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
  • 4548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 $/crb8-C  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 .#}A/V.-Y  
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, !n<SpW;  
TF?~vS%@P  
"0Z5cQjg  
zm mkmTp  
  class filler 5fy{!  
  { a$3] `  
public : quS]26wQz  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} iXLH[uhO;  
} ; y9U~4  
Tm2+/qO,  
~U4Cf >  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: Pa'N)s<  
SmUiH9qNd,  
QYEGiT   
K!8l!FFl  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); pf&U$oR4  
\c1>15  
bPIo9clq  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 9 ^=kt 2[  
8Oa+,?<0x  
@<yYMo7  
.I]EP-  
二. 战前分析 q2U?EP{8~  
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。 32Wa{LG;2  
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 7NkMr8[}F  
LbuhKL}VN  
<tW/9}@p9  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); sB!6"D5  
  /* --------------------------------------------- */ :<v@xOzxx  
vector < int *> vp( 10 ); q| UO]V  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); n5y0$S/ D  
/* --------------------------------------------- */ y+ 4#Iy  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); K j~!E H"  
/* --------------------------------------------- */ &7 9F Uac  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); >D Ai-`e  
  /* --------------------------------------------- */ ]GDjR'[z  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); fg/hUUl  
/* --------------------------------------------- */ 4KR$sKq$q  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); Rm}G4Pq  
\hdil`{>  
;(rK^*`fO  
!+DhH2;)F  
看了之后,我们可以思考一些问题: o(C;;C(*{  
1._1, _2是什么? jW{bP_,"  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 ZAgtVbO7  
2._1 = 1是在做什么? >`<qa!9  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 o7^0Lo5Z?  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 </b_Rar  
%pLqX61t=  
z'*{V\  
三. 动工 (+}44Ldt  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: bc;?O`I<  
o*3\xg  
kG5Uc8 3#G  
3_>=Cv}  
template < typename T > CSH*^nk':O  
class assignment DT_%Rz~<  
  { @+a}O  
T value; -;Te+E_  
public : & x$ps  
assignment( const T & v) : value(v) {} ZH`(n5  
template < typename T2 > q{+}0!o  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 4ves|pLET  
} ; e'p"gX  
Ya-GDB;L  
A p 3B'  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Q n.3 B  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ^>^h|$  
"N)InPR-  
cqT%6Si  
^])s\a$  
  class holder \odns  
  { $~\Tl:!#?  
public : ' Er\ 68  
template < typename T > wh!8\9{g  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const ZZ/k7(8  
  { cC]]H&'Hg+  
  return assignment < T > (t); i(*fv(z  
} AmQsay#I_  
} ; P<;Puww/  
EKS?3z%!  
g`~;"%u7cn  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: 2wa'WEx  
bP,Ka  
  static holder _1; >qUD_U3A  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 /B|"<`-H  
CAmIwAx6;  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ff=RKKnN  
而不用手动写一个函数对象。 k5 *Z@a  
x3F94+<n{  
7%G&=8tq  
u$X =2u:P  
四. 问题分析 I}m>t}QRI_  
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。 YN~1.!F  
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。 c~}FYO$  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 BqM[{Kv  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 nU0##  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 @H^\PH?pp  
x=X&b%09  
五. 问题1:一致性 m>?|*a,  
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?| N`qGwNT%G  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 16Jjf|]j  
FC  
struct holder gZ-:4G|J  
  { 0.c9 6&  
  // #B q|^:nj  
  template < typename T > K92M9=>  
T &   operator ()( const T & r) const @, AB 2D  
  { rv<qze;?|  
  return (T & )r; Kzy9i/bL  
} KuEM~Q=  
} ; ggpa !R  
l@]Fzl  
这样的话assignment也必须相应改动: d*=qqe H  
#WGyQ u  
template < typename Left, typename Right > C%j@s|  
class assignment ad52a3deR  
  { OL^DuoB4q  
Left l; c8HETs1  
Right r; ywB0 D`s'  
public : h 0)oQrY  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} NRk^Z)  
template < typename T2 > O;T)u4Q&3  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } %eGD1.R  
} ; M'oQ<,yW-  
Xn5LrLM&  
同时,holder的operator=也需要改动: c{39,oF  
]7RK/Zu i  
template < typename T > n A%8 bZ+  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const XpA|<s  
  { &)|f|\yh"  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); lwo,D}  
} uKB V`I  
: qV|rih_Q  
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。 >S S^qjh/  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 A0Q1"b=  
J7~Kjl  
return l(rhs) = r; =$ubSfx  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 NxB/U_j  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ;=@?( n  
?%/*F<UVQ  
template < typename Tp > zy~*~;6tW  
class constant_t ^K 9jJS9K  
  { iR8;^C.aT  
  const Tp t; Vg mYm~y'  
public : t+jdV  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 3M'Y'Szm  
template < typename T > ej&o,gX  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const o=F!&]+  
  { <l>L8{-3  
  return t; E/D@;Ym18  
} 3wfJ!z-E8  
} ; U.<ad  
KqNsCT+j  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 zE7)4!  
