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
  • 6262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 YC&iH>jO3  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 nX5*pTfjL3  
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, 5YC56,X  
(&PamsV*8  
'nP'MA9b;a  
^K@r!)We  
  class filler 6\ux;lksn*  
  { w?C _LP  
public : )g:UH Ns  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} [2 2IF  
} ; ="@W)"r  
D> Z>4:EM  
Q+mMp I  
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: ZyCAl9{p  
;07!^#:L=Q  
;DC0LJ  
M42Zpb].  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); P :lv Z   
kSU5  }  
-/x +M-X#  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 H4l:L(!D  
H!F'I)1  
)FWF T:P~  
:1_hQeq  
二. 战前分析  =e$ #m;  
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。 zIF &ZYP  
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 lU Uq|Qr  
`Kym{og  
-B4uK  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); P7egT,Z  
  /* --------------------------------------------- */ n,PHfydqX  
vector < int *> vp( 10 ); ]~?k%Mpw  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); wrqdQ} @(  
/* --------------------------------------------- */ E>4#j PK  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); ~pzaX8!  
/* --------------------------------------------- */ W:(:hT6`j9  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); C^n L{ZP,  
  /* --------------------------------------------- */ v^@L?{" }8  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); ^l$(-#'y  
/* --------------------------------------------- */ Y D.3FTNGC  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); |\QR9>  
h4?+/jk7  
f@LUp^Z/v  
wB9IP{Pf  
看了之后,我们可以思考一些问题: 15yIPv+5  
1._1, _2是什么? T d;e\s/]  
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。 r0\bi6;s/  
2._1 = 1是在做什么? Ub3,x~V  
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。 W**=X\"'  
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。 .kC}. Q_  
Hkg@M?(  
/@3+zpaw X  
三. 动工 #H!~:Xu   
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: (R6ZoBZ  
S<Q1 &],  
<(f4#B P  
K"}Dbr  
template < typename T >  \W=  
class assignment GK&yP%Z3  
  { cYbO)?mC_  
T value; +D h=D*  
public : 2CmeO&(Qf*  
assignment( const T & v) : value(v) {} < ht >>  
template < typename T2 > WZm^:,  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } #jZ:Ex  
} ; ~B=\![  
@J r  
<U~P-c tN  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Q@$1!9m  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment $hKgTf?  
\&TTe8  
Lvp/} /H/  
ise@,[!  
  class holder PU'v o4  
  { OW-+23)sj  
public : Gi<f/xQk>  
template < typename T > vi5~Rd`  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const dt5gQ9(B  
  { wSAm[.1i  
  return assignment < T > (t); Xrz0ch  
} ADR`j;2  
} ; [")0{LSA=  
=pk'a_P 8-  
PN.6BJvu  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: kBONP^xI  
A%GJ|h,i  
  static holder _1; ko5\*!|:lj  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 8p5'}Lq  
VqbiZOZ@  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ]$L[3qA.  
而不用手动写一个函数对象。 +\W"n_PPy  
5vpf;  
ITsJjcYw  
JQtH },T r  
四. 问题分析 ;8T<L[ ^U  
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。 ] !A;-m  
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。 K[ \z'9Q  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 hV,3xrm?P  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 t =*K?'ly  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 a6]!4  
sW]n~kTt'  
五. 问题1:一致性 N!m%~},s//  
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?| \O0fo^+U,,  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 r[,KE.^6~#  
@"~\[z5  
struct holder S1B/ClKWq  
  { m_Rgv.gE^  
  // R80R{Ze  
  template < typename T > TtvS|09p;  
T &   operator ()( const T & r) const E$1^}RGT)  
  { |.S;z"v![  
  return (T & )r; [%@zH  
} cr/|dc'  
} ; $bo^UYZ6  
^s?wnEo;j  
这样的话assignment也必须相应改动: O[`Ob6Q{F  
l~=iUZW<  
template < typename Left, typename Right > :rj78_e9  
class assignment 7'8O*EoB'  
  { :D,YR(])  
Left l; ew"Fr1UGYZ  
Right r; lvN{R{7 >  
public : oby*.61?5l  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ;?[~]"  
template < typename T2 > {jVFlKP>  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } \8$`:3,@  
} ; OM.^>=  
=;`YtOL  
同时,holder的operator=也需要改动: w %zw+E  
6,7omYof  
template < typename T > Ya_6Zd4O  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const roA1= G\Q  
  { .( J /*H  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 4tC_W!?$t  
} g}D$`Nx:  
K@i*Nl  
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。 BmM,vllO  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Z\L@5.*ydE  
_qg6( X  
return l(rhs) = r; %b?Pasf.  
