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
  • 4367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 l7y`$8Co  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 6@*;Wk~  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, Dj&bHC5%  
?-&D'  
c5+lm}R?  
yacGJz^f=  
  class filler MxA'T(Ay  
  { W ]MJ!4  
public : qvT+d l3#[  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} }Fe{s;  
} ; _<}5[(qu  
&>B>+}'  
)$N{(Cke2T  
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: =WRU<`\  
u,9U0ua@;  
&fhurzzAm  
]8nm9qmF<  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); ?(UXK hs  
kAQZj3P]  
.-6s`C2 Y}  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ,$ret@.H  
!PTbR4s  
(G!J==  
q x }fn/:  
二. 战前分析 0c6AQP"=V  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 -t#a*?"$w  
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 4J|t}  
KKJ[  
w[[@&T\`  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); fx"+ZR  
  /* --------------------------------------------- */ #IA(*oM  
vector < int *> vp( 10 ); RWcQT`  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); g' U^fN  
/* --------------------------------------------- */ T>o# *{q n  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); W/X;|m`  
/* --------------------------------------------- */ U>jk`?zW  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 3;gtuqwD$  
  /* --------------------------------------------- */ ~}ZX^l&k{P  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 1h0ohW  
/* --------------------------------------------- */ 'MlC 1HEp  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); Zpd>' ${4  
2Yjysn  
\uIC<#o"N  
5i&V ~G  
看了之后,我们可以思考一些问题: rmoEc]kt]  
1._1, _2是什么? ^Exq=oV  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 e(N <Mf  
2._1 = 1是在做什么? u`nn{C4D"  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 Zul32]1r  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 l@jJJ)Qyk  
.HJHJ.Js8X  
B\w`)c  
三. 动工 DQQjx>CK  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: IKp x~  
FeRuZww._J  
f#MN-1[67  
EmoU7iy  
template < typename T > Qt39H@c|z~  
class assignment SkUP9  
  { +38P$Koz{r  
T value; h"S/D[  
public : X;RI7{fW%X  
assignment( const T & v) : value(v) {} "& |2IA  
template < typename T2 > ] 6B!eB !  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } l0 _O<  
} ; B 1.@K}  
Ww4G  
O, 6!`\ND  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 OaWq8MIZ-  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment l!'iLq"K(  
)j*qGsOg  
:UciFIa  
["/x~\c'N  
  class holder U\6DEnII?!  
  { [D\AVx&  
public : _s,svQ8#  
template < typename T > \OH:xW~  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const [RuY'  
  { $^>vJk<  
  return assignment < T > (t); /HD2F_XA  
} -lEh}r  
} ; r"{1H  
5E=Odep`  
mg]dKp  
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: Ca|;8ggf  
"TI? qoz  
  static holder _1; WRM}gWv*  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 A/aQpEb%  
gQwmYe  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); X2Mj|_#u  
而不用手动写一个函数对象。 LOzKpvGl  
#YdU,y=B  
.m51/X&*n  
(#lS?+w)  
四. 问题分析 $!w%=  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 (%, '  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 @su,w,xLS  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 nX'.'3  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 /+YWp>6LU  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 V:18]:  
_A*0K,F-  
五. 问题1:一致性 SF7 Scd  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?|  v<W++X7z  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ;<H2N0qJ(  
/.bwwj_;  
struct holder J$[Vm%56  
  { Sa5y7   
  // s5e}X:  
  template < typename T > 4G ?k31,k  
T &   operator ()( const T & r) const dZ Z/(oE>  
  { g-36Q~`9v  
  return (T & )r; )-gyDA  
} V-0Y~T  
} ; va<pHSX&I@  
rD gl@B3  
这样的话assignment也必须相应改动: l"CONzm!  
|Sm/Uq(c  
template < typename Left, typename Right > $-73}[UA 4  
class assignment `PfC:L  
  { ]vMft?  
