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
  • 8202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 = h<? /Krs  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Rktn/Vi  
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, e~>p.l  
Dvq*XI5  
gT5Ji~xI  
TQ5MKqR$  
  class filler RB% fA%d  
  { s5zGg]0  
public : RIVL 0Ig  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} DiYJlD&  
} ; t_zY0{|P  
! 6p)t[s  
7&RJDa:a7T  
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: PPj6QJ]R0  
cvs"WX3  
~-`BSR  
`%mBu`A  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); )/+eL RN5G  
@KXz4PU  
08K.\3  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 3@Zz-~4Td  
V'.eesN  
b W C~Hv  
1EAVMJ  
二. 战前分析 jy__Y=1}  
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。 @E"+qPp.3  
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 ;@7 #w  
p^zEfLTU  
d_W nK{  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); f@;>M9)<  
  /* --------------------------------------------- */ Nz>E#.++  
vector < int *> vp( 10 ); ]=86[A-2N  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); C5sN[  
/* --------------------------------------------- */ '+q'H  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); sw qky5_K  
/* --------------------------------------------- */ E/L?D  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); P=SxiXsr$  
  /* --------------------------------------------- */ 9a~BAH,j  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); '/yx_R K2?  
/* --------------------------------------------- */ )ejXeg  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); &PQ{e8w  
e/HX,sf_g  
ZAo)_za&mH  
Y%?!AmER  
看了之后,我们可以思考一些问题: $Pb[ c%'  
1._1, _2是什么? qLW-3W;WUH  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 TNyY60E  
2._1 = 1是在做什么? cV,03]x  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 YZ%f7BUk  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 *l?% o{  
_"w!KNX>(~  
++{+ #s6  
三. 动工 Kt* za  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: / =Uv  
"$:y03V  
/?dQUu ^z  
RY/ Z~]  
template < typename T > A Fm*60C  
class assignment BE2\?q-  
  { LN6JH!  
T value; x]d"|jmVZ  
public : ://|f  
assignment( const T & v) : value(v) {} Dgq[g_+l  
template < typename T2 > -_4jJxh=OB  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } jf)JPa_  
} ; $evuPm8G  
tSXjp  
_Fh0^O@  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 <T_Nlar^^  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 1\608~ZH  
k}0  
={i&F  
M"$RtS|h  
  class holder HG3>RcB  
  { qP^0($  
public : E~g}DKs_5  
template < typename T > sImxa`kb  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const J0WXH/:  
  { K?OX  
  return assignment < T > (t); Zn 5m.=z  
} kFa?q} 47  
} ; eNC5' Z  
Jp*AIj  
VU'l~%ql  
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: JK8@J9(#  
?>\]%$5o  
  static holder _1; $Q$d\Yvi  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 vLT12v:)`  
fm:{&(  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); zUgkY`]:BJ  
而不用手动写一个函数对象。 G-i_s6Wu  
a5~C:EU0  
.idl@%  
-I-& <+7v  
四. 问题分析 .W+4sax:  
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。 i K[8At"Xo  
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。 Di1G  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 vls> 6h  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 [c!vsh]^  
下面我们可以对这几个问题进行分析。  iIEIGQx  
=$zr t  
五. 问题1:一致性 A`/7>'k/q[  
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?| BMj&*p8R  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ]<_!@J6k  
%C][E^9  
struct holder >]|^ Ux,WZ  
  { dvWlx]'  
  // __n"DLW  
  template < typename T > n|,Vm@zV  
T &   operator ()( const T & r) const MGC0^voe  
  { -bu. *=  
  return (T & )r; [3NV #  
} ~t3?er& R  
} ; 0|Ft0y`+  
GQ)cUrXQz  
这样的话assignment也必须相应改动: i&Cqw~.H  
tJ_@AcF  
template < typename Left, typename Right > 4sE=WPKF#  
class assignment -^ ayJ73  
  { $I0a2Z=dP  
Left l; J& SuUh<  
Right r; z}N^`_ *  
public : ~4` ec   
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} yWk:u 5  
template < typename T2 > C)^\?DH  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } vCo}-b-j  
} ; VzM@DM]=~  
vgZPDf|  
同时,holder的operator=也需要改动: ghQsS|)p.  
