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
  • 7511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 V(OD^GU  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 S{zl <>+  
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, bqRO-\vO  
'|nAGkA  
K4^mG  
)gNVJ  
  class filler r_3=+  
  { VX e7b  
public : qnnP*15`  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} P*kC>lvSv  
} ; eKL3Y_5p@  
)`}4rD^b  
}c'T]h\S  
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: qIk( ei  
iH)-8Q  
1p(9hVA  
qoOq47F  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); Y{ w9D`}  
XVY j X  
_tfi6UQ&lY  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 8v\^,'@  
/qweozW_+  
VevDW }4q*  
nh>lDfJV<  
二. 战前分析 )0{ZZ-beG  
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。 m =%yZ2F;  
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 =5#sB*  
94L>%{59  
FyA0"  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); !}L cJ  
  /* --------------------------------------------- */ xd^9R<  
vector < int *> vp( 10 ); og|~:>FmJo  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Kj* $'('  
/* --------------------------------------------- */ YT)@&HaF  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); #LfoG?k1K  
/* --------------------------------------------- */ D*!9K8<o  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); %Sw hNn  
  /* --------------------------------------------- */ W4:#=.m  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); wE#z)2?`\  
/* --------------------------------------------- */ Ky)*6QOw  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ^zR*s |1Q  
vS G vv43G  
S0tPnwco[~  
`D0H u!;  
看了之后,我们可以思考一些问题: *w6(nG'M{  
1._1, _2是什么? _[ S<Cb*1  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 AI2@VvB  
2._1 = 1是在做什么? 2~QN#u|UC3  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 P yN{  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 zE]h]$oi  
</|m^$v  
b!z kQ?h  
三. 动工 ]gDX~]f[  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: O8 5)^  
Y$ '6p."=  
X!f` !tZ:{  
9oxn-)6JC  
template < typename T > $'Qv {  
class assignment &#<>fT_  
  { >jpk R  
T value; 3Hkb)Wu  
public : F+?g0w['  
assignment( const T & v) : value(v) {} NSQ#\:3:S  
template < typename T2 > 9v(k<('_  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 01vKx)f  
} ; <6!/B[!O=  
I=K|1  
6|]e}I@<2  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 WXCZ }l  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment SJ8|~,vL  
Oi\,clR^[o  
p=] z`t  
swG!O}29OX  
  class holder ]BY<D`$$P  
  { ;<nQl,2N  
public : j~k+d$a  
template < typename T > i3o;G"IcD  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const ,=`iQl3(y/  
  { d`4F  
  return assignment < T > (t); U t.#h="  
} *[b22a4H(  
} ; I.u[9CI7HU  
NnqAr ,  
Ae>:i7.V  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: x^/453Lk  
Q a3+9  
  static holder _1; D@o8Gerq~  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 &HJ'//bv  
B"2#}HM  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); qp55U*  
而不用手动写一个函数对象。 (sx,Ol  
~a` vk@8  
[M&.'X  
4'`y5E  
四. 问题分析 "&1h<>  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 8d8GYTl b)  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 s?_H<u  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Z,5B(Xj  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Jn)DZv8?  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 L<_zQ  
Kp%:\s,lO  
五. 问题1:一致性 Pze{5!  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 7q'T,'[  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 0M 5m8  
C vWt  
struct holder 0p1~!X=I  
  { Fps:6~gD  
  // Q(h/C!rKe  
  template < typename T > M 3c  
T &   operator ()( const T & r) const yf2$HF  
  { p+; La  
  return (T & )r; QW_W5|_  
} #wfb-`,5&9  
} ; |oV_7%mlu  
9O\N K:2  
这样的话assignment也必须相应改动: )9z3T>QW  
29r(Y  
template < typename Left, typename Right > =JfSg'7  
class assignment Vl%jpjqP  
  { Eg 8rgiU  
Left l; o1)8?h  
Right r; tzdh3\6F  
public : DI7g-h8`  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ]j57Gk%z  
template < typename T2 > RzN9pAe  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } ?$Ii_.  
} ; f/{*v4!  
