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
  • 3908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 tH&eKM4G  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 K\KQ(N8F  
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, b1>]?.  
.rG~\Ws  
w_o+;B|I  
oexTz[  
  class filler YhNrg?nS  
  { 45n.%*,  
public : )5n0P Zi  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} \9@}0}%`  
} ; P5h*RV>oS  
?mM:oQH+>  
X31%T"  
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: 0C.5Qx   
sxA]o|  
RhKDQGdd  
cuH5f}oc  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); ppRA%mhZ  
5Pq6X  
9od c :  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 N<@K(? '  
`q\F C[W  
x1Y/^ks@2  
@I|kY5'c  
二. 战前分析 wh8;:<|  
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。 @67GVPcxl  
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 Y'jgp Vt  
9mp`LT  
|=v,^uo  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); %]Nm'"Y`U  
  /* --------------------------------------------- */ (^W :f{  
vector < int *> vp( 10 ); ;hODzfNkS  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); P`O`Mw EAf  
/* --------------------------------------------- */ ygV_"=+|N  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); pGD-K41O]  
/* --------------------------------------------- */ $[b}r#P  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); f+ZOE?"  
  /* --------------------------------------------- */ +zbCYA  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); :R +BC2x  
/* --------------------------------------------- */ F WU >WHX  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); -(e=S^36  
^wc:qll  
@=P c{xp  
>r C*.  
看了之后,我们可以思考一些问题:  6W  
1._1, _2是什么? =SuJ*  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 /eU\B^k  
2._1 = 1是在做什么? KPDJ$,:  
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。 V1Ojr~iM  
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。 /2E Q:P  
-O,:~a=*_  
S&-F(#CF^  
三. 动工 #g@4c3um|  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ~3Pp}eO~V  
a!4p$pR  
1u5^a^O(|  
IY6Qd4157  
template < typename T > (w2lVL&   
class assignment ^tSwAanP\  
  { h?;03>6A&]  
T value; A@?-"=h}  
public : x4>"m(&%  
assignment( const T & v) : value(v) {} -6WSYpHV  
template < typename T2 > |OAiHSW"V  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } BMQ4i&kF|  
} ; ~N}Zr$D  
4,W,E4 7  
x5xMr.vm  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Pzd!"Gl9  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment A'uaR?  
/=l!F'  
ooB9i No^  
=`>ei  
  class holder 9@lG{9id?  
  { 4`9ROC  
public : As5l36  
template < typename T > OAFxf,b  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const ltU{P|7!E  
  { %Jd!x{a`>A  
  return assignment < T > (t); E_$nsM8?  
} ~ArRD-_t  
} ; p ^TCr<=  
^~TE$i<   
7JuHa /Mv  
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: R>~I8k9mM  
\(=xc2  
  static holder _1; v9,cL.0&  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 |;(P+Q4lB  
IO7gq+  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); hT_Q_1,  
而不用手动写一个函数对象。 k^ fW /  
*' es(]W  
;XyryCo  
DzA'MX  
四. 问题分析 htrtiJ1  
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"Hc(lg  
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。 A7XA?>~+|  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 (RrC<5"  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 D+ .vg?8  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Z  eY *5m  
Ktt(l-e+  
五. 问题1:一致性 )+Z.J]$O-  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| J4 j:nd  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 z19%!k  
C2zKt/)A  
struct holder FYu30  
  { wxBZ+UP_  
  // I*JJvqh  
  template < typename T > E@)'Z6r1  
T &   operator ()( const T & r) const vaHtWz!P  
  { ;gu4~LQw  
  return (T & )r; Sfc,F8$&N  
} ZQir?1=  
} ; )K::WqR%w)  
O[L#|_BnEO  
这样的话assignment也必须相应改动: HE_UHv  
B]b/(Q+  
template < typename Left, typename Right > Unq~lt%2  
class assignment nFI<Te^)  
  { 'qde#[VB  
Left l; s S3RK  
Right r; W?!rqo2SP  
public : Hi$N"16A5z  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} LH @B\ mS  
template < typename T2 > iFcSz  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } bUM4^m  
} ; 5A 5t  
"+`u ]  
同时,holder的operator=也需要改动: "Y5 :{Kj  
P*%P"g  
template < typename T > <tsexsw  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const i| ,}y`C#  
  { vF~q".imC  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); Tj!\SbnA[  
} 3fX _XH1Q  
/[/{m]  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 <"3${'$k`  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 omPxU2Jw  
/CKnXU;  
