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
  • 3932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 S`LS/)  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 C~4$A/&(  
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, !6t ()]  
e1e2Wk  
_,h hO  
$<)k-Cf  
  class filler L< MIl[z7  
  { JrF\7*rh9  
public : Z/ "jLfP  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} t]Ey~-Rx  
} ; I("J$  
7o$4ov;T  
<r*A(}Y  
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: $u"t/_%  
y//yLrs;  
~!c~jcq]lZ  
N?d4Pu1m  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); sR`WV6!9  
?]S!-6:  
&H!#jh\w  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 tlU&p'  
em@\S  
lY5a=mwHU  
I!y[7^R  
二. 战前分析 u$c)B<.UR  
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。 y0Pr[XZ  
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 kve{CO*  
o@}+b}R}  
&xF 2!t`  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); wL]7d3t  
  /* --------------------------------------------- */ A*I mruV  
vector < int *> vp( 10 ); N@UO8'"9K&  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); cGw*edgp6  
/* --------------------------------------------- */ '|r('CIBN/  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 3AWNoXh  
/* --------------------------------------------- */ ZbJUOa?WF  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); J7R+|GTcx  
  /* --------------------------------------------- */ .'Vjs2 2  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); EQ&E C  
/* --------------------------------------------- */ DXAA[hUjF  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); \*#9Ry^f  
/8baJ+D"4\  
,4 ftQJ  
ET4 C/nb  
看了之后,我们可以思考一些问题: rIz"_r  
1._1, _2是什么? Pm]6E[zC  
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。 FAAqdK0  
2._1 = 1是在做什么? Do}mCv  
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。 y: @[QhV  
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@veso{  
Lxm1.TOJ  
FJ3Xeo s4|  
三. 动工 MT" 2^&R  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: K,YKU? z6  
94L P )n  
4 Yq|Z  
w U.K+4-k  
template < typename T > DoA4#+RU  
class assignment *ms?UFV[r  
  { IMzhEm  
T value; <{.o+~k  
public : ,L&Ka|N0  
assignment( const T & v) : value(v) {} hQrO8T?2  
template < typename T2 > @W|}|V5  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 9="i'nYp  
} ; +<Ot@luE  
M:h~;+s  
Ow=`tv$l  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 )K\w0sjR  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment = wNul"  
Y[x9c0  
['m@RJm+  
W&y%fd\&3  
  class holder VA_\Z  
  { w5|az6wZB!  
public : d|5u<f5  
template < typename T >  5I5~GH  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const , %X~/V  
  { `':$PUz,g  
  return assignment < T > (t); pU)wxv[~  
} ]>K%,}PS  
} ; 7,ODh-?ez  
,dKcxp~[  
5nzk Zw  
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: )` S,vF~  
GOHRBV  
  static holder _1; JI5?, )-St  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ^lB'7#7  
XXacWdh \  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); #X7fs5$&  
而不用手动写一个函数对象。 &ZFsK c#  
n@w$5y1@  
-8Z%5W`  
>1xlP/4jx  
四. 问题分析 he&*N*of:  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 M~;Ww-./  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 gPY2Bnw;l  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 0*W=u-|s6  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ~h?zK 1  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 y!fV+S,  
{PGNPxUbe  
五. 问题1:一致性 e4Ol:V  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| u*Eb4  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 /r Zj=  
"YHqls}c  
struct holder 31k.{dnm  
  { C/ow{MxA  
  // %v:9_nwO)  
  template < typename T > | "DQ^)3Pi  
T &   operator ()( const T & r) const Q u2W  
  { QNzI  
  return (T & )r; =dUeQ?>t=  
} Ix ! O&_6s  
} ; Ra[{K@  
s CSrwsbhv  
这样的话assignment也必须相应改动: U,Nf&g  
TIlcdpwXf  
template < typename Left, typename Right > lM"@vNgK  
class assignment (F~i  
  { Q/r9r*>z  
Left l; He. gl  
Right r; "CBe$b4  
public : Z.<OtsQN  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} t.c XrX`k  
template < typename T2 > zS18Kl  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } j*<H18^G  
} ; v7T05  
#rqLuqw  
同时,holder的operator=也需要改动: &(-+?*A`E  
!6\{q M  
template < typename T >  #-1 ;  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const $S|bD$e  
  { B@G'6 ?  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); bcC ;i~9  
} `gfh]7T  
#, W7N_mt  
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。 0Pu$1Fp  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 3D[IZ^%VtM  
[2~Et+r6g  
return l(rhs) = r; 8v\BW^z3  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 xR q|W4ay  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: B<J} YN  
ZJ'#XZpr  
template < typename Tp > ])egke\!  
class constant_t o X )r4H?  