Left l; S0cO00_ob  
Right r; hrK^oa_[W  
public : IT|CfQ [D  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} p P&~S<[  
template < typename T2 > Lq.k?!D3uh  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } |n;7fqK  
} ; 4<|]k?@  
2z:9^a/]Na  
同时,holder的operator=也需要改动: ;7}*Xr|  
gO%3~f!vY#  
template < typename T > |>)mYLN!y  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const >b0}X)Z+U  
  { N{0 D<"  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); KMa?2cJH#  
} "- AiC6u  
wuCODz@~  
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。 u}$3.]-.?T  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 p{Uro!J,K  
3c)xNXq m  
return l(rhs) = r; V! p;ME  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 7-)KTBFL  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: oVdmgmT.Y  
c{[WOrA~#  
template < typename Tp > |yr}g-m  
class constant_t Em;zi.Y+V  
  { ET4YoH>  
  const Tp t; zKo,B/Ke4  
public : p)`JVq,H/B  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} <?+ \\Z!7  
template < typename T > L fhd02  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const JdE=!~\8  
  { t5S S]  
  return t; w5p+Yx=q  
} bTJ7RqL  
} ; umY4tNe]$  
s&4Y+dk93  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 c(fwl`y !x  
下面就可以修改holder的operator=了 czafBO6  
z,vjY$t:/  
template < typename T > FKPI{l  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const wml`3$"cf  
  { s<:J(gD  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); k7?(I U  
} Re`= B  
u?!p[y6  
同时也要修改assignment的operator() cYK3>p A  
TWMD f  
template < typename T2 > 278 6tZF,  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } SKGYmleR  
现在代码看起来就很一致了。 v q|W&  
)l^w _;  
六. 问题2:链式操作 K:mb$YJ&  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 \%UA6uj  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 JHcC}+H[  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 YkTEAI|i  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 _95V"h  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct /IODRso/!  
^XV$J-  
template < typename T > ^j@,N&W:lG  
struct result_1 <S<(wFE@4  
  { > >p3#~/  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; s {!F@^a  
} ; RDZl@ps8  
koFY7;_<?  
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: k@^)>J^  
LbnR=B!  
template < typename T > ;L|%H/SH  
struct   ref 13Q|p,^R  
  { ^$VOC>>9  
typedef T & reference; WL<Cj_N_{H  
} ; :WE(1!P@  
template < typename T >  QHOem=B  
struct   ref < T &> C;_10Rb2ut  
  { -rUn4a  
typedef T & reference; jlItPd C v  
} ; _rOKif?5  
!9B)/Xi  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: `zF=h#i  
k \|Hd"T  
template < typename T > ~)ls.NXI  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const Pn0V{SJOJ%  
  { B+ +:7!  
  return l(t) = r(t); .Gw;]s3  
} 't]=ps  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 ,JX/` 7y  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ygh*oVHO  
S Bs_rhe  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 C,.$g>)MZK  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: t\X5B]EZ  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 U]O7RH  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 r/SV.` k  
最后的布局是: |oa 9 g2  
                Add IWX%6*Zz  
              /   \ !ce5pA  
            Divide   5 ZdfIe~Oni  
            /   \ lIz"mk  
          _1     3 pno]B ld'z  
似乎一切都解决了?不。 %R(1^lFI$  
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。 4$C:r&K  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 [;%qxAB/_  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: 1jpcoJ@s  
; 7k@_  
template < typename Right > 4 @ )|N'  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ;vnG  
Right & rt) const > -OQk"o  
  { CNQ>J`4  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); +Ccj @#M;  
} t[|^[%i  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 A46Xei:Ow  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 X H,1\J-S  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 [kaj8  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 *H8(G%a!^  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 8SR~{  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? u6j\@U6I  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: 8K=sx @l  
}j;*7x8(  
template < class Action > v@(Y:\>  
class picker : public Action eTw sh]  
  { bdEc ?  
public : NBU[>P  
picker( const Action & act) : Action(act) {} v2][gn+58  
  // all the operator overloaded WW\t<O;z  
} ; S3l$\X;6X  
}&M$  
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。 +zn&DG0\X  
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: U= QfInB  
Z:j6AF3;  
template < typename Right > b=(?\  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const ~\<aj(m(|  
  { z]:{ruvH  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); os 9X)G  
} V~([{  
lC):$W  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > gJz~~g'  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 I:?1(.kd2-  
lB3@ jF  
template < typename T >   struct picker_maker X] cI ?  