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。 &-* nr/xT  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Z`*cI   
"4`%NA  
template < typename Tp > O7\s1 V;  
class constant_t c]]F`B  
  { s6D-?G*u%8  
  const Tp t; H94.E|Q\+  
public : p3S c4  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} kmoJ`W} N  
template < typename T > Z])_E 6.  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const n,F00Y R  
  { % n{W  
  return t; ${+.1"/[  
} zfZDtKq  
} ; :qbG%_PJ  
VMWg:=~$  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 }"-r;i  
下面就可以修改holder的operator=了 |rvrSab)  
f+920/>!Z  
template < typename T > R\}YD*  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const _y9P]@Q7%  
  { 1FJ[_ l  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); $imx-H`|  
} c{Kl?0#[  
_E;Y ~I,i  
同时也要修改assignment的operator() r83~o/T@  
!7oy%{L  
template < typename T2 > Wa(S20y F  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } sV<4^n7  
现在代码看起来就很一致了。 /RM-+D:Y  
k)s 7Ev*  
六. 问题2:链式操作 78)^vvn5~  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 /)1-^ju  
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。 TJpv"V  
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。 h7$!wf!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。 `k&K"jA7$  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct &[RU.Q!_H  
q?L(V+X  
template < typename T > _);Kb/  
struct result_1 t {"iIz_S  
  { Elp!,(+&6  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; bY~v0kg  
} ; 'EV  *-_k  
G C'%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: CiI: uU  
"^z=r]<5  
template < typename T > At(9)6n8  
struct   ref QNXxpoS#  
  { gN(hv.nQ  
typedef T & reference; k_>{"Rc  
} ; cEdJn@ ,  
template < typename T > 'cN#rHPB6  
struct   ref < T &> }yw;L(3  
  { 9/Dt:R3QU  
typedef T & reference; fZ}Y(TG/  
} ; %>2t=)T  
?MM3LA! <  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: df *#?Ok  
.4> s2  
template < typename T > /zf>>O`  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const v4_OUA>z,  
  { h)8+4?-4 I  
  return l(t) = r(t); AJfi,rFPg  
} ,,@`l\Pgd  
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。 k{jw%a<Sc  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 cl{W]4*$  
WN +Jf  
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 _|3TC1N$n  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ACO4u<M)  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 VtiqAh}4  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。  IB{ZE/   
最后的布局是: 1 \*B.  
                Add 6 v^  
              /   \ !`[I>:Ex  
            Divide   5 8 QF?W{NK  
            /   \ \.P}`Bpa  
          _1     3 %8CT -mQ  
似乎一切都解决了?不。 >JPJ%~y  
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。 ^:DhHqvK  
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。 QX.6~*m1  
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: BddECY,z  
xg,]M/J  
template < typename Right > MW$H/:3  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ' P`p.5nH  
Right & rt) const Xm:=jQn  
  { <ytKf<a%e  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); nX\]i~  
} @gSFvb bc  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 }u_EXP8M  
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。 Pgw%SMEp  
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。 RyOT[J  
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。 b2X'AHK S  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 R P:F<`DB|  
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? ]Wd`GI  
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: y C0f/O  
$dTfvd  
template < class Action > h2"|tTm,a  
class picker : public Action %C`'>,t>  
  { YD46Z~$  
public : _8b]o~[Z+  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ?ey&Un"  
  // all the operator overloaded MAe<.DHY  
} ; `x$}~rP&)!  
x)VIA]  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 ;5Vk01R  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: +yb$[E*  
f'6qJk%J  
template < typename Right > z[\W\g*|ri  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 6"Lsui??  