下面就可以修改holder的operator=了 qQS&K%F  
. ywVGBvJ  
template < typename T > 1KJ[&jS ]  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const M?kXzb\O  
  { 5 RYrAzQo  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); 1-R4A7+3  
} |Z$)t%'  
qSaCl6[Do  
同时也要修改assignment的operator() tMo=q7ig  
APU~y5vG (  
template < typename T2 > pvRa  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } HD z"i  
现在代码看起来就很一致了。 9'KOc5@l^  
=S\pI  
六. 问题2:链式操作 :z$+leNH\  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 8P&z@E{y  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 Qr?(2t#  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 NIC.c3  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 9D yy&$s  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct q@Zeu\T,*#  
lH"VLO2l  
template < typename T > 1W9uWkk_d  
struct result_1 9FF  
  { lvUWs  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ESe$6)P  
} ; RVpo,;:  
C4|79UG>s  
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: j"&Oa&SH  
,ZnL38GW  
template < typename T > ?Uhjyi  
struct   ref >-(,BfZ  
  { 2 F ~SH  
typedef T & reference; ,rhNXx  
} ; %B| Ca&  
template < typename T > <S0gIg`)  
struct   ref < T &> NF7+Gp6?q  
  { $@[Mo   
typedef T & reference; R5<:3tk=X  
} ; |lVi* 4za%  
vnX~OVz2  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 8=mx5Gwz-  
yQC8Gt8  
template < typename T > \r &(l1R  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const cn'r BY  
  { XZ/cREz^s  
  return l(t) = r(t); :} o{<U  
} *bi;mQ  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 (T",6xBSG  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ZrWA,~;  
FXid=&T@0D  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 mEV@~){  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: rwAycW7  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象  j 2e|  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 P> 7PO~E.  
最后的布局是: U^OR\=G^  
                Add )N&95\ u  
              /   \ -V||1@ |  
            Divide   5 s6I/%R3  
            /   \ ) =|8%IrB  
          _1     3 ` )~CT  
似乎一切都解决了?不。 kO,vHg$  
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。 <ol? 9tm  
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。 +^%0/0e  
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: @$?*UI6y  
F4g3l    
template < typename Right > H8!lSRq  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const 0|(6q=QK  
Right & rt) const Wk]E6yz6  
  { /? Bu^KX  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); A&Cs (e  
} Z'c9xvy5  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 @u8kNXT;h  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 %v]-:5g'|  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 &lB>G[t  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 +)7h)uq  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 x|3G}[=  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? <ceJ!"L  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: t;lK=m|  
4n2*2 yTg  
template < class Action > A)kdY!}  
class picker : public Action g=S|lVQm  
  { prVqV-S6TY  
public : J8DKia|h(  
picker( const Action & act) : Action(act) {} smuQ1.b  
  // all the operator overloaded byJ[1UK  
} ; >7QC>ws%  
gq)uv`3  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 7:OF>**  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: 2%j"E{J&  
h ?+vH{}j  
template < typename Right > BNbz{tbX"  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const !]#;'  
  { E1|:t$>Ld  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); r5uX?^mJ0  
} Q_|Lv&  
.vpx@_;]9  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > LLwC*)#  
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。 iMp_1EXe  
 C0j`H(  
template < typename T >   struct picker_maker k i{8f  
  { \-:4TuU  
typedef picker < constant_t < T >   > result; Z]^O=kX7k  
} ; rF . Oo0  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > D}bCMN <  
  { q_0,KOGW  
typedef picker < T > result; a8Z{-=)  
} ; $eh>.c'&]  
@Y+9")?  