  { I@ "%iYL  
typedef picker < constant_t < T >   > result; ~?`V$G=?,  
} ; qD0sD2 x  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > HE6 kt6  
  { f}qR'ognUu  
typedef picker < T > result; Gpv9~&  
} ; &iYy  
jg%HaA<zO  
下面总的结构就有了: 9[31EiT  
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。 6_1v~#  
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。 |:Q`9;  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 +a7J;-|  
至此链式操作完美实现。 tgz  
<Wqk5mR  
bLSXQStB  
七. 问题3 N{rC#A3  
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。 8Evon&G59  
4K{<R!2I  
template < typename T1, typename T2 > 1HPYW7jk@"  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const <e)5$Aj  
  { <? h`  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); yCC.j%@  
} kIR?r0_<G6  
*%6NuZ  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: E3%:7MB  
SY&)?~C  
template < typename T1, typename T2 > ,-({m'  
struct result_2 :70n%3a  
  { bUJ5j kZ)  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 5^:N]Mp"  
} ; fZ8at  
z;fi  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? /8](M5X]f  
这个差事就留给了holder自己。 [(Jj@HlP6T  
    GBMCw  
SI-G7e)3;>  
template < int Order > ~Q4 emgBD  
class holder; y<#?z 8P  
template <> mV\QZfoF  
class holder < 1 > YhpNeP{A  
  { 6<E4?<O%  
public : s{q)P1x  
template < typename T > X%1j-;Wr@  
  struct result_1 Y5rR  
  { BC}+yS \  
  typedef T & result; oz54IO  
} ; 8}5dyn{cvE  
template < typename T1, typename T2 > ciQG.]  
  struct result_2 "j(?fVx  
  { r0 mXRZC  
  typedef T1 & result; <]9%Pm#X  
} ; =~7%R.U([e  
template < typename T > [ vWcQ6m  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const gt~hUwL  
  { _DlkTi5(w  
  return (T & )r; 4|PNsHXt  
} %(72+B70R  
template < typename T1, typename T2 > <0?h$hf4c  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const "'M>%m u  
  { /d<"{\o  
  return (T1 & )r1; 8`edskWrU  
} d`M]>EDXp  
} ; {OK+d#=  
g8I=s7cnb  
template <> 7x,c)QES`  
class holder < 2 > 67916  
  { z@\r V@W5  
public : ~KtA0BtC  
template < typename T > Y6J7N^  
  struct result_1 N|G=n9p  
  { Zjo8/  
  typedef T & result; / /ty] j  
} ; #+X|,0p  
template < typename T1, typename T2 > 2 d%j6D  
  struct result_2 Z33&FUU  
  { 7.G1Q]6/  
  typedef T2 & result; f{]eb1  
} ; Km)5;BQxg  
template < typename T > $m$tfa-  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const =e<;B_ ~.  
  { GQZLOjsop  
  return (T & )r; {u/G!{N$  
} fWr6f`de  
template < typename T1, typename T2 > J|ni'Hb  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const \M@9#bd  
  { \dIc_6/D1  
  return (T2 & )r2; yS*s[vT  
} st8=1}:&\  
} ; ^\Bm5QkS  
]}K\&ho2  
BseK?`]U"  
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> >。 %]~XbO  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: K2= `.  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: pI__<  
s`:>"1\|  
return l(i, j) = r(i, j);  8(.DI/  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) KK}?x6wV0,  
7N@4c   
  return ( int & )i; i0,'b61qE  
  return ( int & )j; lu]Z2xSv  
最后执行i = j; ,34|_  
可见,参数被正确的选择了。 iG:9uDY  
]Bp db'  
jGM+  
\,U#^Vr  
f?-=&||f78  
八. 中期总结 {i:5XL   
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: &}TfJ=gj  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ."N`X\  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 x2P}8Idg?A  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 3' HtT   
{I/|7b>@r  
-uho;  
OokBi 02b  
buIy+  
L&C<-BA/  
九. 简化 WK{{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。 {l/]+8G^  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 A5d(L4Q]a(  
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: 8 *Fr=+KN  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 @,b:s+]rp  
  +-*/&|^等 bzz{ p1e  
2. 返回引用。 ^8_`IT  
  =,各种复合赋值等 ) h*)_7  
3. 返回固定类型。 (6jr}kP  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) =1rq?M eX  
4. 原样返回。 UfE41el:  
  operator, f zu#!  