A,]%*kg2  
同时,holder的operator=也需要改动: OzS/J;[PO[  
\I #}R4z  
template < typename T > m! _*Q  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const A7=k 9|  
  { <K  GYwLk  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); j=n<s</V  
} 9y(491"o  
7V-'><)gI  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 c`xgz#]v  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 R/?ZbMn]!  
xBg. QV  
return l(rhs) = r; 22r$Ri_>  
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。 B:=VMX~GE  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Bd>a"3fA  
p5JRG2zt  
template < typename Tp > od RtJ[   
class constant_t =Bw2{]w  
  { zt/N)5\V  
  const Tp t; T7~Vk2o%(  
public : DBk]2W|i  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} }<qT[m  
template < typename T > vbSycZ2M7  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const o2W^!#]=  
  { eGj[%pk  
  return t; 5Za%EaW%G  
} ?<6yKxn  
} ; 0t(js_  
$&jte_hv  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 =9L1Z \f  
下面就可以修改holder的operator=了 go B'C  
u @#fOu  
template < typename T > p-JGDjR0G  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 2tI,`pSU  
  { @tg4rl  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); f&NXWo/  
} B`wrr8"Rz  
!i5~>p|4@  
同时也要修改assignment的operator() ?OF9{$m3?  
=U,mzY (  
template < typename T2 > *5d6Q   
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } $ uqB.f$  
现在代码看起来就很一致了。 'o%6TWl9s  
!?5YXI,  
六. 问题2:链式操作 p d(W(-`8!  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 oxXCf%!  
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。 $c}-/U 8  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 l" +q&3Zx  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 .T\_4C  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct E8"$vl&c]  
L=wpZ`@ y  
template < typename T > XN}^:j_2  
struct result_1 vXT>Dc2\!  
  { ?3a:ntX h  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; F P>.@ Y  
} ; G- eSHv  
Er@OmNT  
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: jchq\q)_z  
{ pk]p~  
template < typename T > R(p3* t&n  
struct   ref W(\ ^6S)  
  { Cxra(!&  
typedef T & reference; "?ON0u9  
} ; 3{9d5p|\i  
template < typename T > t$g@+1p4  
struct   ref < T &> :s>x~t8g#n  
  { C@{-$z)  
typedef T & reference; ]8CgHT[^7  
} ; qrufnu5cC  
P$5K[Y4f  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: qB5.of[N!  
QJ2D C  
template < typename T > .X34[AXd  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ;"|QW?>$D  
  { !!d?o  
  return l(t) = r(t); tR(nD UHV5  
} ~Xz?H=}U+  
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。 p((a(Q/  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 -_ <z_IL\%  
4/AE;y X  
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 OxqkpK&  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ^MO})C  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 }56WAP}Z 4  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 7> 8L%(7  
最后的布局是: Fs&r ^ [/b  
                Add 0sI7UK`m  
              /   \ FaQc@4%o  
            Divide   5 uF+0nv+  
            /   \ vKBi jmE  
          _1     3 3<HZ)w^B  
似乎一切都解决了?不。 OJ r~iUr  
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。 Go(Td++HS  
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。 lRR A2Kql  
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: <nc6 &+  
gUY~ l= c  
template < typename Right > u6SQq-)d  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ^.PCQ~Ql  
Right & rt) const }CL7h;5N 3  
  { oS^KC}X  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); qKTzigjj  
} EYA=fU  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 U1O8u-X  
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。 'OvM  
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。 oI-,6G}  
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。 **JBZ\'  
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。 sO{TGk]*  
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? iFnD`l 6)  
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: BhhFij4  
quRTA"!E  
template < class Action > H*Tzw,f~ v  
class picker : public Action Rqr>B(|  
  { bvS6xU- J  
public : 3~:9ZWQ/  
picker( const Action & act) : Action(act) {} J4u>77I  
  // all the operator overloaded [0vqm:P  
} ; ["[v  
)]kxLf#  
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。 %77uc9}  
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: gloJ;dE B  
d/!\iLF  
template < typename Right > i` Q&5KL  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const SEVB.;  
  { ~LQzt@G4  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); h"nhDART<  
} K&eT*JW>  
aYn5AP'PH  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > U7Oa 13Qz  
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。 Bj<s!}i{[  
4:5M,p  
template < typename T >   struct picker_maker %SuELm  
  { xpc{#/Nk  
typedef picker < constant_t < T >   > result; iBI->xU[U  
} ; sNM ]bei  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ~d\^ynQ  
  { No`*->R  
typedef picker < T > result; hZlHY9[t?  
