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
  • 4996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 R@T6U:1  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 PHM:W%g:  
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, O,V9R rG  
*j)M]  
-dTLunv  
ET^|z  
  class filler _q>SE1j+W=  
  { Y^ve:Z  
public : K% KZO`gO  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} 10sK]XI  
} ; }ZZ5].-a<D  
(d2@Mz  
q$ghLGz  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: ES:!Vx9t0|  
;@4H5p  
GtI6[ :1t  
6DSH`-;  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); {6vEEU  
!#D=w$@r:  
bNzqls$  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 }3/~x  
J>S3sP  
%.x@gi q  
9|:^k.  
二. 战前分析 U_z2J(e~  
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。 v1[_}N9f>H  
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 0^!Gib  
JSMPyj  
p_terD:  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); dXu{p  
  /* --------------------------------------------- */ CVKnTEs  
vector < int *> vp( 10 ); E%k7wM {  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); U :9=3A2$x  
/* --------------------------------------------- */ ?p8Qx\%*  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); Ns~&sE:  
/* --------------------------------------------- */ (RF>s.B<  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); !)H*r|*[  
  /* --------------------------------------------- */ '?/&n8J\  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); ,=w!vO5s  
/* --------------------------------------------- */ jD< pIHau  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); H"YL k  
j64 4V|z  
$@[)nvV\  
=q CF%~  
看了之后,我们可以思考一些问题: %JoxYy-  
1._1, _2是什么? Xza4iV  
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。 w{7 ji}  
2._1 = 1是在做什么? )@ PnTpL*  
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。 0g(6r-2)7  
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。 [Z }B"  
T[Q"}&bB  
WVL#s?=g  
三. 动工 J 3?Dj  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: hH4o;0rqJ  
Sni=gZK  
# 3.)H9  
*%- ?54B  
template < typename T > -Ds|qzrN%  
class assignment LF=c^9t  
  { wL eHQ]  
T value; !]DuZ=  
public : Yw"P)Zp  
assignment( const T & v) : value(v) {} el@XK}<dr  
template < typename T2 > kO3 `54  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } H @!#;w  
} ; D9,! %7i  
&:vsc Ol  
dK # h<q1  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Y1r ,2k  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment (Pz8 iz  
zO2{.4  
G1_Nd2w  
I6w/0,azC  
  class holder 1i,4".h?M  
  { wu^q`!ml  
public : 6F5,3&  
template < typename T > [@.B4p  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const NNX% Bq  
  { %]jQ48^R  
  return assignment < T > (t); -Cj_B\  
} z>:U{!5k  
} ; 'O "kt T  
v>I<|  
FGVb@=TO>  
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: 9v?V  
X% J%A-k]  
  static holder _1; 2v^lD('  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 YC)hX'A\  
v72,h  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ?'+8[OHiF^  
而不用手动写一个函数对象。 FW^.m?}|  
n0FYfqH  
B!`\L!  
3/tJDb5  
四. 问题分析 q!2<=:f  
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。 ;Uk!jQh  
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。 u%aFb*  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 M71R -B`-  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 (HSw%e  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ]PVt o\B=  
RIo'X@zb  
五. 问题1:一致性 00qZw?%K  
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?| QZ0R:TY  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 w{P6i<J  
62NkU)u  
struct holder C 38XQLC  
  { `(T!>QVW+g  
  // 4 m $sJ  
  template < typename T > SY8U"Qc;9  
T &   operator ()( const T & r) const R9E6uz.j  
  { `t9.xB#Z  
  return (T & )r; b6Xi  
} F G _,  
} ; {9{J^@@  
$O]^Xm3{@  
这样的话assignment也必须相应改动: g 2#F_  
M\jB)@)  
template < typename Left, typename Right > %(NN *o9"q  
class assignment dk4D+*R  
  { 5%qH 7[dx  
Left l; \!7*(&yly  
Right r; 7uA\&/ ,  
public : '{W3j^m7  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} KT%{G8Y@M  
template < typename T2 > KE#$+,?  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } QB9A-U <J  
} ; w%I8CU_}.  