return l(rhs) = r; lt]&o0>  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 r}Gku0Hu_E  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 5&_")k3$*  
car|&b  
template < typename Tp > p/7'r  
class constant_t #4"eQ*.*"  
  { *:un+k  
  const Tp t; umAO&S.+M  
public : 1g t 7My  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} <s|.2~  
template < typename T > ci:|x =  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const p15dbr1  
  { 2 w! 0$  
  return t; *> Be w  
} PQYJn x}  
} ; WD[jEWMV7D  
QuI!`/N)z  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 |f1^&97=+  
下面就可以修改holder的operator=了 jA~omX2A  
SdMLO6-  
template < typename T > >\J<`  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 7i02M~*uS  
  { '^7UcgugB  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); Qgf|obrEi6  
} &m9= q|;m  
BXxJra/V  
同时也要修改assignment的operator() vo)W ziHh  
(Nd)$Oq[4  
template < typename T2 > l g ,%  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } %gSmOW2.c^  
现在代码看起来就很一致了。 aM#xy6:XG  
JX&%5sn(  
六. 问题2:链式操作 eAjR(\f>  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 63$`KG3  
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。 lZ2g CZ  
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。 55] MRv  
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。 u WdKG({][  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct cG@W o8+  
Qz2jV  
template < typename T > usoyH0t!?  
struct result_1 qx*b\6Rt  
  { [0kZyjCq@  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 8ql<7RTM!  
} ; 4OO^%`=)M'  
1~2+w]-kU  
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: P%vouC0W  
Zn Rj}y  
template < typename T > @7Ln1v  
struct   ref >Lo'H}[pF  
  { .A6pPRy e  
typedef T & reference; 9asA-'fZ  
} ; H0t#J  
template < typename T > -=UvOzw  
struct   ref < T &> u%1JdEWZd  
  { Yb[)ETf^  
typedef T & reference; ~+Cl9:4T  
} ; rTJqw@]#WH  
H+gB|  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: T-7( 3#&  
k{lXK\zN  
template < typename T > e8xNZG;  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const jJ2{g> P0P  
  { xH,e$t#@@~  
  return l(t) = r(t); 0lOan  
} 4W E)2vkS  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 >lek@euqw  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 I)r6*|mz  
+~,q"6  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 \FCPD.2s+  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: o~4kJW #  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 JP ;SO  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 TC=>De2;  
最后的布局是: /Zx"BSu  
                Add SymlirL  
              /   \ _pvt,pW  
            Divide   5 ]z=dRq  
            /   \ N6S@e\*  
          _1     3 pRsIi_~&  
似乎一切都解决了?不。 R@>^t4#_Q0  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 ^)|tf\4  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 GH3RRzp r  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: Y[rCF=ZVH  
b%C7 kL-  
template < typename Right > U!BZs Vx  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ,LLx&jS  
Right & rt) const [ {vX*q 3B  
  { =W"T=p*j  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 30sA\TZ  
} AxO.adQE%  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 2sEG# /Y=  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 }#=t%uZ/  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 fmLDufx  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 }~0}B[Rf  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 Y$|KY/)H)  
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? j~9Y0jz_  
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: 7<2^8 `  
>,)U4 6  
template < class Action > @.G;dL.f{  
class picker : public Action {D,- Whi  
  { pk;S"cnk  
public : GQjU="+  
picker( const Action & act) : Action(act) {} m>!o Yy_  
  // all the operator overloaded :r:x|[3.  
} ; .~^A!t  
lD# yXLaC\  
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。 `J7@G]X;2  
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: KO[T&#y'  
R.GDCGAL  
template < typename Right > N];K  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 9Nz}'a;?>  
  { 8`I,KkWg   
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); (Bpn9}F-V.  
} DD>n-8M@>  
<p` F/p-  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > Qdc)S>gp  
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。 6]HMhv  
4T){z^"  
template < typename T >   struct picker_maker 7kMO);pO  
  { NKVLd_f k  
typedef picker < constant_t < T >   > result; K&-u W_0  
} ; j~9![s!  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > V9>$M=  
  { #??[;xjs!  
typedef picker < T > result; T7Ju7_q}  
} ; ,WoV)L'?  