5. 返回解引用的类型。 q&eUw<(F  
  operator*(单目) M<f=xY2$v  
6. 返回地址。 oiG@_YtR  
  operator&(单目) ~:65e 8K  
7. 下表访问返回类型。 ? J;*  
  operator[] %s]l^RZ  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 c=S-g 9J  
  operator<<和operator>> LU#DkuIG  
c|f)k:Q  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 D$sG1*@s-  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: k+(UpO=/*  
S Z@ JzOA  
template < typename Left > "82<}D^;  
struct value_return l\vvM>#S  
  { njz:7]>e  
template < typename T > Tk9/1C{8  
  struct result_1 M4;A4V=W  
  { ^7l.!s#$b  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; [+=h[DC  
} ; }v0IzGKs  
0baq696<F  
template < typename T1, typename T2 > aLwd#/!  
  struct result_2 Dxc`K?M   
  { =c)O8  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; won(HK\1p  
} ; rcc.FS  
} ; Cm4$&?  
8&AHu  
@ 2mJh^cj  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait =y3gnb6  
HJY_l  
下面我们来剥离functor中的operator() +6vm4(3?  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 9]Q\Pr\Ub$  
QOG S` fh  
return l(t) op r(t) B3 mD0   
return l(t1, t2) op r(t1, t2) mp_(ke  
return op l(t) fo"dX4%}  
return op l(t1, t2) xg'FC/1LD  
return l(t) op cZ(7/Pl  
return l(t1, t2) op :!vDX2o)\  
return l(t)[r(t)] }2sc|K^  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] .uAO k0^z  
NN<kO#c+2  
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: t7VXW{3  
单目: return f(l(t), r(t)); N=) E$h  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); LK8K=AA3P  
双目: return f(l(t)); E' p5  
return f(l(t1, t2)); %@<}z|.4  
下面就是f的实现,以operator/为例 :#!m(s`  
Ga\E`J$c  
struct meta_divide / jI>=:z  
  { =2VM(GtK>  
template < typename T1, typename T2 > Dk#$PjcRE  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) Jo1=C.V`Y  
  { \ H#zRSbZ  
  return t1 / t2; }r&^*" 2=  
} A9lnQCsJ  
} ; Sd]`I)  
xUYUOyV  
这个工作可以让宏来做: 1>W|vOv"Z?  
6 &% c  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ .tB[8Y=J  
template < typename T1, typename T2 > \  D7%`hU  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; W,zlR5+Jk  
以后可以直接用 <Bc J;X/  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) + M2|-C  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 }U$Yiv  
(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。。。) 6:i(<7  
@?_<A%hz  
S#{e@ C  
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 M%f96XUM  
i(q%EMf  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > H*_:IfI!  
class unary_op : public Rettype sL;qC\S  
  { "Vp+e%cqG  
    Left l; {z?e<  
public : oDp!^G2A"  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} iARIvhfdi  
pg69mKZ$  
template < typename T > Qcu1&t\C  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Xj.Tg1^K"  
      { uX@RdkC  
      return FuncType::execute(l(t)); h?2qX  
    } 4oLrCQZ\  
![os5H.b#q  
    template < typename T1, typename T2 > R9gK>}>Y  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const e7/ b@  
      { X:\r )  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); vukI`(#  
    } _X{i hf  
} ; \H+/D &M  
4os7tx  
lmb5Z-xB  
同样还可以申明一个binary_op qp>O#tj[  
|yiM7U,i  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > t&(}`W  
class binary_op : public Rettype C|c'V-f  
  { 8$<jd^w  
    Left l; fU_itb(  
Right r; [QA@XBy6  
public : 0qSd #jO  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} MWGW[V;  
Q9)/INh  
template < typename T > ,qJ/Jt$A  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const l>)0OP]  
      { {20^abUAS  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); %fMK^H8{  
    } JB(~O`  
A?8f 6  
    template < typename T1, typename T2 > _wp6rb:8!  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const zN JK+_O=  
      { xqv4gN6  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); siw } }}  
    } W0eb9g`s  
} ; -Cv:lJj  
g*Nc+W](P>  