下面总的结构就有了: *g 2N&U  
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。 {7 nz:f  
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。 < #7j~<  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 Br"K{g?  
至此链式操作完美实现。 0u ,nSvch  
hu-6V="^9  
A,%NdM;t=5  
七. 问题3 J|dj`Z ?  
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。 ?,*KAGg%  
ef -PlGn  
template < typename T1, typename T2 > CNyV6jb  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const fb|lWEw5h.  
  { _U%2J4T2  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); +v|]RgyW)  
} ,a} vx"~  
/QVhT  
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: IL<@UWs6  
bH_zWk  
template < typename T1, typename T2 > mbO.Kyfen  
struct result_2 RMBPm*H  
  { K=;oZYNd  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 9AZpvQ  
} ; oF(|NS^  
}&IOBYHVDo  
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? Uj> bWa`  
这个差事就留给了holder自己。 'E1m-kJz  
    a &tl@y1  
-l q,~`v  
template < int Order > 0 I[3%Q{  
class holder; Lz}mz-N  
template <> T3^(I~03  
class holder < 1 > CYN|  
  { Y f;Slps  
public : l\~F0Z/O  
template < typename T > i^&^eg'.5  
  struct result_1 :<`po4/  
  { ,c[f/sT\  
  typedef T & result; ^es/xt  
} ; TllIs&MCe  
template < typename T1, typename T2 > !"N-To-c  
  struct result_2 UWq[K&vQZ  
  { k>72W/L^  
  typedef T1 & result; hdx"/.s  
} ; kV+O|9  
template < typename T > PkxhR;4  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const r WPoR/M  
  { 2<Q3-|/i  
  return (T & )r; 0]`%i G|  
} Y` tB5P  
template < typename T1, typename T2 > WhN~R[LE_  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const BFMINq>  
  { _9b;8%? Yf  
  return (T1 & )r1; :/FT>UCL  
} ##qs{s^ ]  
} ; :<>=,`vQD  
~> |o3&G{  
template <> TTzvH;S  
class holder < 2 > uOprA`3  
  { j43-YdCJ  
public : @j?)uJ0Q  
template < typename T > ,.&y-?  
  struct result_1 OO`-{HKt  
  { haIH `S Y  
  typedef T & result; 1A-ess\  
} ; R3gg{hQ  
template < typename T1, typename T2 > \v[?4 [  
  struct result_2 YVB\9{H?  
  { ld/\`s[i  
  typedef T2 & result; AF-uTf  
} ; fs wQ*  
template < typename T > 6$*ZH *  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const O #S27.  
  { gN/6%,H}  
  return (T & )r; 8.4+4Vxh   
} W=@]YI  
template < typename T1, typename T2 > <hSrx7o  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const b6A]/290x  
  { *&lNzz5&  
  return (T2 & )r2; %vFoTu)2  
} i$!-mYi+Q!  
} ; Kn+m9  
JVeb$_0k  
$d _%7xx  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 {P@OV1  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: COk;z.Kn  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 1Ydym2  
maR5hgWCHe  
return l(i, j) = r(i, j); [<p7'n3x  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) DKxzk~sOM  
XK t">W  
  return ( int & )i; tW |K\NL  
  return ( int & )j; sX$EdIq  
最后执行i = j; _MC\\u/C/  
可见,参数被正确的选择了。 (r+#}z}  
?Wz rv&E2  
(R)(%I1Oz  
O4i5 fVy{  
}+Ne)B E  
八. 中期总结 jLu`DKB  
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: K}p!W"!o  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 &E&e5(&$  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 8Qt'Y9|  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor  iI(7{$y  
1"5-doo  
R"`7aa6  
wa*/Am9;~  
5??\[C^"}  
l3C%`[MB  
九. 简化 "=97:H{!  