"b)EH/ s  
下面总的结构就有了: Kz]\o"K  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 8ddBQfCY  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 qR%as0;  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 H5jk#^FD  
至此链式操作完美实现。 LW!4KA]  
yhnPS4DC  
4:s,e<Tc4v  
七. 问题3 &C?4'e  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 br?pfs$U  
f&Juq8s_0  
template < typename T1, typename T2 > 8@FgvWC  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const M%$- c3x  
  { DW)81*~g  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); UzV78^:,iD  
} '@^mesMG  
QUz4 Kt  
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: cF"}}c1*M  
<:StZ{o;  
template < typename T1, typename T2 > 4#B 56f8  
struct result_2 }/L#<n`Z  
  { *A0d0M]cg  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; R|*Eg,1g -  
} ; vnlHUQLO  
t7e7q"+/  
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? S.U#lAn(  
这个差事就留给了holder自己。 '_91(~P  
    b<E78B+Aax  
~*tn|?%  
template < int Order > |2jA4C2L}  
class holder; nHLMF7\  
template <> 4 *. O%  
class holder < 1 > P_.AqEH  
  { <(45(6fQ  
public : vI"BNC*Q1  
template < typename T > `j 4>  
  struct result_1 'XOWSx;Y  
  { .W\x{h  
  typedef T & result; jZe/h#J)[  
} ; A5s;<d0  
template < typename T1, typename T2 > F84<='K  
  struct result_2 >YcaFnY  
  { .kfx\,lgm  
  typedef T1 & result; VLbbn  
} ; (L W2S;-  
template < typename T > Fg i;%  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const JI&.d:  
  { $h  >rs  
  return (T & )r; ~bw=;xF{3  
} i G%R'/*  
template < typename T1, typename T2 > :=:m4UJb  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const AO(z l*4  
  { EO/41O  
  return (T1 & )r1; T#&X7!4  
} ]na$n[T/I  
} ; NBw{  
py wc~dWvz  
template <> @J'tPW<$  
class holder < 2 > 2r@9|}La  
  { 79+i4(H  
public : E!=Iz5  
template < typename T > vm =d?*cR  
  struct result_1 \9R=fA18  
  { =tGRy@QV'\  
  typedef T & result; CsjrQ-#9yn  
} ; UC.kI&A  
template < typename T1, typename T2 > 4)p ID`  
  struct result_2 ,@zw  
  { ,}l|_GGj  
  typedef T2 & result; 2g5jGe*0  
} ; EZZE(dq@gf  
template < typename T > cG1iO:  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 8zho\'  
  { VU+=b+B~m  
  return (T & )r; w8`B}Dr23  
} jcRe),  
template < typename T1, typename T2 > @qB>qD~WsD  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const $s"-r9@q  
  { w,OPM}) il  
  return (T2 & )r2; PlwM3lrj  
} R%`fd *g  
} ; #6C<P!]V  
I [n|#N  
#w si><7   
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 mA^3?y j  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: equi26jhr  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: y=AF EP  
Th$xk9TK^@  
return l(i, j) = r(i, j); .S]*A b  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) @h/-P'Lc=7  
.dwbJT  
  return ( int & )i; ('o} EoXS  
  return ( int & )j; jI9#OEH_g  
最后执行i = j; |fo#pwX  
可见,参数被正确的选择了。 $Xqc'4YOZ  
;/)$Cm&e  
h+j*vX/!  