N.n1<  
同时,holder的operator=也需要改动: H\f/n`@,G  
,N;v~D$Y  
template < typename T > h;}ODK(.  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const }(cY|  
  { .hgH9$\  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); U[Nosh)hu\  
} "<T ~jk"u  
mCG;[4gM  
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。 tKX}Ok:V%  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 )?9\$^I  
U>1b9G"_  
return l(rhs) = r; VX&WlG`wa  
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。 l"?]BC~  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: E6JV}`hSk  
[nC4/V+-  
template < typename Tp > $&Ac5Zo%}  
class constant_t +qZc} 7rJF  
  { k)Zn>  
  const Tp t; P_mi)@  
public : 2gH _$  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} AW62~*  
template < typename T > mMslWe  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const fxOE]d8v  
  { <\Vi,,  
  return t; \E~Q1eAJT  
} |thad!?  
} ; 0ovZ&l  
/xF 9:r  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 6VGo>b;  
下面就可以修改holder的operator=了 0+p 5/5  
CBIT`k.+  
template < typename T > -@#Pc#  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const !&\meS{  
  { a.1`\ $]d  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); <(Tiazg  
} +!G4tA$g  
p ^](3Vi(  
同时也要修改assignment的operator() R^|!^[WE  
9Dy)nm^  
template < typename T2 > srhFEmgN7)  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } !4_!J (q%  
现在代码看起来就很一致了。 ;i/"$K  
/jvO XS\M  
六. 问题2:链式操作 OoE9W  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 <TL])@da  
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。 $>|?k$(x  
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。 (%Ng'~J\|  
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。 {GAsFnZk  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct $>EqH?EQ  
\A ;^ UxG  
template < typename T > \N6<BS  
struct result_1 >2nF"?"=  
  { g&q^.7c}  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 8b{U tT  
} ; f8R+7Ykx  
sN;(/O  
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: 9A(n _Rs7?  
G]at{(^Vz  
template < typename T > EgFl="0  
struct   ref l<s :%%CX  
  { M\9IlV?'  
typedef T & reference; w<btv]X1  
} ; MkkA{p  
template < typename T > F{kG  
struct   ref < T &> rA[nUJ,  
  { JThk Wx  
typedef T & reference; !B0v<+;P8  
} ; Y=hP Erw  
/j$$0F>s7  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: b_q! >&c  
tsB.oDMP  
template < typename T > Q3(hK<Qh;  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const d$4WK)U  
  { sYl&Q.\q  
  return l(t) = r(t); gv`%Z8u(  
} U`:lAG  
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。 8u4gx<;O  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 q$ bHO  
@wg&6uQ  
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 /DK*y S  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: zUe#Wp[  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 rve7YS'  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 jM{qRfOrg  
最后的布局是: \MfR #k0  
                Add '\Qf,%%.  
              /   \ @ysJt  
            Divide   5 ;|Y2r^c  
            /   \ GH [ U!J  
          _1     3 `MN&(!&C*  
似乎一切都解决了?不。 .%|OGl ?  
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。 { +i;e]c  
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。 ^H f+du  
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: @ARAX\F  
"K9vm^xP  
template < typename Right > UDhwnGTq(l  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const _HSTiJVr  
Right & rt) const 8h55$j  
  { y.L|rRe@P  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Wh#os,U$  
} ,| $|kO/  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 40`9t Xn  
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。 l=Vowx.$2f  
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。 nC-c8y  
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。 dY/|/eOt<K  
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。 %iHyt,0v2  
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? [GcA.ABz  
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: A}az m>  
d,Im&j_Z  
template < class Action > !~6'@UYo  
class picker : public Action z:0-aDe M  
  { K * xM[vO  
public : B^E2UNRA  
picker( const Action & act) : Action(act) {} 8A`p  
  // all the operator overloaded q g) Af  
} ; 6$xo# }8  
D4YT33$tC  
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。 WM~J,`]J  
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: }TXp<E"\  
&!3VqHQ`  
template < typename Right > `kaR@t  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const a!s.850@  
  { ymzPJ??!  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); <z~2d  
} #n6FQ$l8m  
hlABu)B'1  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > j TB<E=WC  
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。 %fex uy4  
wN/*|?`Z  
template < typename T >   struct picker_maker G}Qk!r  
  { d()zW7}W  
typedef picker < constant_t < T >   > result; =R"Eb1  
} ; S)Ub/`f{s  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > b |o`Q7Hj  
  { yg-L^`t+B5  
typedef picker < T > result; %zIl_/s  
} ; S'v V"  
y \mutm  
下面总的结构就有了: a:(: :m  
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。 %_%f# S  
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。 ai<MsQQ:=  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 lEVQA*u[  
至此链式操作完美实现。 2l\D~ y  
oF 1W}DtA  
khKv5K#)  
七. 问题3 cq@_*:~Or  
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。 3. K{T  
Lk8W&|;0|  
template < typename T1, typename T2 > v"G%5pq*\  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ? bUpK  
  { ]%WD} 4e  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ]ft~OqLg!  