  { ~26s7S}  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); %rDmW?T  
} AIl$qPKj&  
oIvnF:c  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > nKjeH@&#  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 qSoBj&6y  
VyoE5o  
template < typename T >   struct picker_maker >[XOMKgQ](  
  { g)9JO6]  
typedef picker < constant_t < T >   > result; ,/?%y\:J  
} ; @ojg`!,  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > %kZ~xbY  
  { l0caP(  
typedef picker < T > result; sh !~T<yy  
} ; u1;e*ty  
X(!AI|6Bt  
下面总的结构就有了: we\b]  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 2JA&{ch  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 n4vXm  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 k>:/D  
至此链式操作完美实现。 nI*(a:  
W7*_T]  
)_9e@ ~,  
七. 问题3 WAwfL?  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 9*=@/1  
qX p,d  
template < typename T1, typename T2 > 1akD]Z  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const F9k I'<Q  
  { iM/*&O}  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); tB,.  
} I(^jOgYU  
d4p{5F7]^  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: EtR@sJ<  
I|F~HUzA"  
template < typename T1, typename T2 > Jcalf{W6  
struct result_2 /OhaERv  
  { 6VH90KAT  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; f/0v' Jt  
} ; e7XsyL'|p  
|D;"D  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? ZSF=  
这个差事就留给了holder自己。 Q(=Vk~v  
    8K@"B  
ZVdsxo<  
template < int Order > QN5yBa!Wz  
class holder; Q{qj  
template <> iHE0N6%q  
class holder < 1 > P~Te+ -jX}  
  { *xX( !t'  
public : Jt-X mGULB  
template < typename T > [GR]!\!%~  
  struct result_1 nr<WO~Xw~  
  { hl6,#2$  
  typedef T & result; Y7*(_P3/  
} ; 9n>$}UI\  
template < typename T1, typename T2 > ]RH=s7L  
  struct result_2 ><;l:RGK|  
  { >/TB_ykb  
  typedef T1 & result; %aj7-K6:t  
} ; =2RhPD  
template < typename T > f?=r3/AO  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ).0V%}>  
  { *? K4!q'  
  return (T & )r; /S7+B ]  
} 1<LC8?wt  
template < typename T1, typename T2 > %_B:EMPd  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const , @%C8Z  
  { -H1"OJ2aF  
  return (T1 & )r1; ! Q|J']|  
} JqI6k6~Q^  
} ; v!<PDw2'  
hmK8j l<6  
template <> j+_S$T8w  
class holder < 2 > \6`v.B&v  
  { 2 ) TG  
public : $ZQl IJZ  
template < typename T > j~,h )C/ v  
  struct result_1 GB&Nt{  
  { 4R& *&GZ#  
  typedef T & result; l `fW{lh  
} ; 8A2if 9E3  
template < typename T1, typename T2 > w1wXTt  
  struct result_2 k~0#'I9  
  { y#]}5gJ  
  typedef T2 & result; r?64!VS;  
} ; Xtci0eS#V  
template < typename T > )^t!|*1LA  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const )8pc f`h{  
  { p>k]C:h  
  return (T & )r; lZ}izl  
} !"g=&Uy&  
template < typename T1, typename T2 > VDB$"T9#  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const a`7%A H)  
  { OOCQsoN  
  return (T2 & )r2; E^b pckP  
} {iA^rv|  
} ; q<-%L1kc 1  
?Wwh _TO  
s{yJ:WncI  
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> >。 'n~fR]h}  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: sS C?io  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: OI~}e,[2z  
]}BB/KQy^  
return l(i, j) = r(i, j); Cf Qf7-  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) fH-NU-"  
j h; 9 [  
  return ( int & )i; ( FM4 ^#6  
  return ( int & )j; @q,)fBZq  
最后执行i = j; Q 2*/`L}m\  
可见,参数被正确的选择了。 N1PECLS?  
O x{Q.l  
{J{1`@  
;!'qtw"CB  
m'd^?Qc  
八. 中期总结 ;xL67e%?  
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: h]qT1( I  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 F vj{@B!  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 T'hml   
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor a lrt*V|=  
CNut{4  
}.'Z =yy  
F#6cF=};@  
DYX-5~;!  
/E)9v$!  
