP  
  { Q:8t1ZDo  
typedef typename Func::result_type result_type; W{fNZb'  
} ; 5=/j  
对于无参数函数的版本: w#{S=^`}  
iC~ll!FA!  
template < typename Ret > }ZJJqJ`*e  
struct functor_trait < Ret ( * )() > .p(%gmOp#  
  { ~8U0(n:^  
typedef Ret result_type; pyp0SGCM:  
} ; q_Z6s5O  
对于单参数函数的版本: k(M(]y_  
@4=Az1W*  
template < typename Ret, typename V1 > {!^0j{T  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > *M'/z=V?%  
  { dP=,<H#]m  
typedef Ret result_type; .+&M,% x  
} ; yaPx=^&  
对于双参数函数的版本: vGwpDu\RgX  
8~AL+*hn  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > e?+&2zMq  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > }!N/?A5  
  { /xCX. C  
typedef Ret result_type; P DwBSj  
} ; ;cGY  
等等。。。 %H4>k#b@$  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy RcOfesW o  
#U.6HBuQa  
template < typename Func > 395`Wkv  
struct func_return y7x*:xR[  
  { iw{^nSD  
template < typename T > Bo8NY!  
  struct result_1 ef2)k4)"  
  { eIQ@){lJ-]  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; R#ZO<g%'  
} ; gv,1 CK  
u>/Jb+  
template < typename T1, typename T2 > i5SDy(?r  
  struct result_2 _pxurq{  
  { l OiZ2_2  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; r?/!VO-*N  
} ; OO\$'% y`  
} ; f dJ<(i]7W  
/rHlFl|Wy  
ZqX p f  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 (XEJd4r  
]I\9S{?  
template < typename Func, typename aPicker > ij?Ww'p9>  
class binder_1 v1p^=" IHI  
  { I.it4~]H  
Func fn; D9!$H!T _  
aPicker pk; n?"("Fiw  
public : *t_Q5&3L+U  
pA6A*~QE  
template < typename T > QW_BT ^d"  
  struct result_1 Y]DC; ,  
  { ?_eHvw  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; kW=!RX[&  
} ; -_= m j  
g([M hf#  
template < typename T1, typename T2 > AF>t{rw=/  
  struct result_2 KW/LyiP#  
  { I3u)y|Y=  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ZS[Ut  
} ; D"exI]  
1u"#rC>7.4  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} @hy~H?XN  
nd&i9l  
template < typename T > 8RQv  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ZEso2|   
  { ;vy<!@Y;8  
  return fn(pk(t)); J,\e@  
} M0$E_*  
template < typename T1, typename T2 > je%D&ci$  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const b@O{eQB  
  { H4$f+  
  return fn(pk(t1, t2)); tG~[E,/`  
} #Hy\l J  
} ; <h~=d("j  
:6]qr86  
Hp@Q  
一目了然不是么? u<4bOJn({  
最后实现bind T3I{D@+0  
_fSBb<  
*%*B o9a/  
template < typename Func, typename aPicker > Hbn78,~ .  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) =.w~qL  
  { $hMD6<e  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); Cj$:TWYIh[  
} dsH*9t:z  
<W+9 h0c  
2个以上参数的bind可以同理实现。 AH_qZTv0{Q  
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。 Wb[k2V  
("{"8   
十一. phoenix wB&5q!{!  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Q>71uM%e`  
BGHZL~  
for_each(v.begin(), v.end(), BWNI|pq)v  
( SM8_C!h:  
do_ >GLoeCRNu  
[ cICf V,j  
  cout << _1 <<   " , " 2[qoqd(  
] `F3wO!  
.while_( -- _1), E^$8nqCL:  
cout << var( " \n " ) =- ,'LOE  
) =T\=,B  
); Y[H769  
@_W13@|  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: a&UzIFdB  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor +(y 8q  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 tG ZMIG_  
那么我们就照着这个思路来实现吧: v\_\bT1  
Sp*4Z`^je  
q;UGiB^(A  
template < typename Cond, typename Actor > yDWBrN._  
class do_while #sxv?r  
  { )@P*F) g~  
Cond cd; %ZX9YuXQ  
Actor act; :(wFNK/0{  
public : k1ja ([Q  
template < typename T > FBbaLqgVF{  
  struct result_1 ~Z!YB,)bp  
  { n$v4$_qS  
  typedef int result_type; WA0D#yuJ/  
} ; 1vxQ`)a  
Gp+\}<^ Z  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} '.M4yif \g  
43]y]/do  
template < typename T > v5@M 34  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const s;Gg  
  { )(_NFpM  
  do -e_o p'`  
    { (m6V)y  
  act(t); [cco/=c  
  } lcy<taNu)  
  while (cd(t)); j9l32<h7]  
  return   0 ; 5-y*]:g(  
} 5+;Mc[V3-  
} ; #9Ect@?N0  
`*BV@  
6q>}M  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). &9|L Z9K  
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。 S[zGA<}  
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。 XH@(V4J(.  
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。 L#uU. U=  
下面就是产生这个functor的类: 9 M%Gnz  
G]N3OIw&8  
&1R#!|h1W  
template < typename Actor > &pjj  
class do_while_actor H7z)OaM  
  { @d^Z^H*Y v  
Actor act; J7^ UQ  
public : $;'M8L  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} Z)2d4:uv  
~LZrhwVj$  
template < typename Cond > %y|pVN!U  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; <U1T_fiBoc  
} ; 1dw{:X=j  
 mC$y*G  
y_w  <3  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 .xWaS8f  
最后,是那个do_ K3M.ZRh\;`  
'^>} =f  
8Znr1=1   
class do_while_invoker #QIY+muN  
  { &(A#F[ =0  
public : dH PvVe/  
template < typename Actor > nc\`y,>l8  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const q?dd5JzZy,  
  { x\(#  
  return do_while_actor < Actor > (act); p:5NMo  
} s1[&WDedM  
} do_; A[ncwJ  
jC4>%!{m  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? lwrh4<~\,*  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 r)>3YM5  
最后来说说怎么处理break和continue B^r?N-Z A  
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。 ;?tH8jf>  
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
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五