} E'Fv *UA  
N4Fy8qU;  
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: ci{9ODN  
FBwncG$]F*  
template < typename T1, typename T2 > ;?O883@r8  
struct result_2 xqi*N13  
  { ]IbPWBX  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; r=iMo7q  
} ; @?^LxqAWA  
5* o\z&*L  
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? T?p`Y| gl  
这个差事就留给了holder自己。 e!2%ku  
    Wzf1-0t  
f3%^-Uy*b  
template < int Order > +UpMMh q  
class holder; #sm_.?P  
template <> 6|"!sW`%N  
class holder < 1 > J4*:.8Ki  
  { J6^Ct  
public : JPoK\- 9NT  
template < typename T > I ]WeZ,E  
  struct result_1 *]E7}bqb  
  { 95gsv\2  
  typedef T & result; wn A%Nh7  
} ; ftI+#0?[!  
template < typename T1, typename T2 > w$U/;C  
  struct result_2 t}c}@i_c  
  { ;ow~vO,x  
  typedef T1 & result; 7S~9E2N  
} ; skC|io-Zv  
template < typename T > ;([tf;  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 8#d1}Y  
  { vwqN;|F  
  return (T & )r; kUaGok?  
} mC[U)` ey  
template < typename T1, typename T2 > *n|0\V<  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const yV+ E;  
  { nTlv'_Y(  
  return (T1 & )r1; &T|&D[@  
} u8k{N  
} ; BJ.8OU*9]S  
h<^:Nn  
template <> U<,Kw6K  
class holder < 2 > UmD-7Fd  
  { %&=(,;d  
public : rJc)< OZjT  
template < typename T > G=bP<XF  
  struct result_1 8HRPJSO~g  
  { pJ*#aH[ySP  
  typedef T & result; Oih2UrF  
} ; AZ9\>U@hD  
template < typename T1, typename T2 > %3l;bR>  
  struct result_2 ^ Mvsq)  
  { DP6{HR$L  
  typedef T2 & result; J PzQBc5e  
} ; s eZ<52f2  
template < typename T > *_).UAP.  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ch,Zk )y:_  
  { D`~{[cv)\  
  return (T & )r; iP? ASqo{  
} 5q_OuZ/6  
template < typename T1, typename T2 > Uh|__DUkh  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const r)#"$Sm  
  { )`+@j.75  
  return (T2 & )r2; 4{pemqS*  
} <% 3SI.  
} ; I\uB"Z{9  
?"8A^ ^  
WO(&<(?  
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> >。 g=YiR/O1QN  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: zyp"*0zUr  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 72`/xryY  
[ls ?IFg  
return l(i, j) = r(i, j); 9X {nJ"  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) X-N$+[#  
IL6f~!  
  return ( int & )i; "k1Tsd-  
  return ( int & )j; T;[c<gc/  
最后执行i = j; , w'$T)  
可见,参数被正确的选择了。 ~h^}W$pO  
t|U2 ws#  
QH' [ (  
n\"LN3  
7" STS7_  
八. 中期总结 $H:h(ia:  
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: `w=H'"Zv  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 dK;\`>8  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 jme5'FR  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor eeJt4DV8v  
B%g:Z  
Nb!6YY=Ez-  
;7n*PBUJJ  
UrcN?  
!>2\OSp!  