  { ?@6N EfQf  
  const Tp t; 4a00-y='  
public : i5w  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} XLz>h(w=  
template < typename T > ihBlP\C  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const i&$L$zf,  
  {  Zm!T4pL  
  return t; )8p FPr  
} ~[e;{45V  
} ; qk{2%,u$@{  
|E&a3TQW  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 sL75C|f9  
下面就可以修改holder的operator=了 eaCv8zdX  
1|l'oTAA  
template < typename T > Y` Oz\W  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 9lNO ~8  
  { lX/s Q  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); 4,!#E0  
} _@;t^j+l  
C,Q>OkSc  
同时也要修改assignment的operator() UUc{1"z{  
R$k4}p  
template < typename T2 > _Je<_pl!D  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } zMxHJNQ\D  
现在代码看起来就很一致了。 wZ6LiYiHl  
_so\h.lt  
六. 问题2:链式操作 v8W.84e-  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 @ U xO!  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 n=WwB(}q  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 *cz nokq6  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 k#NIY4%.  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct w4P?2-kB  
!f[LFQD  
template < typename T > FJomUVR.  
struct result_1 rg64f'+Eug  
  { X*hY?'Rp  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; YAQ]2<H  
} ;  yaza  
P~`gWGC}  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: @?lmho?  
]Qm$S5tU  
template < typename T > d,AEV_  
struct   ref `w';}sQA7  
  { bYQvh/(J  
typedef T & reference; 0F> ils  
} ; 3 5;|r  
template < typename T > }7&.FV "  
struct   ref < T &> E j`  
  { 8Yc'4v#}  
typedef T & reference; 1Kszpt(Ld  
} ; ui%B|b&&  
rT7W_[&P  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: WyciIO1  
IA I!a1e!  
template < typename T > ~ (bY-6z  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const S^(OjS  
  { w#mnab@  
  return l(t) = r(t); 7.mY@  
} CAg~K[  
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。 k8IhQ{@  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 sh;DCd  
_W]R|kYl$'  
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 (37dD!  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: t66Cx  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 g<U\7Vp\1  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 NU[{ANbl  
最后的布局是: ._'AJhU$0  
                Add z,dh?%H>X  
              /   \ hS&3D6G t  
            Divide   5 @ =g Px  
            /   \ U[7 &   
          _1     3 S v3O${B|  
似乎一切都解决了?不。 w3l2u1u  
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。 m#6RJbEz  
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。 *g7BR`Bt]z  
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: Z 0&=Lw  
hK^(Y  
template < typename Right > z5.Uv/n\1  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const v2eLH:6  
Right & rt) const :jL>sGvBv  
  { "?9rJx$  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ;B*im S10  
} wT\JA4  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 -wr#.8rzTT  
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。 "3Y(uN  
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。 wr);+.T9R  
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。 ]M3V]m  
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 buKwZFC  
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? PgOOFRwP  
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: >u?m Bx  
+/O3L=QyJ  
template < class Action > (U@Ks )  
class picker : public Action _EPfeh;  
  { ;::]R'F[  
public : |m{u]9  
picker( const Action & act) : Action(act) {} zm>^!j !  