t{tcy$bw  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 9mkt.>$  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 $O,$KAC  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 2SEfEkk  
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。 <jXXj[M2  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! \?&P|7N  
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。。。 +N2?fgA  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 dK,j|  
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) 0EfM~u  
下面是修改过的unary_op vMKmHq  
2'tZ9mK  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > k'Fc:T8:~5  
class unary_op B e"D0=<  
  { =mYY8c Yl  
Left l; )s1W)J?8  
  tsR\c O~/  
public : F>E'/r*  
y/rmxQtP  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 1pogk0h.:  
N~g @  
template < typename T > lN*O</L,"  
  struct result_1 FR _R"p  
  { ?B@(W(I  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Z8+{ -  
} ; ^Fgmwa'  
m5 r65=E  
template < typename T1, typename T2 > D Cx3_  
  struct result_2 B25@6   
  { U)a}XRS  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; x|n2,3%  
} ; .ICGGC`O  
BO<I/J~b  
template < typename T1, typename T2 > #DpDmMP9R3  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Qy`{y?T2  
  { Y s[JxP  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 74ma   
} PpX=~Of~  
4- z3+e  
template < typename T > j_c0oclSz  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const @V:4tG.<sw  
  { j@$p(P$  
  return OpClass::execute(lt(t));  bz'V50  
} jdiFb~5R  
B'>(kZYMs  
} ; Q9=vgOW+  
),y{.n:wm  
SD paW6(_  
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 znv2:  
好啦,现在才真正完美了。 XNkw9*IT  
现在在picker里面就可以这么添加了: W*i PseXq  
x0B|CO  
template < typename Right > ;o }pRC  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const E$]7w4,n  
  { ?it49  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 4^(u6tX5|+  
} nBv|5$w:  
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。 F-g(Hk|v  
833KU_ N  
0G?0 Bo  
/H&:  
;*ebq'D([  
十. bind U,S&"`a  
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。 :{?8rA5  
先来分析一下一段例子 C5m6{Oo+-  
v8p-<N)  
CJ0j2e/  
int foo( int x, int y) { return x - y;} ';4DUh p  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 n_vopDMm  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 2 >G"A  
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。 X'4e)E3*O  
我们来写个简单的。 ,":_=Tf.  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: $ KQ7S>T  
对于函数对象类的版本: =FUORj\O  
i{TErJ{}e  
template < typename Func > "?a(JC  
struct functor_trait Rdao  
  { Es<id}`  
typedef typename Func::result_type result_type; 5-l cz)DO  
} ; J&4LyIpQ  
对于无参数函数的版本: +ew2+2  
S*~v9+  
template < typename Ret > G m40u/  
struct functor_trait < Ret ( * )() > l@7X gsey  
  { SFAh(+t  
typedef Ret result_type; !^BXai/  
} ; L9[? qFp  
对于单参数函数的版本: ] )D\ws)a9  
$[txZN  
template < typename Ret, typename V1 > Ld6j;ZJ';  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > uSp=,2)  
  { gK7j~.bb"  
typedef Ret result_type; C*Avu  
} ; ~jMdM~}  
对于双参数函数的版本: wZN<Og+;  
J'B6l#N  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > j4RM'_*G  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > rf1Us2vp  
  { K~8;wDN`b  
typedef Ret result_type; ]Ija,C!#  
} ; r#LoBfM;^A  
等等。。。 . fq[>zG'&  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy fOtin[|}6@  
#|`/K[.xd%  
template < typename Func > O{hGh{y  
struct func_return "P;_-i9O  
  { KIO{6  
template < typename T > -:wC 920+  
  struct result_1 P<yd  
  { \:ntqj&A|  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; }TD$ !  
} ; J/Ki]T9  
d54(6N%  
template < typename T1, typename T2 > 4h wUH  
  struct result_2 n| =k9z<y8  
  { OV ~|@{6T  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; i~ D,  
} ; @(2DfrC  
} ; fwB+f` w`  
13(JW  
DPR=Xls  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 Cn4o^6?"  