九. 简化 v{{2<,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。 hYUV9k:  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ~B*\k^t`  
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: aq,)6P`  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 |m 5;M$M)  
  +-*/&|^等 $E,DxDT  
2. 返回引用。 ic]tUOC:  
  =,各种复合赋值等 :0j`yo:w  
3. 返回固定类型。 //5_E7Ehu$  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) w$;*~Qc  
4. 原样返回。 Ufe  
  operator, :9 iOuu  
5. 返回解引用的类型。 Nx (pJp{S  
  operator*(单目) $0S"Lh{  
6. 返回地址。 j _9<=Vu  
  operator&(单目) >.wd)  
7. 下表访问返回类型。 OUk5c$M(  
  operator[] IZv, Wo  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 s>``- ]3  
  operator<<和operator>> = 4WZr  
2d;xAX]  
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。 "X(=  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: -QI`npsnV  
p+sPCF  
template < typename Left > ~5!TV,>ls  
struct value_return f<sPh>n  
  { Hr*Pi3dSI  
template < typename T > YB3=ij!K  
  struct result_1 s1\BjSzk  
  { M Hyl=5  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; tMBy ^@p  
} ; d~Ry>   
H'\EA(v+  
template < typename T1, typename T2 > bl>b/u7/6  
  struct result_2 g?AqC  
  { R|$`MX}'z  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; A}Dpw[Q2@8  
} ; jsaCnm>&  
} ; ;,-Vapz  
Ml/p{ *p  
J+NK+,_*M  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait Ry S{@=si  
\Y[)bo6s  
下面我们来剥离functor中的operator() (4f9wrK  
首先operator里面的代码全是下面的形式: "3oU (RA  
7-IeJ6,D  
return l(t) op r(t) |< FCt-U  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 'I>#0VRr  
return op l(t) [_hhC  
return op l(t1, t2) `DllW{l  
return l(t) op ~tuFjj^  
return l(t1, t2) op Z:$b)+2:\  
return l(t)[r(t)] xy3%z  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] b{>dOI*.}  
7<o;3gR7Kj  
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: fO(S+}  
单目: return f(l(t), r(t)); <slq1  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); dTQvz9C  
双目: return f(l(t)); A":b_!sW  
return f(l(t1, t2)); >D4Ez  
下面就是f的实现,以operator/为例 SfL`JNi)  
6MNA.{Jdd  
struct meta_divide l4reG:uYG  
  { xi. KD  
template < typename T1, typename T2 > V(uRKu x  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) !D&MJThNy  
  { `80Hxp@  
  return t1 / t2; aB!Am +g  
} Z|S7 " ,  
} ; j:KQIwc  
gK\7^95  
这个工作可以让宏来做: ZKPkx~,U[  
Y mjS!H  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ O~'yP @&`  
template < typename T1, typename T2 > \ k K|+W,  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; !*UdY(  
以后可以直接用 yP4.Z9  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) \U>Kn_7m  
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 E"&9FxS]^  
(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。。。)  PuCA @qY  
8~#Q *  
mxA )r5sx  
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 <XrGr5=BV  
x.Ml~W[  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > p=gUcO8  
class unary_op : public Rettype #zs\Z]3#  
  { l8Qi^<i/  
    Left l; Y<fXuj|&  
public : g"? D>}@=  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} |UO;St F  
lFY8^#@  
template < typename T > A'(F%0NF6  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const gSYX@'Q!  
      { h18y?e7MU  
      return FuncType::execute(l(t)); U/o}{,$A  
    } Nb/%>3O@  
fEv36xb2S  
    template < typename T1, typename T2 > 17MjIX  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Qo *]l_UO;  
      { ACltV"dB^  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); }*R6p?L5  
    } 7"i*J6y*  
} ; eJp-s" %  
9'h^59  
!OgoV22  
同样还可以申明一个binary_op o|q#A3%?  
S6tH!Z=(g  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > :K:gyVrC  
class binary_op : public Rettype .Kwl8xRg  
  { (C@@e'e  
    Left l; htym4\Z=  
Right r; rapca'&#  
public : !I_4GE,  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} @{lnfOESl  
_/ZY&5N  
template < typename T > 5V bNWrw  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const i%8 sy  
      { @ RBwT  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); :zRboqe(cc  
    } hz<J8'U  
K*FAngIB  
    template < typename T1, typename T2 > N@0scfO6<  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const \"Iy <zG  
      { ZE` {J =,  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); c iX2G  
    } 'v  X"l  
} ; JvaaBXkS\  
a"aV&t  
l:f sZO4  
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 ?s33x#  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 gwNkjI= ,  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) pj]<i.p  
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。 +(%[fW  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 3: Uik  
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。。。 O_^h 7   
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 >O~5s.1u  
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)  ?~IZ{!  