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。 OPsg3pW!]  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 =Vm"2g,aA  
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: T2^0Q9E?  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ZW0gd7Wh  
  +-*/&|^等 43 h0i-%1  
2. 返回引用。 xVn"xk  
  =,各种复合赋值等 qvH7otA  
3. 返回固定类型。 U*s QYt<?g  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 9OnH3  
4. 原样返回。 %8a886;2  
  operator, ~@wM[}ThP$  
5. 返回解引用的类型。 g:sn/Zug]  
  operator*(单目) 6*n<emP  
6. 返回地址。 P:gN"f6  
  operator&(单目) ;P#c!  
7. 下表访问返回类型。 _b8?_Zq  
  operator[] 5_MqpCL  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 M{ mdh\  
  operator<<和operator>> QXcSDJ  
Gcs eq  
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。 u d V. $N  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: "A6T'nOP  
8(EK17rE `  
template < typename Left > 6.!Cm$l  
struct value_return cnR.J  
  { B8'e,9   
template < typename T > ;/Z9M"!u[  
  struct result_1 `Y~EL?  
  { <[e E5X(  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; oS/cS)N20  
} ; N=QeeAI}}m  
l12_&o"C~  
template < typename T1, typename T2 > 9$u'2TV  
  struct result_2 P~5[.6gW  
  { )Uv lEG']  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; !5;A.f  
} ; jeM/8~^4-  
} ; 5B lptC  
^}gQh#  
m6 )sX&  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait kt ILKpHt"  
lStYfO:<'v  
下面我们来剥离functor中的operator() JQhw>H9&  
首先operator里面的代码全是下面的形式: "|6#n34  
U?}>A5H  
return l(t) op r(t) w,t>M_( N  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) =&J 7 'nDP  
return op l(t) >+ZG {'!j  
return op l(t1, t2) Gqz<;y  
return l(t) op l#W9J.q(  
return l(t1, t2) op q-g3!  
return l(t)[r(t)] xsPE UK&g  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 8d90B9  
&{Zt(%\ '  
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: fgmIx  
单目: return f(l(t), r(t)); pa6.Tp>  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); MMZdF{5@G  
双目: return f(l(t)); sMq*X^z )?  
return f(l(t1, t2)); rl0sN5n  
下面就是f的实现,以operator/为例 ~e ,D`Lv  
i9qn_/<c  
struct meta_divide =-r[ s%t &  
  { yH'vhtop  
template < typename T1, typename T2 > 8e`'Ox_5a  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 2&f] v`|M|  
  { l.#iMi(@p~  
  return t1 / t2; *<PQp   
} $R'  
} ; cZ@z]LY.g  
Q!%4Iq%jr  
这个工作可以让宏来做: "t-u=aDl-.  
b#:Pl`n6u  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ }E\ b_.  
template < typename T1, typename T2 > \ p@H3NX  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; H WOl79-  
以后可以直接用 !f\q0Gnl  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) PfaBzi9?f  
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 J;K-Pv +  
(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。。。) Fo=hL  
"pDwN$c  
FZW)C'j  
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 FY^[?lj  
dU7+rc2,CU  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > (QPfrR=J4  
class unary_op : public Rettype BrdHTk= Vy  
  { Ye'=F  
    Left l; f__r " N  
public : dPdodjSu,!  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} GWNLET  
{ *"I4  
template < typename T > {xw"t9(fE  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Rn (vG-xQ  
      { `h>a2   
      return FuncType::execute(l(t)); Q -!,yCu  
    } @A_bZQ@  
DriJn`vtzq  
    template < typename T1, typename T2 > E|(T(4;  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const s&<6{AU(id  
      { 3HU_ ~%l  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); vPm&0,R*y:  
    } c~@Z  
} ; -'j_JJ  
q K sI}X~  
7IrbwAGZ3  
同样还可以申明一个binary_op y#4f^J!V  
'l%b5:  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > vo9DmW  
class binary_op : public Rettype %_rdO(   
  { xQ[~ c1  
    Left l; b h%@Lo  
Right r; 7~2b4"&  
public : i@=0fHiZQ  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} i`]-rM%J#  
y;)j  
template < typename T > wUGSM"~ |  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const mgIB8D+6  
      { 0Q81$% @<  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); XYJ7k7zc+Y  
    } u!=9.3  
O "jX|5  
    template < typename T1, typename T2 > U*G8 }W  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const BO#XQ,  
      { ~i)m(65:  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); {*gO1TZt9  
    } LciSQ R!  