Z{nJ\`  
template < typename Func, typename aPicker > H@Dj$U  
class binder_1 b489sa  
  { |NFX"wv:c<  
Func fn; p\5DW'  
aPicker pk; ZZqImB.Cz6  
public : ~9#[\/;"  
* Zb-YA  
template < typename T > [|<2BQX  
  struct result_1 P_)h8-!+ $  
  { Ftu~nh}  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; g,/gApa  
} ; g@]G [(  
+4 U?*:n  
template < typename T1, typename T2 > T. nY>Q8  
  struct result_2 {X$8yy2zC5  
  { 16=tHo8|  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; t. B %7e  
} ; +M th+qgw  
G3vKA&KZ  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} -Gjz;/s%XH  
qD:3;85  
template < typename T > i_8q!CL@{  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const & %4x  
  { sp*_;h3'  
  return fn(pk(t)); {iiHeSD  
} E?san;K u  
template < typename T1, typename T2 > g2p/#\D\J  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const </0@7  
  { !IlsKMZ  
  return fn(pk(t1, t2)); T^YdAQeE  
} iW\cLp "  
} ; <}x_F)E[t  
e glcf z%  
A+i|zo5p=k  
一目了然不是么? :/'2@M  
最后实现bind !}fq%8"-  
t>;u;XY!;  
>-fOkOWXy  
template < typename Func, typename aPicker > !_<zK:`-L  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) Ig*68M<  
  { xu[6h?u(h8  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 8/cD7O  
} Y(QLlJ*)/  
Ia-`x/r*m  
2个以上参数的bind可以同理实现。 E'qGKT  
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。 ?h)Z ;,}  
v:0.  
十一. phoenix ~_^#/BnAl  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: k fS44NV  
0 =#)-n  
for_each(v.begin(), v.end(), h6c0BmS{1  
( t3%[C;@wB  
do_ FTvFtdY  
[ j?sq i9#  
  cout << _1 <<   " , " .: ~);9kj  
] RL0,QC)e#@  
.while_( -- _1), GZgu1YR  
cout << var( " \n " ) tVJ}NI #  
) D0Cs g39  
); 2 t'^  
&wc% mQV  
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: mD @#,B7A  
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 F&? &8.  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 =8BMCedH|  
那么我们就照着这个思路来实现吧: NUH;\*]8s  
,{=pFs2  
c zTr_>  
template < typename Cond, typename Actor > wWV`k  
class do_while oGz-lO{lt  
  { b?Dhhf  
Cond cd; =?fxPT[1K  
Actor act; \[</|]'[  
public : =ZdP0l+V=k  
template < typename T > 7!.#:+rg5#  
  struct result_1 QR4!r@*=  
  { LliOhr4  
  typedef int result_type; 5P{PBd}glp  
} ; owYf1=G  
+dd\_\  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} {.=4;   
!Cse,6/Z  
template < typename T > UzZzt$Kw  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const $RA8U:Q!1e  
  { Hrb67a%b  
  do w7d(|`  
    { CMk0(sztU_  
  act(t); Y"J' 'K  
  } q)S70M_1  
  while (cd(t)); x;d*?69f]  
  return   0 ; ]z5`!e)L  
} Lo"w,p`n@  
} ; AWkXW l}  
dN'2;X  
Jo%5NXts4  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). \ZSZ(p#1  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 q1C) *8*g  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 ry bs9:_}  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 c s0;:H*N*  
下面就是产生这个functor的类: 09FHE/L  
~dkN`1$v  
%mLQ'$  
template < typename Actor > bvVEV  
class do_while_actor dg#w/}}m  
  { 3/+r*lv>X  
Actor act; qfF/X"#0  
public : ')]K&  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} NCm>iEeY  
t;?M#I\,{  
template < typename Cond > ;+pS-Zb 6  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; N>8p A)  
} ; v X=zqV  
5LJUD>f9 Z  
khS b|mR)  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 01bBZWX  
最后,是那个do_ wNzALfS  
.Pz( 0Y  
=*K~U# uoC  
class do_while_invoker y*i_Ec\h  
  { *=+m;%]_  
public : SRL`!  
template < typename Actor > _ ," -25a  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const cE}y~2cH  
  { ]xJ5}/  
  return do_while_actor < Actor > (act); hEG-,   
} ?9jl8r>  
} do_; `$V7AqX(  
V4c$V]7  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?  {@XzY>  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 5v1f?btc  
最后来说说怎么处理break和continue -p|JJx?r  
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。 wD(1Sr5n  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八