0 S8{VZpy  
template < typename T >  !3M!p&  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const 95&sFT C  
  { 4GejT(U  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 4i&!V9@:  
} 'u%;6'y  
Z:gsguX  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 AG%es0D[H  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 +Ws}a  
EMH}VigR  
return l(rhs) = r; tl^;iE!-  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 s/^= WV  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: DYk->)   
/38Pp%  
template < typename Tp > 62'0)Cy^  
class constant_t J@{ Bv%  
  { (8F?yBu  
  const Tp t; s_?* R  
public : #^w 1!xXD  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} +mPB?5  
template < typename T > }slEkpk? ]  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const '~=xP  
  { ATewdq[C  
  return t; m{Xf_rQ w  
} 5d;K.O  
} ; d-&dA_ ?  
\aRB   
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 OVK(:{PwS  
下面就可以修改holder的operator=了 Y mSaIf  
{lw ec"{  
template < typename T > udr'~,R  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const U.)eJ1a  
  { u-cC}DP  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); dQ o$^?  
} ` u)V 9{  
1fG@r%4  
同时也要修改assignment的operator() uB!P>v6  
R dzIb-  
template < typename T2 > V:npcKpu  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } iKO~#9OF  
现在代码看起来就很一致了。 [qo* ,CRz  
~.SU$  
六. 问题2:链式操作 "lMWSCas  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 O3^@"IY  
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$\N]#  
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。 L(YT6Vmm+t  
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。 32J  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct r8E!-r}rno  
ku=q:ry O  
template < typename T > zy5bDL -  
struct result_1 }0*7bb  
  { A]slssE+  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; $x<-PN  
} ; {GY$J<5=  
hTqJDP"&F  
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: +%^xz 1m  
EkPSG&6RZ  
template < typename T > R``qQ;cc  
struct   ref E_#&L({|@  
  { q9Wtu7/  
typedef T & reference; .4-S|]/d,  
} ; 4cL=f  
template < typename T > JaTW/~ TU  
struct   ref < T &> JD .z}2+  
  { Iu]P^8  
typedef T & reference; e;v2`2z2  
} ; 3J{'|3x  
z5zm,Jw  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: n$K_KU v  
$~l :l[Zs  
template < typename T > 4+Kc  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ul1Vsj  
  { +z_0?x  
  return l(t) = r(t); ^8*.r+7p  
} P=GM7  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 / ffWmb_4  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 R2{X? 2|$  
""=Vt]  
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  #Ki@=*  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: fNumY|%3  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 MDZb|1.AT  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 -8: @xG2  
最后的布局是: 7KLq-u-8  
                Add $$w 1%#F =  
              /   \ NjLd-v"2  
            Divide   5 t `oP;  
            /   \ ]y/:#^M+  
          _1     3 %r!-*p<i|  
似乎一切都解决了?不。 RdjUw#\33b  
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。 ) eV]M~K:  
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。 jA'+>`@  
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: sP#5l @  
bT |FJ\aC  
template < typename Right > i+6/ g  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const USY^ [@o[f  
Right & rt) const `3Y+:!q  
  { >3/<goXk7  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); nDfDpP&  
} ?M);wBe(  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 (G Y`O  
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。 /nNHI34  
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。 %1<|.Dmd  
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。 =>Efrma  
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。 92R{V%)G  
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? 7UiU3SUcg  
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: K} @q+  
a7ty&[\  
template < class Action > v2^CBKZ+  
class picker : public Action g|Cnj  
  { y[# U/2  
public : A.Njn(z?Lz  
picker( const Action & act) : Action(act) {} 6/ )A6Tt  
  // all the operator overloaded nN: i{t4f  
} ; Gbhaibk O  
^[6AOz+L  
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。 (uE_mEIsv  
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: 4?cg6WJ'6  
f sMF46  
template < typename Right > wrWWXOZ 4  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const !{+(oDN  
  { &^"m6  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); u=5^xpI<D  
} k 'o?/  
`Bx CTwc  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > lnhZ!_  
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。 \4 DH&gZ[  
k K(,FB  
template < typename T >   struct picker_maker e): &pqA  
  { xK f+.6 wz  
typedef picker < constant_t < T >   > result; gw-l]@;1  
} ;  _~r>C  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > sSxra!tv4  
  { b@k3y9 &  
typedef picker < T > result; wcO_;1_ H  
} ; (Qnn  
&7cy9Z~m  
下面总的结构就有了: v "07H  
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。 #F kdcY  
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。 y}8j_r  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 >A6lX)  
至此链式操作完美实现。 tO#y4<  
L3S,*LnA  
X#fI$9a  
七. 问题3 b=sc2 )3?  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 .Q7z<Q  
o Vs&r?\Z  
template < typename T1, typename T2 > `R\0g\  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const :?zOLw?(  
  { 1*s Lj#  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); @d)6LA9Ec  
} q;U[f6JjE  
aV1(DZ83  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: MQ01!Y[q_7  
16AYB17  
template < typename T1, typename T2 > 9tJiIr8i  
struct result_2 9 ItsK  
  { ^#Shs^#  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; tkA '_dcIC  
} ; cP-6O42  
VHy$\5oYg  
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? Ma$b(4dB  
这个差事就留给了holder自己。 :`d& |BB  
    +=*ZH `qX  
Y|Z*|c.4OK  
template < int Order > n/?_]  
class holder; *5 5yF `  
template <> @f5X AK?  