& u6ydN1xe  
9I''$DVf  
八. 中期总结 7R,;/3wWjG  
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: Uz%ynH  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 e2L>"/  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 `$3ktQ$  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ST,+]p3L(  
.0MY$0s  
pdjRakN  
[I7=]X  
(B03f$8}*_  
E H|L1g  
九. 简化 0-/@-qV\  
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。 $"MGu^0;1  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 #+$ PD`j  
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: LZQG.  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ?A-f_0<0  
  +-*/&|^等 ScmwHid:\  
2. 返回引用。 FRXaPod  
  =,各种复合赋值等 S>jOVWB  
3. 返回固定类型。 E%a&6W  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) #c~- 8=  
4. 原样返回。 l8e)|MSh  
  operator, { _Y'%Ggh  
5. 返回解引用的类型。 p$` ^A  
  operator*(单目) ]@}o"Td  
6. 返回地址。 t. DnF[  
  operator&(单目) &>G8DvfJ9  
7. 下表访问返回类型。 J|VDZ# c7  
  operator[] _nSEp >]L  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 >~tx8aI{  
  operator<<和operator>> n'%cO]nSx  
dV-6l6  
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。 ,bP8"|e  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: {XwDvLZ  
({D>(xN   
template < typename Left > tvJl&{-OX  
struct value_return )19#g1rn5  
  { fUZCP*7>  
template < typename T > _rz\[{)  
  struct result_1 mP?}h  
  { )}Cf6 m}  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; yw1Xxwc  
} ; }vg|05L  
PF+Or  
template < typename T1, typename T2 > 7p>T6jK)  
  struct result_2 r> .l^U9hJ  
  { Qh* }v!3Jo  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; YdUcO.V  
} ; Mky^X,r  
} ; 5'%O]~  
J/PK #<  
a>+m_]*JZ  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ^s$U n6v[  
L=P8;Gj)  
下面我们来剥离functor中的operator() k L4#  
首先operator里面的代码全是下面的形式: /+WC6&  
%ofq  
return l(t) op r(t) f"^t~q[VS  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 2X(2O':Uc  
return op l(t) ^N`KT   
return op l(t1, t2) yN06` =  
return l(t) op w7\vrS>&  
return l(t1, t2) op "W_E!FP]r  
return l(t)[r(t)] J?tnS6V  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 6="o&!  
\x5>H:\Y  
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: ZT`" {#L  
单目: return f(l(t), r(t)); p0}Yo8?OW  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); o ,xy'  
双目: return f(l(t)); ZVit] 3hd  
return f(l(t1, t2)); ~{N#JOY}Z  
下面就是f的实现,以operator/为例 z]=Ks_7  
U.ZA%De  
struct meta_divide JV+Uy$P!  
  { JIc9csr:b  
template < typename T1, typename T2 > @ ]42.oP  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) aJc>"#+ o  
  { :_+U[k(#  
  return t1 / t2; K9 K.mGYc  
} XXQC`%-]<i  
} ; ' -aLBAxy  
u;b6uE  
这个工作可以让宏来做: $}EARW9  
n"Jj'8k  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ^PMA"!n8  
template < typename T1, typename T2 > \ 8v)HTD/C  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 0BAZWm  
以后可以直接用 _T=";NSa  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) `wSoa#U"@  
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 ^}:0\;|N  
(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。。。) r]kks_!Z  
.'2"83f  
S'>KGdF  
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 %O{FZgi%wA  
TPY&O{ q  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > u{dkUG1ia  
class unary_op : public Rettype u/N_62sk5  
  { dN){w _  
    Left l; kHQn' r6  
public : WMFn#.aY5  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} ;#*.@Or@Ah  
w[G-=>;  
template < typename T > CI+liH  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const d[E= HN  
      { }R:oWR  
      return FuncType::execute(l(t)); ]n$ v ^  
    } 5cl^:Ua  
V=+p8nE0  
    template < typename T1, typename T2 > TaKCN   
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const +.$:ZzH#  
      { FE#| 5;q.  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); ]]5(:>l  
    } F'_z$,X6  
} ; 0 eOdE+  
'SIc2H  
U)3?&9H  
同样还可以申明一个binary_op ;zWiPnX}  
x26 sH5  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > HhzPKd  
class binary_op : public Rettype j",*&sy  
  { 1o)<23q`)  
    Left l; Ysi@wK-LnF  
Right r; P+3 ]g{2w  
public : DG3Mcf@5  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ADMeOdgca  
G)""^YB-  
template < typename T > ~\%H0.P6  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ?w)A`G_  
      { i_I`  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 475jmQ{q  
    } zD s V"D8  
TJ,?C$3  
    template < typename T1, typename T2 > F[fs^Q6S$  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Kke _?/fT  
      { U/7jK40  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); u R!'v  
    } ux[13]yY  
} ; s2nZW pIy  
eE{ 2{C  
lDs C>L-F  
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 6-nf+!#G  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 !Z;Nv  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) x+1-^XvK  
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。 LC0-O1  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!  yT(86#st  
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。。。 hi Ws:Yq  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Zj nWbnW  
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) Z,F1n/7  
下面是修改过的unary_op 7[}WvfN8#  
zaE!=-U  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > *mN8Qd  
class unary_op ;47=x1j i  
  { TQ5kT?/{  
Left l; 5%DHF-W)  
  8JO(P0aT  
public : n|PW^kOE/  
ASNo6dP 7  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} >DW%i\k1V~  
li~=85 J  
template < typename T > [,|4%Y  
  struct result_1 F+V[`w*k  
  { "2I{T  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; #Vm)wH3  
} ; R7x*/?  