  // all the operator overloaded rfo7\'yk  
} ; m&S *S_c  
suKr//_  
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。 $?P5A E  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: ZZ'5BfI"I%  
hp|.hN(kS]  
template < typename Right > ;Aqj$ x  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const >lPWji'4;  
  { (8"advc6  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); _(7f0p  
} j xc^OsYj  
_:+hB9n s  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > p~Wy`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。  'ug:ic  
deLLqdZa  
template < typename T >   struct picker_maker w'uB&z4'  
  { 6W\G i>  
typedef picker < constant_t < T >   > result; LX'z7fh  
} ; m&MAA^I  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > jouA ]E  
  { Q DVk7ks  
typedef picker < T > result; lcVZ 32MQ  
} ; uH{oJSrK  
%eOO8^N  
下面总的结构就有了: gOy;6\/  
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。 l+nT$IPF  
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。 VW`SqUl  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ldFR%v> 9  
至此链式操作完美实现。 { )g $  
S( ^HIJK  
MCO2(E-  
七. 问题3 ,ZV>"'I:  
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。 ?lca#@f(  
AZ.$g?3w  
template < typename T1, typename T2 > WAt= T3  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const -I ?8\  
  { I+{2DY/}  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); WQ+ xS!ba  
}  CK+t6Gp  
xlcL;e&^P  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: x^zw1e,y  
;\g0* b(  
template < typename T1, typename T2 > "5HSCl$r%  
struct result_2 oRZ98?Y\B  
  { "wy2u~  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; j:2TicHDC  
} ; s_;o1 K0  
k{F]^VXQ  
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? B#DnU;=O#+  
这个差事就留给了holder自己。 (kTu6t*  
    0%<OwA2d  
6H1;Hl f  
template < int Order > F|jl=i  
class holder; ri Z :#I  
template <> N7u|< 0[  
class holder < 1 > >[2;  
  {  j iejs*  
public : W3zYE3DZf  
template < typename T > h! Bg} B~  
  struct result_1 eDsB.^|l  
  { B[3u,<opFU  
  typedef T & result; jp;]dyU  
} ; 4/ WKR3X  
template < typename T1, typename T2 > /\{emE\]  
  struct result_2 ?9;CC]D  
  { lc8g$Xw3  
  typedef T1 & result; %*NED zy  
} ; -7KoR}Ck!  
template < typename T > .?vHoNvo  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 8y']kVg  
  { -UM|u_  
  return (T & )r; zpD?5  
} ..kFn!5(g  
template < typename T1, typename T2 > +MZI\>  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const D;&\)  
  { G^sx/H76J  
  return (T1 & )r1; Xs{PAS0  
} _7z]zy@PC5  
} ; d_,Ql708f  
<+-=j  
template <> C :An  
class holder < 2 > !1Hs;K  
  { ?fN6_x2e3  
public : 's.e"F#  
template < typename T > NB4 Q,iq$  
  struct result_1 UZdGV?o ?  
  { K {kd:pr  
  typedef T & result; $q*a}d[Q  
} ; 1eywnOjrj  
template < typename T1, typename T2 > ]>Ym   
  struct result_2 BhYvEbt  
  { $%^](-  
  typedef T2 & result; Z($i+L%.  
} ; ?nPG#Z|%  
template < typename T > h w ^ V  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const U9\\8  
  { ohbU~R3{U  
  return (T & )r; EDz;6Z*4N  
} -u(,*9]cJ*  
template < typename T1, typename T2 > Lk!m1J5  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const \FUMfo^  
  { 6J\ 2 =c`  
  return (T2 & )r2; }L(ZLt8Q  
} Y0Tad?iC  
} ; a4.w2GR  
kia[d984w  
rFGPS%STS  
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> >。 k33\;9@k  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Zf1 uK(6X  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: *;)O'|  
3"zPG~fY{  
return l(i, j) = r(i, j); a{ L&RRJ  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 8Ji`wnkXe  
j^5YFUwsQg  
  return ( int & )i; [-VK! 9pQ  
  return ( int & )j; $OG){'X  
最后执行i = j; ,oUzaEX  
可见,参数被正确的选择了。 Z.&/,UU:4  
]tXIe?>9  
`<|tC#<z  
2*<Zc|uNW  
8h0CG]  
八. 中期总结 z"T+J?V/  
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: sfipAM  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 qFK.ULgP`  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。  4pl\qf  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor Z1jxu;O(  
f=k#o2  
n?nzm "g  
v$0|\)E)  
"{r8'qn  
4b[bj").A  
九. 简化 %L^(eTi[  
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。 h]h"-3  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Q 8Hl7__^  
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: PDPK|FU  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 P))BS  
  +-*/&|^等 p5$}h,7  
2. 返回引用。 QRvyaV  
  =,各种复合赋值等 } A+ncabm  
3. 返回固定类型。 "T_9_6tH  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) a7c`[   
4. 原样返回。 /='0W3+o*L  
  operator, U+*l!"O,  
5. 返回解引用的类型。 VsJ+-IHm  
  operator*(单目) 1Xo0(*O  
6. 返回地址。 (D%vN&F  
  operator&(单目) kmc_%Wm}  
7. 下表访问返回类型。 u 3#+fn_  
  operator[] <!g]q1  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 _qR?5;v  
  operator<<和operator>> YTFU# F  
26g]_Igq  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 (_|*&au J  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: haBmwq(f  
,|d9lK`"P  
template < typename Left > _Iminet  
struct value_return iMJt8sd  
  { l99Lxgx=  
template < typename T > >zqaV@T  
  struct result_1 4/|x^Ky>G  
  { BK%. wi  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; >#$SaG!  