} ; 3ErW3Ac Ou  
I<v1S  
mE`O G8  
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 ?#OGH`ZvkI  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 AY{-Hf&  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 9~bl  
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。 PGaB U3  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! zYCrfr  
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。。。 :[;]6;  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 1o&] =(  
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) IFrq\H0  
下面是修改过的unary_op f`zH#{u  
FtaO@5pS54  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ^hG Y,\K9  
class unary_op X2X.&^  
  { *Y4h26  
Left l; I9sx*'  
  |T!^&t  
public : ,QDS_u$xi&  
r-27AJu  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} LaI(  
/%El0X  
template < typename T > .T*K4m{b0  
  struct result_1 :6~DOvY  
  { O}4(v#  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 7MRu=Z.-b  
} ; OQ[E-%v1 R  
t7A '  
template < typename T1, typename T2 > 3~zK :(  
  struct result_2 1ga-8&!  
  { @x9DV{j)V  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; }( x|  
} ; ']nB_x7  
[@SLt$9"  
template < typename T1, typename T2 > 4dkU;Ob  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const AJ0qq  
  { [x`trypg  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); l[KFK%?  
} ttEQgkd`  
Z3:M%)e_u$  
template < typename T > I6bekOvP  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const G8c 8`~t  
  { 7@[3]c<=  
  return OpClass::execute(lt(t)); bjgf8427I  
} 4nC`DJ;V  
KfC8~{O-  
} ; xM ]IU <  
a&>Tk%  
q3+G  
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 2k\i/i/Y  
好啦,现在才真正完美了。 3j{VpacZY  
现在在picker里面就可以这么添加了: 9fk@C/$  
#[.vfG  
template < typename Right > q#fj?`k  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const czMu<@c [  
  { [ \I&/?On  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); f1c Q*#2~  
} U) tqo_  
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。 g+5{&YD  
zzf;3S?  
k+X=8()k  
=[wVRQ?  
yY,O=yOjq  
十. bind ("2ukHc  
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。 l,FK\  
先来分析一下一段例子 dXAKk[uf  
:HSqa9>wa  
~vD7BO`  
int foo( int x, int y) { return x - y;} //c<p  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 :D-xa!7  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 V^ O dTM  
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。 owClnp9K  
我们来写个简单的。 GF6c6TXF@  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: zYf `o0U  
对于函数对象类的版本: y`"b%P)+T  
m'Jk!eo  
template < typename Func > +xqPyR  
struct functor_trait hFORs.L&G  
  { OiB*,TWV  
typedef typename Func::result_type result_type; %9z N U  
} ; |meo  
对于无参数函数的版本: &3x \wH/_  
cY+vnQm  
template < typename Ret > wGd4:W  
struct functor_trait < Ret ( * )() > V K/;ohTTP  
  { "Aw| 7XII  
typedef Ret result_type; \;0J6LBc  
} ; Lod$&k@@  
对于单参数函数的版本: TH_Vw,)  
~z)diF<  
template < typename Ret, typename V1 > :t &ib}v  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > R|PFGhi6"A  
  { <VP@#  
typedef Ret result_type; |yE_M-Nc  
} ; F...>%N$  
对于双参数函数的版本: (mq 7{ ;7y  
zz ^2/l  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 8'=8!V  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > rbP" n)0=  
  { pWo`iM& F  
typedef Ret result_type; =Qt08,.bW  
} ; b .9]b  
等等。。。 JTcK\t8  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy yVe<[!hJ  
ebk{p <  
template < typename Func > ny:c&XS  
struct func_return Lp\89tB>  
  { &]VCZQL  
template < typename T > fM jn8.  