class holder < 1 > o(}vR<tD\  
  { TMbj]Mso  
public : (%".=x-  
template < typename T > =2< >dM#`  
  struct result_1 75a3H`  
  { h_J 'dJS  
  typedef T & result; ,oR}0(^"\<  
} ; ,>)/y  
template < typename T1, typename T2 > y5>H>NS  
  struct result_2 *9G;n!t  
  { SJL?(S*  
  typedef T1 & result; 9R!.U\sq  
} ; WVKzh  
template < typename T > Pr" 2d\  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ,+0_kndR  
  { dx|j,1e  
  return (T & )r; kZeb^Q+,  
} 0q81H./3  
template < typename T1, typename T2 > A^G%8 )\  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const z.FO6y6L  
  { Vg0Rc t  
  return (T1 & )r1; "gYn$4|R7*  
} zXB.)4T  
} ; 3(X"IoNQ  
lbMb  
template <> 4]B(2FR[8  
class holder < 2 > XB2[{XH,  
  { .(D-vkz'  
public : $Z #  
template < typename T > w18kTa!4@  
  struct result_1 zbrDDkZ1  
  { qXgg"k%A\  
  typedef T & result; Y*0mC"n}  
} ; PKk_9Xd  
template < typename T1, typename T2 > W EZ)7H  
  struct result_2 M1^pf<!s  
  { &W*9'vSm.  
  typedef T2 & result; 7aS`S F  
} ; X180_Kt2  
template < typename T > ^2=11  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const TX$j-TM'  
  { #Fq6-]y1")  
  return (T & )r; {eL XVNR7R  
} ;V@o 2a  
template < typename T1, typename T2 > G7 b>r  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const &G:#7HX@-  
  { ;>bcI).  
  return (T2 & )r2; EHmw(%a|+  
} ]F P(,:Yw  
} ; Enyx+]9  
J#"@~Q+a`@  
~0eJ6i  
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> >。 r1f##  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: !c/G'se  
首先 assignment::operator(int, int)被调用:  s'RE~,  
XX+%:,G  
return l(i, j) = r(i, j); KFx4"f%  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) "{Lp'+wNw  
Eu2@%2}P  
  return ( int & )i; ;.+sz(:hm  
  return ( int & )j; I'm.+(1m,  
最后执行i = j; f!AcBfaLr  
可见,参数被正确的选择了。 =c:K(N qL  
1$H*E~  
Z$"E|nRN  
yP. ,Dh s  
!/2u O5  
八. 中期总结 d?)k<!fJk  
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: _XvSe]`f`  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 5=(fuY3  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Y {a#2(xn  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor u[k0z!p_ c  
yL{X}:;}  
JlR (U. "  
~qekM>z  
Pv@Lx+ k  
1ayL*tr  
九. 简化 = wEU+R_#o  
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。 _9*3Mr)2N  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ^VabXGzo#  
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: h)7hk*I  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 =MMU(0 E  
  +-*/&|^等 /{il;/Vj  
2. 返回引用。 dz_~_|  
  =,各种复合赋值等 h'%iY6!fA  
3. 返回固定类型。 _[M*o0[@W  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) Qu]F<H*Y|  
4. 原样返回。 ;&=c@>!xP#  
  operator, vuN!7*d+  
5. 返回解引用的类型。 B*B}eXUph  
  operator*(单目) 4E:kDl*@  
6. 返回地址。 NpqK+GO  
  operator&(单目) hUR>NUK@8  
7. 下表访问返回类型。 w8~B@}%  
  operator[] apmZ&Ab  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 +9yV'd>U  
  operator<<和operator>> v@n0ma=  
d>k)aIYp  
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。 !'#Y-"=ypk  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ?Pbh&!  