} ; Ij7P-5=<  
+HBizJ9K  
template < typename T1, typename T2 > L~- /'+  
  struct result_2 pDZewb&cA  
  { m_*wqNFA6  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; z`IW[N7Z  
} ; [:{ FR2*x  
} ; % Y%r2  
p~@,zetS  
h\UKm|BZ  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait lwq:0Rj@Q  
 s[{[pIH  
下面我们来剥离functor中的operator() nf^?X`g  
首先operator里面的代码全是下面的形式: Nna.NU1  
kW)3naUf<  
return l(t) op r(t) }ofb]_C,  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) g}v](Q  
return op l(t) l<w7 \a6  
return op l(t1, t2)  y Ne?a{  
return l(t) op 5aizWz  
return l(t1, t2) op T8a' 6otc  
return l(t)[r(t)] y<kUGsD  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 8j;Un]  
mFF4qbe  
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: >2znn&g Z  
单目: return f(l(t), r(t)); A|8"}Hm  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ~jL%l  
双目: return f(l(t)); 0WC\u xT7  
return f(l(t1, t2)); ekvs3a^  
下面就是f的实现,以operator/为例 B^/MwD>%  
#zTy7ZS,0  
struct meta_divide a*y9@RC}  
  { a~7D4G  
template < typename T1, typename T2 > `s)4F~aVo  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) V?j,$LixY  
  { )vS0Au^C~  
  return t1 / t2; RFL * qd4  
} i"}z9Ae~.  
} ; n7fhc*}:`  
!CUl1L1DSi  
这个工作可以让宏来做: 8{jXSCP#  
dhtH&:J< ;  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ Q4m> 3I  
template < typename T1, typename T2 > \ 4j=3'Z|  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; M5h r0 R{  
以后可以直接用 IFTNr2I  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 20V~?xs~  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 Zu,:}+niU  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) `.MZ,Xhqi"  
(U.Go/A#wE  
;|WUbc6&g  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 Mpojabsh  
p qz~9y~  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Uw("+[5O0  
class unary_op : public Rettype zbxW U]<S?  
  { !G-+O#W`  
    Left l; @}H u)HO  
public : ;stuTj@vH  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} Ab ,^y  
nZbI}kcm  
template < typename T >  Y${'  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const {!|4JquE_  
      { 3[ [oAp  
      return FuncType::execute(l(t)); DzGUKJh6  
    } }_'5Vb_  
`[sFh%:  
    template < typename T1, typename T2 > 5`.CzQVb  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const M M@,J<  
      { RRt(%Wm*  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); &YXJ{<s  
    } "tCTkog3]  
} ; `MVqd16Y  
G x[ZHpy;  
J#..xJ?XRD  
同样还可以申明一个binary_op ;\*3A22 #  
J,?#O#j  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > \EfX3ghPI  
class binary_op : public Rettype 49MEGl;K0\  
  { F"] P|   
    Left l; - Z,Qj"V  
Right r; L[Vk6e  
public : *SNdU^!  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} (  zo7h  
i=EOk}R  
template < typename T > Eb ILAJ  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const E%`J =C}  
      { p/<DR |  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); ]lC%HlID  
    } '3b\d:hN  
r"dIB@  
    template < typename T1, typename T2 > ]W5*R07  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 7'IIB1v.\  
      { Q~ U\f$N  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); j?2~6W/[  
    } +yP!7]  
} ; }YDi/b7  
f)*"X[)o  
6YM X7G]  
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 G}pFy0W\S  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 OBAO(Ke  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) %4*c/ c6  
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。 bCw{9El!K4  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! L0g+RohW  
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。。。 BmX'%5ho  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 a#j,0FKv  
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) @N Yl4N  
下面是修改过的unary_op \(Sly&gL  
x?wvS]EBg  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > H3rA ?F#+*  
class unary_op =p@`bx  
  { XZ%,h  
Left l; ]rlZP1".  