九. 简化 iDZrK%f l  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 M /"gf;)q>  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 W3^.5I  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: |,3l`o k  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。   7krh4  
  +-*/&|^等 EY]a6@;  
2. 返回引用。 a~WqUL  
  =,各种复合赋值等 G OpjRA@  
3. 返回固定类型。 Po> e kz_E  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) o"RJ.w:dn  
4. 原样返回。 Z #EvRC  
  operator, 9x(}F<L  
5. 返回解引用的类型。 [ dGO,ndE  
  operator*(单目) "r@G@pe  
6. 返回地址。 U M@naU  
  operator&(单目) K${}r0   
7. 下表访问返回类型。 zyDZ$Dhka  
  operator[] vEF=e  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 SWT:frki`  
  operator<<和operator>> r]9e^  
TaOOq}8c#  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 58J_ w X  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: IK3qE!,&U  
:.DI_XN`  
template < typename Left > ovz#  
struct value_return +I&J7ICV0  
  { |-n ('gQ[  
template < typename T > e[}],W  
  struct result_1 t~ -J %$  
  { y5_XHi@u~o  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; bjlkX[{}I  
} ; or7pJy%4"  
va^0JfQ  
template < typename T1, typename T2 > A';n6ne%i  
  struct result_2 ' X}7]y  
  { Pw= 3PvkL  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; i *B:El1  
} ; WKxm9y V  
} ; ` VwN!B:  
Ae6("Oid  
?ZaD=nh$mK  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait _-/x;C  
r sLc&2F  
下面我们来剥离functor中的operator() W<Z$YWr  
首先operator里面的代码全是下面的形式: FZpsL-yx^N  
9 Va40X1  
return l(t) op r(t) K@6`-|I  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) dnwdFsf  
return op l(t) O4E(R?wd  
return op l(t1, t2) l~['[Ub0)  
return l(t) op ~5ubh2{  
return l(t1, t2) op ?gN9kd)  
return l(t)[r(t)] R4SxFp  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] _jmkl B  
v J-LPTB  
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: S*g`d;8gV  
单目: return f(l(t), r(t)); UQ~4c,  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); #X5hS w;  
双目: return f(l(t)); x{Sd P$  
return f(l(t1, t2)); }%x}fu#  
下面就是f的实现,以operator/为例 gD6tHg>_  
H<Hrwy~  
struct meta_divide ;R!*I%  
  { Ft) lp>3gv  
template < typename T1, typename T2 > "5}%"-#  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) YDFCGA  
  { XVF^,Yf  
  return t1 / t2; q & b5g !  
} f^?uY8<  
} ; ;E#\   
(z2Z)_6L*L  
这个工作可以让宏来做: d=y0yq{L  
%[ /<+  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ f>z`i\1oO  
template < typename T1, typename T2 > \ zKxvN3!  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; .LObOR 5J7  
以后可以直接用 h@@d{{IqT  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) f05=Mc&)  
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 4V$fGjJ3  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) ?'w sIH]m  
HIGNRm  
m?;$;x~Dj  
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 |s f*hlrJ  
|l7%l&!  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 4P%m>[   
class unary_op : public Rettype .*!#98pT  
  { %iJ|H(P  
    Left l; *,lh:  
public : ax_YKJ5#P  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} \QT9HAdd@  
8;#AO8+U7)  
template < typename T > 6IP$n($2  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const !5UfWk\G  
      { X>t3|h  
      return FuncType::execute(l(t)); 9P.(^SD][z  
    } RqLNp?V%  
8QF2^*RZ7z  
    template < typename T1, typename T2 > FVgMmYU  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ZXt?[Ll  
      { o@/xPo|  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); Uo6(|mm  
    } DMd ,8W7a  
} ; J?%}=_fsa  
e g3L:rk_  
M&y5AB0  
同样还可以申明一个binary_op 2*u.3,aW  
hD q2-X}  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > -e ml  
class binary_op : public Rettype :c7CiP  
  { ?2ItB`<(  
    Left l; ntGq" o  
Right r; })[($$f/  
public : ]1sNmi$T  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} DZs^ 2Zc  
=& -[TPW  