_cbXzSYq&  
template < typename T1, typename T2 > D6EqJ,~  
  struct result_2 W#9LK Jj  
  { /NVyzM51V  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; zG&yu0;D6  
} ; u 0 K1n_  
QW%xwV?8  
template < typename T1, typename T2 >  <XnxAA  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const QwI HEmdM  
  { "3?:,$*  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); k:1|Z+CJ  
} _%aT3C}k  
H]Gj$P=k  
template < typename T > 9O:-q[K**  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const @ t8{pb;v  
  { SN#N$] y5s  
  return OpClass::execute(lt(t)); G<t _=j/r  
} z'EphL7r   
b28C (  
} ; AE%zqvp>  
' PmBNT  
(HeIO  
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 :NWrbfz  
好啦,现在才真正完美了。 83{v_M  
现在在picker里面就可以这么添加了: Km0P)Z  
?:RWHe.P  
template < typename Right > c5{3  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const SxM5'KQ  
  { w)gMJX/0yw  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 0-U%R)Q  
} v1E(K09h2  
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。 JRw)~Tg @  
Ly6) ,[q~  
_Tma1 ~Gq  
hQDl&A  
hx@E,  
十. bind @ds.)sKA>  
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。 :?7^STc  
先来分析一下一段例子 rf$ eg  
4n.EA,:g:(  
Qexv_:C  
int foo( int x, int y) { return x - y;} cA+O]",}  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 QWK\6  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 }h\]0'S~J~  
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。 4&E &{<;  
我们来写个简单的。 p,#**g:  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: e&=T`  
对于函数对象类的版本: 5U/C 0{6  
Il<ezD{  
template < typename Func > \J{ %xW>  
struct functor_trait =]sM,E,n  
  { 4)d#dy::\  
typedef typename Func::result_type result_type; /909ED+)>9  
} ; 74%Uojl"  
对于无参数函数的版本: 0 oHnam  
@X#e  
template < typename Ret > OlYCw.Zu  
struct functor_trait < Ret ( * )() > z%L\EP;o}  
  { X!0m,  
typedef Ret result_type; {hKf 'd9E  
} ; 1$ {Cwb/F  
对于单参数函数的版本: " G0HsXi  
xA"7a  
template < typename Ret, typename V1 > ^g n7DiIPH  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > u_ym=N57`  
  { ]WC@*3'kye  
typedef Ret result_type; >)iCKx  
} ; V?Ye^ -29  
对于双参数函数的版本: K#'{Ko  
a(eUdGJ  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > hjY)W;  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >  =u Ieur  
  { Pb@9<NXm'  
typedef Ret result_type; KEvT."t  
} ; \g\,  
等等。。。 Twr<MXa  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ~,P."  
#5W-*?H  
template < typename Func > ik|iAWy  
struct func_return z8n]6FDiE  
  { =Ev* Q[  
template < typename T > q|wwfPez7  
  struct result_1 R9V v*F]m@  
  { 5y|/}D>  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; (]p,Z <f  
} ; ,;-55|o\V  
]abox%U=%  
template < typename T1, typename T2 > _l!TcH+e  
  struct result_2 EU-=\Y  
  { TZ%u;tBH:  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; iMr/i?`i  
} ; L&SlUXyt.c  
} ;  -!z,t7!  