  ^~H}N$W"-q  
public : eg;7BZim{  
Fv~lasW[  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} _RIU,uJs  
p1KhI;^  
template < typename T > DU!T#H7  
  struct result_1 '3l TI  
  { B#V""[Y9  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; *cb|9elF^  
} ; /whaY4__O\  
,{0Y:/T'  
template < typename T1, typename T2 > K3!3[dR*  
  struct result_2 @Go_5X(  
  { juHL$SGC  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Ms!EK  
} ; 40kAGs>_  
i6if\B  
template < typename T1, typename T2 > G)7U &B  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 60+zoL'  
  { 6^b)Q(Edut  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 64/ZfXD  
} *O_fw 0jV  
*$eH3nn6g  
template < typename T > O)dnr8*  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const uuY^Q;^I*  
  { =<n ]T;  
  return OpClass::execute(lt(t)); & BPYlfB1  
} d1D f`  
DN2 ]Y'  
} ; s>>&3jfM  
(e7!p=D  
d {!P c<  
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 KR?;7*qF  
好啦,现在才真正完美了。 9<Pg2#*N0  
现在在picker里面就可以这么添加了: t=P+m   
qd0G sr}j  
template < typename Right > /!H24[tnk1  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const rbd0`J9fq  
  { Dd?G4xUG  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); agUdI_'~@9  
} ^)dsi  
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。 CPJ<A,V  
doanTF4Da  
|=}+%>y_  
&ivU4rEG  
>#G%2Vp  
十. bind KtQs uL%  
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。 IO\1nB$0nb  
先来分析一下一段例子 N'2?Zb  
J||g(+H>  
HJl?@& l/  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 5sY $  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 ]KFh 1  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 [5P-K{Ko  
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。 e)e(f"t6Q  
我们来写个简单的。 qR@ES J_  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: Lvf<g}?4  
对于函数对象类的版本: Z[@ i/. I  
t utk*|S  
template < typename Func > e1Db +QBV  
struct functor_trait s$#64"F  
  { tb&?BCp  
typedef typename Func::result_type result_type; 9 /H~hEVK  
} ; s-CAo~,  
对于无参数函数的版本: iWt%Boyi  
[(n5-#1S  
template < typename Ret > Q,NnB{R  
struct functor_trait < Ret ( * )() > \Tz|COG5h\  
  { q'jOI_b  
typedef Ret result_type; n5QO'Jr%[  
} ; ]t 0o%w  
对于单参数函数的版本: 5Dkb/Iagi  
s@L ;3WdO  
template < typename Ret, typename V1 > #*A&jo'E  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Mq91HmC(@  
  { gN/!w:  
typedef Ret result_type; Q`bXsH  
} ; 5p.rd0T]l3  
对于双参数函数的版本: )?72 +X  
eCI'<^  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > t!\aDkxo %  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > *B&P[n  
  { 'dj3y/ k%  
typedef Ret result_type; J`5VE$2M  
} ; (U 'n1s/X  
等等。。。 12^uu)6Xm,  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy <Y)14w%  
oywPPVxj  
template < typename Func > v/ry" W  
struct func_return 7@{%S~TN  
  { ^JY {<   
template < typename T > DGJ:#U E  
  struct result_1 U.TZd"  
  { f,ro1Nke  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; g=td*S  
} ; M{L<aYe  
0L>3 i8'  
template < typename T1, typename T2 > @ 51!3jeu  
  struct result_2 Oem1=QpaC  
  { ~|KqG  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; R6<'J?k  
} ; -)-: rRx-  
} ; T.#_v# oM  
rRevyTs  
0Px Hf*  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 JlSqTfA  
yD<#Q\,  
template < typename Func, typename aPicker > t3$cX_  
class binder_1 ytj});,>  
  { \gP?uJ  
Func fn; +vZYuEq_  
aPicker pk; 4b}p[9k  
public : xiW}P% bf  
wQ(DX!   