template < typename T > zZ=$O-&%  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const `FJ|W6%  
      { {Q~7M$  
      return FuncType::execute(l(t), r(t));  KG8W8&q  
    } fg&eoI'f  
u 9]1X1wV  
    template < typename T1, typename T2 >  &?+WXL>  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const T2weAk#J  
      { D.*>;5:0'  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); eko]H!Ov(  
    } `#6x=24  
} ; |RhM| i  
B:9.e?t  
f=`33m5  
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 #$'FSy#  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Wx]d $_  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) |!LnAh  
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。 ZL_[4 Y  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 6y  Wc1  
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。。。 {TAw)!R~  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 }c|UX ZW  
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) Hk;-5A|9  
下面是修改过的unary_op BQjGv?p0s  
n?E}b$6  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > f z}?*vPW  
class unary_op ue0s&WF|  
  { KAc>-c<  
Left l; T*CME]  
  Gt~JA0+C)7  
public : nQ=aLV+'  
Eg8i _s~:  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} MzTW8  
!wh&>3~  
template < typename T > 8eyl,W=dn  
  struct result_1 HI!4  
  { OW`STp!  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Gv~p  
} ; T PYDs+U  
M"wue*&  
template < typename T1, typename T2 > Q~Ea8UT. #  
  struct result_2 nvyB/  
  { 8;n_TMb  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 6E^~n  
} ; &88oB6$D^q  
? +`x e{k  
template < typename T1, typename T2 > \dkOK`)b  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const D7Zm2Kj  
  { Z8&' f,  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); CAgaEJhX3  
} kso*}uh0  
gx;O6S{  
template < typename T > (lWq[0^N  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const PW)aLycPK  
  { =~|:t&v=c  
  return OpClass::execute(lt(t)); {THqz$KN  
} |y1;&<  
KCtX $XGL  
} ; &; >4N"]  
BSzkW}3q9  
qO()w   
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug {-WTV"L5*2  
好啦,现在才真正完美了。 lhPGE_\  
现在在picker里面就可以这么添加了: P(ZQDTbM :  
(|u31[  
template < typename Right > .  /m hu  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const (3%t+aqq  
  { u$\a3yi  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); "JT;gaEm  
} n?QZFeI`  
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。 (vyz;Ob  
oNYZIk:  
( ?Q|s,  
`s /?b|,  
PRr*]$\&Mj  
十. bind fL6e?\Pw  
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。 ?[TW<Yx  
先来分析一下一段例子 8^ #mvHah  
j_Nm87i]  
FvXqggfGv  
int foo( int x, int y) { return x - y;} `X8@/wf#  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 fRHKQ(a#  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 hh"-w3+  
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。 qrBZvJU  
我们来写个简单的。 IXq(jhm8bL  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: CqoG.1jJS  
对于函数对象类的版本: G{lcYP O  
N|dD!  
template < typename Func > $p$dKH  
struct functor_trait @ 4UxRp6+  
  { QLr9dnA  
typedef typename Func::result_type result_type; PT]GJ<K/  
} ; 4hAJ!7[A.  
对于无参数函数的版本: 3S"] u}  
KIus/S5 RC  
template < typename Ret > (S9f/i ^  
struct functor_trait < Ret ( * )() > |g_g8[@`}  
  { I=rwsL  
typedef Ret result_type; Iti0qnBN5  
} ; 7"Mk+'  
对于单参数函数的版本: >^SEWZ_[  
9&  
template < typename Ret, typename V1 > n-afDV  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 4 I@p%g&  
  { ,8VU&?`<}  
typedef Ret result_type; a!,r46>$H  
} ; oF|N O^H  
对于双参数函数的版本: 3W&S.$l  
$a#H,Xv#  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > APSgnf  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > b?VV'{4  
  { H3O@9YU  
typedef Ret result_type; dULS^i@@  
} ; q |dH~BK  
等等。。。 YpmYxd^  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy yoS? s  
K* vU5S  
template < typename Func > erFv(eaDK  
struct func_return `f`TS#V  
  { bcz-$?]  