o>~xrV`E  
template < typename Left > m}`!FaB #  
struct value_return nz+k ,  
  { nymro[@O~  
template < typename T > N #C,q&;  
  struct result_1 'qoDFR\v  
  { ol#| .a2O  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; tg5G`P5PJ  
} ; ~IQ3B $4H&  
{XR 3L'X  
template < typename T1, typename T2 > NW?.Ge.!P  
  struct result_2 -0P(lkylf  
  { zw ,( kv  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; u]`ur#_  
} ; >_esLsPWh]  
} ; "Zr+>a  
!N"Y  
C[c^zn  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 8>4@g!9E  
\A#YL1hh  
下面我们来剥离functor中的operator() e:`d)GE  
首先operator里面的代码全是下面的形式: #"&<^  
0[L)`7  
return l(t) op r(t) Wks?9 )Is  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) LKX; ^  
return op l(t) 5-[bdI  
return op l(t1, t2) nNj<!}HvV  
return l(t) op *gGL5<%T:  
return l(t1, t2) op VelR8tjP  
return l(t)[r(t)] ais@|s;  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] crvq]J5  
<?h,;]U  
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: dAba'|Y  
单目: return f(l(t), r(t)); $-4 Zi  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); A*x3O%zH  
双目: return f(l(t)); `bAOhaB,/  
return f(l(t1, t2)); E=3UaYr  
下面就是f的实现,以operator/为例 %Bxp !Bj  
J!+)v  
struct meta_divide 'cgB$:T}.,  
  { YZ\a#s ,0  
template < typename T1, typename T2 > <4Ev3z*;Z  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) `514HgR  
  { OK8|w]-A  
  return t1 / t2; =hAH6C  
} fY|P+{BO2  
} ; VV'*3/I  
vr2cDk{  
这个工作可以让宏来做: mu$0x)  
jXH?os%  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 1^v?Ly8  
template < typename T1, typename T2 > \ <<vT"2Q]  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; sQl`0|VH  
以后可以直接用 Yt3 +o<  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 1ZZ}ojq  
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 f5tkv<) %  
(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。。。) F4X0DRC,G  
_DD.#YB</  
G?$0OU  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 p3`odmbN  
SSrYFu"  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 8n2MZ9p]  
class unary_op : public Rettype u#bd*(  
  { qvHRP@  
    Left l; jT:z#B%  
public : /$-Tg)o5i  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} v{2euOFE  
Kf>]M|G c  
template < typename T > u6#FG9W7  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const $>*TO1gb+  
      { Y;I>rC (  
      return FuncType::execute(l(t)); P(|+1$#[  
    } C]01(UoSZ  
D-KQRe2@  
    template < typename T1, typename T2 > =G<i6%(^g  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 7SVq fWp  
      { q-<t'uhs[  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); %4#Q3YlyD  
    } FBk_LEcX  
} ; ]>_Ie?L)<  
v<u`wnt  
|,)=-21&;  
同样还可以申明一个binary_op 9V/:1I0?&0  
\2U FJ  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > _*1{fvv0{  
class binary_op : public Rettype I[g;p8jr  
  { ,z@"pI b  
    Left l; 3U\| E  
Right r; z]d2 rzV(_  
public : Nk ~"f5q7  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} +3wVcL  
6jaol'{SuH  
template < typename T > Uja`{uc  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const D *Hy 2eZ.  