template < typename T > Cx;it/8+  
  struct result_1 A6szTX#0  
  { TY]0aw2]|7  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; <x`yoVPiZg  
} ; Ow-ejo  
lz=DGm  
template < typename T1, typename T2 > pKLcg"{[F  
  struct result_2 W<<G  'Km  
  { ,q*|R O  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; \WE/#To  
} ; 6ud?US(  
D?ic~-&  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} z\v  
xDe^>(,"  
template < typename T > rE*yT(:w  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const y6am(ugE  
  { yMW3mx301j  
  return fn(pk(t)); !o| ex+z;  
} J|xXo  
template < typename T1, typename T2 > gB#!g@  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ;R >>,&g  
  { tLJ 7tnB  
  return fn(pk(t1, t2)); M]V j  
} @{V`g8P>  
} ; 4=q4_ \_T  
->|eMV'd  
^Ip\`2^u  
一目了然不是么? AYNz {9  
最后实现bind OY"BaSEOw}  
oItC;T  
ft8  
template < typename Func, typename aPicker > ++2a xRl  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) qw4wg9w5p  
  { wB8548C}-  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); '1!%yKc0  
} S%p,.0_  
^p4`o>  
2个以上参数的bind可以同理实现。 \R&ZWJKh  
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。 >CCy2W^W  
rDaiA x&  
十一. phoenix 0lt1/PEKx2  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: gd3MP^O1  
*mWS+xcU(L  
for_each(v.begin(), v.end(), ]mBlXE:Z  
( TbMlYf]It  
do_ un6W|{4]  
[ ]I~BgE;C9  
  cout << _1 <<   " , " U&kdR+dB  
] #;2mP6a[  
.while_( -- _1), _uh@fRyh  
cout << var( " \n " ) w#(E+s~}  
) I<lkociUCG  
); !H^R_GC  
K(mzt[n(  
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: A}!D&s&UH  
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 n-9X<t|*?a  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 b4^a zY  
那么我们就照着这个思路来实现吧: .R+n}>+K  
^sZHy4-yK#  
az:lG(ZGw  
template < typename Cond, typename Actor > 2\}6b4  
class do_while ;hDIoSz  
  { 1p>&j%dk  
Cond cd; >GDN~'}^oz  
Actor act; >*w(YB]/$V  
public : Lp||C@h~  
template < typename T > /i~n**HeF?  
  struct result_1 cRPy5['E  
  { 5[qx5|O  
  typedef int result_type; `4]-B@ 7_  
} ; 'UCF2 L  
;#D:S6 L  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} p)Q='  
&_6B{Q  
template < typename T > zQ eXN7$  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Yv;18j*<  
  { rUF= uO(  
  do Y'LIk Q\  
    { g60r m1b  
  act(t); tdRnRoB  
  } 5E|/n(  
  while (cd(t)); T;I>5aQ:q4  
  return   0 ; /?8rj3  
} | \JB/x  
} ; UD r@  
Jqi^Z*PuX  
?< $DQ%bf  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 0jwex  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 i%_nH"h  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 n47v5.Wn  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 b{d@:"  
下面就是产生这个functor的类: t?kbN\,  
n|iO)L\9aB  
^RS`q+g  
template < typename Actor > |N>TPK&Xt  
class do_while_actor ?G!DYUK  
  { q:v&wb%  
Actor act; of:xj$dQ_  
public : E^jb#9\R  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} [<{+tAdn)  
Ik|nL#JH]  
template < typename Cond > E>SLR8!C v  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; G_x<2E"d  
} ; nz]+G2 h  
6ax|EMw  
djcC m5m  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 DbkKmv&  
最后,是那个do_ 6jtnH'E/  
o;@T6-VH  
P\CT|K'P  
class do_while_invoker h=~ TgTv  
  { Nu'T0LPNq(  
public : * <_8]C0>  
template < typename Actor > tcf>9YsOr  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const 7].FdjT.  
  { e[7n`ka '  
  return do_while_actor < Actor > (act); T/&4lJ^2l^  
} uN1O(s  
} do_; ?8Hr 9  
0xM\+R~,  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? i 7 f/r.  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 Q0_UBm^f  
最后来说说怎么处理break和continue ZLJfSnB  
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。 m. G}# /  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八