下面是修改过的unary_op '7s!N F2  
54w-yY  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > a"0~_=  
class unary_op 55p=veq \  
  { m@~x*+Iz  
Left l;  U2$T}/@  
  I r~X#$Upc  
public : Q,`kfxA`O  
2_X0Og8s[  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} sf0U(XYQ^  
W$S.?[X  
template < typename T > O]lfs >>x  
  struct result_1  <@u6*]  
  { >k|[U[@  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; e_V(G  
} ; p;Kr664  
qE{S'XyM,  
template < typename T1, typename T2 > PK" C+o;:  
  struct result_2 'zK*?= ^jk  
  { i;Y^}2   
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; n TG|Isa  
} ; =C|^C  
aDuanGC/V  
template < typename T1, typename T2 > B!@0(A  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 7ZZt|bl  
  { Cq~Ir*"  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); =Frr#t!(w0  
} {'!~j!1'j  
46~ug5gV  
template < typename T > I2'?~Lt  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const $hio (   
  { mz1g8M`@[D  
  return OpClass::execute(lt(t)); T*m21<  
} &bQ^J%\  
9"S3AEI  
} ; '! (`?  
k W,|>  
u:ISwAp  
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 hM}2++V  
好啦,现在才真正完美了。 z/b*]"g,  
现在在picker里面就可以这么添加了: =xoTH3/,>  
}g?]B+0  
template < typename Right > 1o%Hn"uG  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const  t2iFd?  
  { nj mE>2  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 7Y/_/t~Y  
} qM+T Wp  
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。 8@-US , |  
k"J?-1L  
R 9(^CWs  
OK=t)6&b  
GF&"nW9A  
十. bind 5 *_#"  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 /l L*U  
先来分析一下一段例子 |UG)*t/  
t&_lpffv  
^^#A9AM  
int foo( int x, int y) { return x - y;} vs~*=d27Pf  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 o=ex{g(3  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 k:sh:G+=$d  
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。 J3=jC5=J4  
我们来写个简单的。 R)/w   
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: _EP}el  
对于函数对象类的版本: I$$!YMm.N  
i+}M#Y-O  
template < typename Func > ("Zi,3"+  
struct functor_trait bGZy0.  
  { L6T_&AiL$  
typedef typename Func::result_type result_type; sZc<h]L(g  
} ; Y%3j >_\;  
对于无参数函数的版本: D%zIm,bf  
",a fv{C  
template < typename Ret > ScEM#9T|  
struct functor_trait < Ret ( * )() > Z_%>yqDC  
  { H,'c&  
typedef Ret result_type; 2.yzR DfZ  
} ; *h Ur E  
对于单参数函数的版本: 8QU`SoS9  
EOL03N   
template < typename Ret, typename V1 > Jy9&=Qh   
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 3I]5DW %-  
  { vsK>?5{C-  
typedef Ret result_type; H X8q+  
} ; ZYG"nmNd  
对于双参数函数的版本: "LYob}_z  
zC7;Zj*k  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > Ae1},2py  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > "'%x|nB  
  { xfb%bkr  
typedef Ret result_type; ?G@%haqn6  
} ; ;Bm{_$hf=  
等等。。。 IcB>Hg5  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy \a<E3 <  
AK[c!mzx  
template < typename Func > 52oR^ |  
struct func_return ]BA8[2=m  
  { '2NeuK-KD  
template < typename T > --FvE|I  
  struct result_1 yDPek*#^"q  
  { /)~M cP3  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; bz1\EkLL  
} ; bkb}M)C  
E>&dG:3no  
template < typename T1, typename T2 > q;rU}hAzG0  
  struct result_2 kns[b [!H  
  { _QQO&0Z  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; =&vV$UtV  
} ; YPN|qn(  
} ; `|gCbs95  
GFvOrRlP\  
BP`UB  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 x[]n\\a?  