template < typename T > ]?<n#=eW  
  struct result_1 Y83GKh,*  
  { s&tE_  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; qVgd(?hJ#  
} ; h @/;`E[  
>k(MUmhX  
template < typename T1, typename T2 > H^AE|U*-G  
  struct result_2 S4A q'  
  { Qc"'8kt  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; D"l+iVbBP  
} ; j^SZnMQf  
} ; r<R4 1Fz  
SF<Vds}A2  
f =s&n}  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 Mr3-q  
MC!ZX)mF  
template < typename Func, typename aPicker > UY>v"M  
class binder_1 @,OT/egF4:  
  { C"eXs#A  
Func fn; QMp r v*i  
aPicker pk; ]r/^9XaqtA  
public : d7Ro}>lp  
Xu}U{x>  
template < typename T > GjT#%GBF  
  struct result_1 FN87^.^2S  
  { MDO$m g  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; PuCc2'#  
} ; 'Pd(\$ZY  
p2O~>97t1  
template < typename T1, typename T2 > u$*>`Xe6  
  struct result_2 nzsl@1s  
  { %J7UP4  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; jAhP> t:  
} ; B6M+mx"G  
SoQR#(73HK  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} \k@$~}xD,  
vmZ"o9-{#X  
template < typename T > R.RSQk7;  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const {=Q7m`1  
  { (?i[jO||B  
  return fn(pk(t)); F4C!CUI  
} veh 5 }2  
template < typename T1, typename T2 > }*wLEa  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const B#l?IB~  
  { {})$ 99"x  
  return fn(pk(t1, t2)); + ,4" u  
} e@]-D FG  
} ; Af-UScD%G  
;)hw%Z]Jj$  
K~6e5D7.  
一目了然不是么? 3vic(^Qh  
最后实现bind F jrINxL7^  
AR&:Q4r|  
|%7cdMC  
template < typename Func, typename aPicker > `: |@Zln  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) -1%OlKC  
  { Lxe^v/LsT  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ;sOsT?)7$  
} w4};q%OBj  
1,t)3;o$  
2个以上参数的bind可以同理实现。 URTzX 2'[  
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。  HEF?mD3h  
^ 4>k%d  
十一. phoenix X9=N%GY[  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: K 1#ji*Tp  
Tx>K:`oB  
for_each(v.begin(), v.end(), ?UZ?NY  
( 6[ga$nF?  
do_ 2W<n5o   
[ <z)m%*lvU  
  cout << _1 <<   " , " g.DLfwI|  
] vfc[p ^  
.while_( -- _1), @w9{5D4  
cout << var( " \n " ) q!lP"J  
) P,xwSvO#M  
); '+y_\  
wa09$4>_w  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: 4B[D/kIg  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor "M H6fF  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 msx-O=4g  
那么我们就照着这个思路来实现吧: rNN j0zw>  
uGH?N  
LF<wt2?*  
template < typename Cond, typename Actor > -_A$DM!^=w  
class do_while \Ad7 Gi~  
  { kBWrqZ6  
Cond cd; ](0mjE04<d  
Actor act; GHc/Zc"iX  
public : %5'6Tj  
template < typename T > ^krk&rW3  
  struct result_1 Djt%r<  
  { 3{7T4p.G  
  typedef int result_type; TpfZ>d2  
} ; Ty4S~ClO#'  
'?5j[:QY@  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} -apXI.  
,J =P,](  
template < typename T > hwnJE958L  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const YlK7;yrq(  
  { M4f;/`w  
  do .K8w8X/3  
    { epD?K  
  act(t); #=c`of6  
  } ^q[gxuL_  
  while (cd(t)); iAn'aW\TF  
  return   0 ; Gpj* V|J  
} pHE}ytcT  
} ; Yc Q=vt{  
K`%tGVY  
j6:7AH|!)2  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). K >tf,  
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。 zd %rs~*c  
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。 KM,|} .@:  
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。 A$/\1282  
下面就是产生这个functor的类: :%r S =f  
rfcN/:k  
k-LEI}h  
template < typename Actor > | }&RXD  
class do_while_actor K7TzF&  
  { j f~wBm d7  
Actor act; lTRl"`@S  
public : jQs>`P-CM  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} (#\pQ51  
TV59(bG.2  
template < typename Cond > s<QkDERMX  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; r4}*l7Q  
} ; %ati7{2!  
.giz=* q+  
. )XP\ m\  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 D/(CU#i"  
最后,是那个do_ *#U+qgA;`  
_c(4o:  
f{#j6wZM  
class do_while_invoker Gc tsp2ndW  
  { |9K<-yD  
public : W m&  
template < typename Actor > "j<bA8$Vw  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ,yMU@Vg  
  { +JyUe    
  return do_while_actor < Actor > (act); yx{3J  
} ?knYY>Kzh1  
} do_; -~f511<  
]B\H ~Kn  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? N!&:rK  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 _RkuBOv@e  
最后来说说怎么处理break和continue Z=S>0|`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。 95W?{> @  
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