  struct result_1 3zJbb3e  
  { ZN)a}\]  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; %G9: M;|'  
} ; =>ooB/  
F(E3U'G  
template < typename T1, typename T2 > r!eCfV7  
  struct result_2 9moenkL  
  { TGxspmY6  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ^H'zS3S  
} ; Ro+/=*ql~  
} ; |]7z  
sY?pp '}a  
owA3>E5t&  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ZoJ:4uo N`  
cnAwoTt4  
template < typename Func, typename aPicker > 'U<-w$!f+^  
class binder_1 {;4AdZk  
  { ^FSUK  
Func fn; ]JQk,<l5E  
aPicker pk; Zf<M14iM  
public : wAE ,mw  
y6KI.LWR9  
template < typename T > tN|sHgs  
  struct result_1 9F~U% >GX  
  { EZkg0FhkZ  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; q|J3]F !n  
} ; \XR%pC  
O`e0r%SJ  
template < typename T1, typename T2 > DJ"O`qNV3  
  struct result_2 t?^C9(;6  
  { sMAc+9G9k  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; h tbN7B(  
} ; WXj}gL`  
DKL< "#.7  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} J&~nD(&TY  
 eWO^n>Y  
template < typename T > gvYib`#  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const L{$ZL&  
  { >b;fhdd:4  
  return fn(pk(t)); E^S[8=  
} jnFCt CB  
template < typename T1, typename T2 > gO-C[j/  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 't=\YFQ*v  
  { hvu>P {  
  return fn(pk(t1, t2)); 70! &  
} Oqzz9+  
} ; ~o`I[-g)  
-ecP@,  
6L~@jg~0A[  
一目了然不是么? \RZFq<6>  
最后实现bind \ief [  
+~J?/  
d,au&WZ;_  
template < typename Func, typename aPicker > c_xtwdkL9  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) fclmxTy  
  { ~~ ]/<d  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); :u#Ls,OZz  
} E"iH$NN  
SymSAq0$F  
2个以上参数的bind可以同理实现。 j(G}4dib  
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。 0 3L"W^gc  
-!(  
十一. phoenix *W q{ :k  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: S1^u/$*6  
#=R)s0j"  
for_each(v.begin(), v.end(), <Ft6d  
( ^GdU$%aa  
do_ }NPF]P;  
[ We3*WsX\  
  cout << _1 <<   " , " GqhnE>  
] Nd/iMV6V;  
.while_( -- _1), ?iG}Qj@5  
cout << var( " \n " ) SV.\B  
) POTW+Zq]  
); |E-0P=h  
[6qa"Ie  
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: ~T<#HSR`  
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 B+|E|8"  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 p8y_uN QE  
那么我们就照着这个思路来实现吧: /zn|?Y[  
PPT"?lt*&  
^a|$z$spf  
template < typename Cond, typename Actor > /_E:sI9(  
class do_while $enh>!mU  
  { u4B,|_MK  
Cond cd; *!UY;InanX  
Actor act; 5=Mm=HyI2  
public : |jm|/{lc  
template < typename T > 3ydOBeY  
  struct result_1 w\=zTHo88  
  { ;nG"y:qq  
  typedef int result_type; ]@1YgV  
} ; XhFa9RC  
ke|v|@  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 94%gg0azp  
j~V@0z.  
template < typename T > Ea1{9> S  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const "+s#!Fh *  
  { LU4\&fd  
  do 5bFE;Y;  
    { *=0Wh@?0  
  act(t); PEZElB ;  
  } 1d!7GrD F  
  while (cd(t)); WZ5[tZf  
  return   0 ; Mw7!w-1+  
} +Tc4+q!  
} ; "5e~19  
>]Hz-2b  
@~fg[)7M  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). nL@ "FZ`(  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 hC<X\yxe  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 'P}"ZHW  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 +V1EqC*  
下面就是产生这个functor的类: 8YraW|H  
n1o/-UY  
<Hhl=6op  
template < typename Actor > B?-RzWB\3  
class do_while_actor dv-yZRU:  
  { (?xGl V`n  
Actor act; qf+jfc(Iby  
public : %([$v6y  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} OYC4iI  
JU:!lyd  
template < typename Cond > WKX5Dl  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; cO<]%L0  
} ; ];6c/#2x  
rwFR5  
[y}/QPR  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ^G= wRtS  
最后,是那个do_ &/=>:ay+#  
7Upm  
YS,kjL/  
class do_while_invoker v83uGEq(  
  { shxr^   
public : IGT~@);  
template < typename Actor > .=rv,PWjZ  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const Km]N scq1  
  { JWy$` "{  
  return do_while_actor < Actor > (act); 1O45M/5\o  
} I!jSAc{  
} do_; M ! gX4  
mc|T}B  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? x +|Fw d  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 PqPLy  
最后来说说怎么处理break和continue "%urT/F v&  
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。 %H>vMR-,~  
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
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五