      { b,#lw_U"  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); W? SFt z  
    } uKF)'gj  
| f}1bJE+  
    template < typename T1, typename T2 > H4Lvw8G  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const g q|]t<'  
      { H="E#AC%8/  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); *Y\C5L ]  
    } 93]67PL#+  
} ; ]hHL[hoFC  
9esMr0*=  
W! =X _  
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 xZc].l6  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行  O86[`,  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) E|~)"=  
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。 EG; y@\]  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! GFX$vn-/F  
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。。。 A^3M~  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 x(r~<a[  
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) PYhRP00}M  
下面是修改过的unary_op 2M`:/shq  
e]Q bC "  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > tX'2 $}  
class unary_op dd6m/3uUW  
  { 9Z!|oDP-  
Left l; [!'fE #"a  
  58>C,+  
public : [19QpK WM  
P;7 Y9}  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} zxhE9 [`*e  
/Y_)dz^@  
template < typename T > /UP1*L  
  struct result_1 "'@>cJ=  
  { +B#+'  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; *^=zQ~  
} ; E,wOWs*  
,2MLYW,  
template < typename T1, typename T2 > ?#]wx H,  
  struct result_2 ^Yg}>?0  
  { M:/)|fk  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; L[rxs[7~  
} ; tH^]`6"QUa  
i[7<l&K]  
template < typename T1, typename T2 > 2M$^|j:[  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const s+ a} _a:  
  { }Y`D^z~  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ?j^:jV  
} [==x4N b  
K?$|Y-_D^M  
template < typename T > j.O+e|kxU  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 0E^6"nt7N  
  { T@P[jtH<d  
  return OpClass::execute(lt(t)); k,GAHM"'  
} Q*K31Ln  
!U[/P6 +0  
} ; nd3n'b  
zNRR('B?  
C(!A% >  
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 nA4PY]  
好啦,现在才真正完美了。 Wfp>BC  
现在在picker里面就可以这么添加了: TRzL":  
$z \H*  
template < typename Right > )8@|+'q  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const Ef2i#BoZ  
  { sn-P&"q  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ms/!8X$Mz  
} al@Hr*'  
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。 2Sb68hJIE  
cD JeYduK  
`c.P`@KA  
;t\oM7J|  
Je &O  
十. bind #C#*yE  
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。 h*B7UzCg  
先来分析一下一段例子 {"WfA  
hRaX!QcG3  
=tQ^t4_  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 0/TP`3$X#"  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 D4IP$pAD  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 oUNuM%g9Dy  
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。 Dhze2q)o  
我们来写个简单的。 Ra)AQ n  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: Rn9e#_Az  
对于函数对象类的版本: H7?Sd(U  
q<Z`<e  
template < typename Func > c5- 56 Q  
struct functor_trait {NTMvJLm  
  { D&-cNxh  
typedef typename Func::result_type result_type; a%XF"*^v  
} ; /Dj-@7.C/  
对于无参数函数的版本: -J]j=  
G;he:Bf  
template < typename Ret > h,@tfd U^  
struct functor_trait < Ret ( * )() > hUP?r/B  
  { d3jzGJrU}  
typedef Ret result_type; ?,  m_q+  
} ; 5Ei4$T  
对于单参数函数的版本: r(OH  
tYUg%2G  
template < typename Ret, typename V1 > Q$58 K9  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > K*9~ g('  
  { q~6a$8+t  
typedef Ret result_type; }CGA)yK~3  
} ; PfjD!=yS=h  
对于双参数函数的版本: H84Zg/ ^  
_X)`S"EsJ  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > |YcYWok  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > !$pnE:K  
  { 32z2c:G  
typedef Ret result_type; B1 Y   
} ; 0u?Vn N<  
等等。。。 )z!#8s  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy b"pN;v  
/C6$B)w_*{  
template < typename Func > 3 4:Y_*  
struct func_return !t!'  
  { mTBSntZx  
template < typename T > ',m!L@7M5  
  struct result_1 bR*} s/  
  { RXw }Tb/D8  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; &|I{ju_  
} ; -58Sb"f  
1qm _Qs&  
template < typename T1, typename T2 > K_GqM9  
  struct result_2 FM,o&0HSd  
  { '4)4*3z,  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ,Q,3^v-  
} ; e !N%   
} ; Y,M 2 D  
b NR@d'U  
2Kz407|'  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 .1F41UyL  
on.m '-s  
template < typename Func, typename aPicker > [Wn6d:  
class binder_1 #3}!Q0   
  { yi:1cLq2  
Func fn; Wxzh'c#\8  
aPicker pk; v-&@c  
public : F@<^  
"sJ@_lp  
template < typename T > }e-D&U  
  struct result_1 ffG1QvC|M  
  { Jix;!("  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ODCv^4}9  
} ; lS |:4U.  