:g=z}7!s  
Z3 $3zyi  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 - +=+W  
K~Hp%.  
template < typename Func, typename aPicker > @-Js)zcl q  
class binder_1 m>@ *-*8k  
  { MUU9IMFJ  
Func fn; dzPwlCC%-  
aPicker pk; Z2u5n`K  
public : 2kU=9W6ND  
#97w6,P+  
template < typename T > f_GqJ7Gk]  
  struct result_1 N_"mC^Vx  
  { , H_Cn1l  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 1]vrpJw  
} ;  7ehs+GI  
F82_#|kpS  
template < typename T1, typename T2 > Jd>"g9  
  struct result_2 6?v)Hb}J%d  
  { s'|^6/  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; AHre#$`97  
} ; L0O},O  
-Am ~CM  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} S+EC!;@Xg  
-h<Rby  
template < typename T > SMdQ,n1]  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const %XieKL  
  { { f@k2^  
  return fn(pk(t)); s'/ g:aJ  
} }+8w  
template < typename T1, typename T2 > OJ:iQ  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const A12#v,  
  { Pe_iA_  
  return fn(pk(t1, t2)); A<zSh }eh6  
} =c,m)\u/8  
} ; |tU4(hC  
kK[m=rTx1$  
,U#$Qb 12  
一目了然不是么? w1+xlM,,9  
最后实现bind r-$SF5uv  
|?Z;tAF!  
`|i[*+WC  
template < typename Func, typename aPicker > tOK lCc  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) {$ghf"  
  { C 4 &1M  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 7VdG6`TDR  
} P+Ta|-  
D d$ SQ  
2个以上参数的bind可以同理实现。 cDS6RO?  
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。 W/m,qilQI  
K XP^F6@l  
十一. phoenix ):lq}6J#  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: (&U8NeWZ  
{Y! -]_ 5  
for_each(v.begin(), v.end(), k]=Yi;  
( $6a55~h|(  
do_ =sk]/64h``  
[ }.x&}FqXE  
  cout << _1 <<   " , " OJUH".o  
] (@H'7,  
.while_( -- _1), )h0F'MzW  
cout << var( " \n " ) Ih]'OaE   
) I-Ya#s#m  
); `eat7O  
Gmi w(T  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: -$#'  
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 85<zl|ZD  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 OE(Z)|LF  
那么我们就照着这个思路来实现吧: (q!tI* }  
|7V:~MTkk&  
Xx~XW ^lsh  
template < typename Cond, typename Actor > RSLMO8  
class do_while Jp<Y2-  
  { TixXA:Mf  
Cond cd; t7#C&B  
Actor act; 8lo /BGxS>  
public : {BBL`tg60  
template < typename T > Azun"F_f  
  struct result_1 [WDtr8L  
  { AKVll  
  typedef int result_type; gu[3L  
} ; 0i2ZgOJ  
DbdxHuKa>  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} !YlyUHD  
jj,Y:  
template < typename T > ON{&-  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ceDe!Iu  
  { H=OKm  
  do 7dXR/i\  
    { y5L%_ {n  
  act(t); ?3wEO>u  
  } URq{#,~CT  
  while (cd(t)); \lVxlc0{?  
  return   0 ; `b^eRnpR  
} OchIEF "N  
} ; &}P{w  
D=U"L-rRs  
t0*JinK I  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). @tvAI2W  
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。 ]g jhrD   
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。 )vB,eZq  
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。 }| BnG"8  
下面就是产生这个functor的类: $okGqu8z.O  
8S_i;  
-z]v"gF?Px  
template < typename Actor > o7N3:)  
class do_while_actor J;pn5k~3  
  { Tti]H9g_  
Actor act; ALqP;/  
public : /F;b<kIy8  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 75j`3wzu  
'"{ IV  
template < typename Cond > :zk69P3  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; __\Tv>Y  
} ; V 45\.V  
A+Nf]([  
u:r'&#jb~@  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 1=x4m=wV  
最后,是那个do_ iq>PN:mr  
?:(BkY,K5  
SG1fu<Q6J  
class do_while_invoker t&+f:)n  
  { "oX@Z^  
public : / lh3.\|  
template < typename Actor > _Y '+E  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const kK2x';21  
  { &u-H/C U%  
  return do_while_actor < Actor > (act); 0GW(?7ZC  
} @GzEhv  
} do_; R=jIVw'  
u 9Wi@sO#  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? :jB8Q$s  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 iV5x-G`  
最后来说说怎么处理break和continue H-GlCVq~  
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$R+&@;  
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
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五