M:ttzsd  
template < typename Func, typename aPicker > sviGS&J9h  
class binder_1 7JbN WN  
  { Rc u/ @j{O  
Func fn; \!_ >ul  
aPicker pk; MD%86m{Sg=  
public : 56fcifXz@  
>d =k-d  
template < typename T > !+i  
  struct result_1 nF=h|rN  
  { co: W!  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; E5B:79BGO  
} ; Q.x3_+CX  
x,n;GR  
template < typename T1, typename T2 > .^/OL}/~<  
  struct result_2 ss*dM.b  
  { =T[kGg8`  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; &TKB8vx=#  
} ; {&xKS WNc  
\2uQ"kJC  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} nfc&.(6x<  
Jg@PhN<9  
template < typename T > -q[?,h  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 7uYJ _R  
  { 3iDRt&y=.  
  return fn(pk(t)); h 9No'!'!  
} O`*}N1No[  
template < typename T1, typename T2 > gP`8hNwR  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const vuHqOAFNs  
  { DEs/?JZG  
  return fn(pk(t1, t2)); [-Dx)N  
} &P rx=L`  
} ; Nx~8]h1(  
B&cC;Hw  
r.[9/'>  
一目了然不是么? O>UR\l|+:2  
最后实现bind J@52<.>6  
-FwOX~s/'  
t|1?mH9  
template < typename Func, typename aPicker > W@ #Y/L:${  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) %;GDg3L[p  
  { _Y=>^K]9K  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ?,]25q   
} oTZNW  
JBp^@j{_  
2个以上参数的bind可以同理实现。 /.P*%'g  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 I U/gYFT  
Po% V%~  
十一. phoenix _L9`bzZj  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Ue! &Vm  
'RXh E  
for_each(v.begin(), v.end(), i&RPY bT{  
( K^EW*6vB8O  
do_ Ao(Xz$cQfW  
[ YHl6M&*@  
  cout << _1 <<   " , " OQA}+XO  
] Fe}Dnv)}Z  
.while_( -- _1), !M6*A1g5  
cout << var( " \n " ) S-GcH  
) &;|/I`+  
); Fc{hzqaP8  
6Wl+5 a6V  
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: PE0A`  
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 (]1n!  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 >HXT:0  
那么我们就照着这个思路来实现吧: $o0o5 ^Z-  
M#UW#+*g!  
lo Oh }y+  
template < typename Cond, typename Actor > J;HkR9<C  
class do_while eVS6#R]'m  
  { [?^,,.Dd  
Cond cd; V0XQG}  
Actor act; h#a,<B|  
public : Jc95Ki1X  
template < typename T > ;kDz9Va  
  struct result_1 8A#qbBD  
  { P-.>vi^+  
  typedef int result_type; u?i_N0H  
} ; IOtSAf  
'(r/@%=U  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} !K'j[cA^  
P;C3{>G9  
template < typename T > h,"K+$  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const LY(YgqL  
  { W{<_gD9  
  do &]iiBp#2  
    { B/6wp^#VX  
  act(t); 1^jGSB.%A  
  } yHsmX2s  
  while (cd(t)); ,3=|a|p  
  return   0 ; Yj;KKgk  
} :Xq qhG  
} ; W1fEUVj  
@@M 2s(  
rOHU)2  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). J'jwRn  
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。 BIqZg$  
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。 TCWy^8LA  
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。 F jsnFX;  
下面就是产生这个functor的类: tJ;<=.n  
-{n2^vvF  
&NM.}f  
template < typename Actor > -PPH]?],  
class do_while_actor t"4RGO)jh  
  { yhxen  
Actor act; %5Q5xw]w3  
public : p=sL KnLmZ  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} +uZ,}J  
r)E9]"TAB  
template < typename Cond > }86&? 0j.  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; GG<{n$h  
} ; g<(3wL,"  
LhO%^`vu  
v,Eqn8/O  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 dY[ XNP  
最后,是那个do_ 2[-@ .gH  
: .Y  
[;~:',vHQf  
class do_while_invoker qz[qjGdHg  
  { n@>h"(@i  
public : 5P'o+Vwz  
template < typename Actor > q% *-4GP  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const S5'ZKk  
  { ^C$Oht,cU  
  return do_while_actor < Actor > (act); }81eef4$S  
} wiHGTaR  
} do_; 8$9Q=M  
M uz+j.0  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? @/jLN  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 nIc:<w]  
最后来说说怎么处理break和continue ~0/tU#&  
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。 jT/}5\  
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
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五