L*zfZ&  
template < typename T1, typename T2 > ]zh6[0V7V  
  struct result_2 Yv"-_  
  { /E^j}H{  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; WQBpU?O  
} ; aC#{@t  
o+g\\5s  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} =VGRM#+D  
C)BVsHT4  
template < typename T > ^2LqKo\T  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 8V@\$4@b!#  
  { oH1]-Nl$  
  return fn(pk(t)); n0b{Jg *  
} IPk"{T3  
template < typename T1, typename T2 > \4Z"s[8}  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const EfqC_,J*3  
  { 4\y>pXML-U  
  return fn(pk(t1, t2)); DAQozhP8  
} N4w&g-  
} ; Dpkc9~z  
g-<[* nF  
5@EX,$h  
一目了然不是么? wpa^]l  
最后实现bind VWW(=j  
u"-."_  
,B$e'KQ  
template < typename Func, typename aPicker > 1i}p?sU  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) pykRi#[UrX  
  { nmoC(| r  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); `o6T)49  
} q(Zu;ecBN  
S#l)|c_~  
2个以上参数的bind可以同理实现。 -~_;9[uV  
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。 $: qrh66  
ZU.f)94u  
十一. phoenix Idr|-s%l6'  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: ;fB!/u  
w"AO~LF  
for_each(v.begin(), v.end(), v<E_n;@9k  
( ZmZ7E]c  
do_ r?}L^bK  
[ ew1bb K>  
  cout << _1 <<   " , " &?M'(` ~  
] =' &TqiIv"  
.while_( -- _1), l-M .C8N  
cout << var( " \n " ) 7%yP5c B  
) QA#Jx  
); W{nDmG`yp  
YLid2aF  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: -9yWf8;  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor PY[!H<tt  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 Vc&xXtm[v  
那么我们就照着这个思路来实现吧: M4K>/-9X+V  
NLZUAtx(  
M 9/J!s  
template < typename Cond, typename Actor > YiC_,8A~  
class do_while a3^({;k!0  
  { .1h1J  
Cond cd; M3YC@(N% k  
Actor act; "2GssBa  
public : pF7S("#R  
template < typename T > E[tEW0ub  
  struct result_1 #$v,.Yk  
  { yOE N*^6  
  typedef int result_type; ^vc#)tm5p  
} ; L lVE5f?  
J#Agk^Y 5  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} wu19Pg?F  
nACKSsWqI  
template < typename T > :.?%e{7  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const *.zC9Y,  
  { y])z,#%ED  
  do U_Am Riy  
    { R![1\Yv&  
  act(t); MXynv";<H  
  } z5 :53,`D'  
  while (cd(t)); xB,(!0{`  
  return   0 ; $<d3g :  
} ^spASG -o  
} ; CxJH)H$  
>?ckBU9  
JV;-P=o1B  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ~%u;lr  
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。 *"sDsXo- I  
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。 ="s>lI-1a  
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。 YHI@Cj  
下面就是产生这个functor的类: pLsJa?}R  
c8M'/{4rH  
TbR!u:J  
template < typename Actor >  ui1h M  
class do_while_actor R2dCp|6A  
  { -+&sPrQ  
Actor act; Xv?'*2J  
public : YE1X*'4  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} [+>cW0a  
uOQl;}Lk5  
template < typename Cond > A9ru]|?  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; %<;PEQQ|C  
} ; _2nNCu (  
mY!&*nYn|  
,B$m8wlI|  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 8? &!@3n  
最后,是那个do_ h}f l:J1C  
h0Ilxa   
PVX23y;  
class do_while_invoker eC*-/$D  
  { Gcd'- 1  
public : $D~vuA7  
template < typename Actor > uDsof?z  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const lwp(Pq  
  { 8eZ^)9m  
  return do_while_actor < Actor > (act); Bey|f/ <  
} 1|3{.Ed  
} do_; .eG_>2'1  
KU)~p"0[6]  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? ^fT?(y_= e  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 *N3X"2X:  
最后来说说怎么处理break和continue Xjnv8{X  
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。 _U`1BmTC2  
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