} ; =#=}|Q}  
5?Pf#kq  
下面总的结构就有了: @)U;hk)j;  
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?[1 m2  
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。 !o1IpTN  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 83 <CDjD  
至此链式操作完美实现。 \*[DR R0  
^`k;~4'd  
Ho =vdB  
七. 问题3 fvk(eWB  
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。 7Mk>`4D'c  
#ID fJ2  
template < typename T1, typename T2 > *jvP4Nz)k  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const `mA;1S  
  { ]6M,s0  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); r)#W`A1{A  
} hz*T"HJ]t  
lv9Tq5C  
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: `So/G  
zXD/hM  
template < typename T1, typename T2 > h8X[*Wme  
struct result_2 lrj&60R`w  
  { XRO(p`OE-  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; < Sgc6>)  
} ; b b.UtoPz  
~(8fUob  
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? >lKu[nq;  
这个差事就留给了holder自己。 d%.|MAE  
    bN7m[GRO.  
6VVxpDAi:  
template < int Order > (Gw*x sn1  
class holder; c@Br_ -  
template <> .$7RF!p  
class holder < 1 > +Gg|BTTL/  
  { / g{8  
public : _VVq&t}  
template < typename T > r-go921  
  struct result_1 CAC%lp  
  { 1DcX$b  
  typedef T & result; `+rwx  
} ; AwjXY,2  
template < typename T1, typename T2 > ZuybjV1/f6  
  struct result_2 m#8(l{3|  
  {  %S%IW  
  typedef T1 & result; Hi$R"O (  
} ; #/o~h|g  
template < typename T > 3E^qh03(  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const n}_}#(a  
  { 2Z%n "z68  
  return (T & )r; .{\eco  
} w^Yo)"6  
template < typename T1, typename T2 > }X?#"JFX?  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const {kw% 7}!  
  { ~ \<$H'  
  return (T1 & )r1; }I-nT!D'y  
} 3}!u8,P  
} ; "w%:5~u 9  
pS |K[:5  
template <> ;N?(R\* 8  
class holder < 2 > (WJ)!  
  { &+&@;2  
public : Z|Oq7wzEH  
template < typename T > !^&VZh  
  struct result_1 9 :Oz-b  
  { oKsArZG  
  typedef T & result; 3>^]r jFw  
} ; 2|=hF9  
template < typename T1, typename T2 > PPH;'!>s"  
  struct result_2 ch :rAx  
  { &3Yj2 Fw  
  typedef T2 & result; u*): D~A  
} ; }6!/Nb  
template < typename T > kl]MP}wc  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const h x&"fe  
  { )v_v 7 ~H&  
  return (T & )r; ,}&TZkN{-  
} %4),P(4N  
template < typename T1, typename T2 > YI ?P@y  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const eA86~M?<o  
  { DqT<bNR1*;  
  return (T2 & )r2; Y(bB7tR  
} r'j88)^  
} ; ij;NM:|Sd  
\fUX_0k9,  
z4Zm%  
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> >。 %jy$4qAf%  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: ^h$*7u"^y  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ]t~.?)Ad+2  
tiE|%jOzt  
return l(i, j) = r(i, j); [U/h'A.j  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) iuGwc086  
x<M::")5!V  
  return ( int & )i; wpuK?fP  
  return ( int & )j; 6ICW>#fI`  
最后执行i = j; ! #_2 ![  
可见,参数被正确的选择了。 ~qj(&[U{c\  
,c|MB  
O*GF/ R8B  
!IdVg$7  
_wK.n.,S~  
八. 中期总结 D\&S {  
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: babL.Ua8o  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 :\P@c(c{^C  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 8 E\zjT!#\  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor l;0([_>*j  
Or.u*!od&  
'z5jnI  
O^`EuaL  
!(F?`([A  
Hz GwO^tbK  
九. 简化 KCyV |,+n  
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。 sdZ$3oE.  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 mdEJ'];AH  
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: 0|Fx Sc  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 x C&IR*  
  +-*/&|^等 zplv.cf#q  
2. 返回引用。 :vb5J33U  
  =,各种复合赋值等 wDh]vH[  
3. 返回固定类型。 B6 (\1  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 0>Snps3*Z  
4. 原样返回。 .)b<cH~%  
  operator, <`uu e  
5. 返回解引用的类型。 [oV M9 Q  
  operator*(单目) dEtjcId  
6. 返回地址。 ?iP7Ki  
  operator&(单目) Pgr2 S I  
7. 下表访问返回类型。 (T#$0RFq  
  operator[] qisvGHo  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 AJ7^'p9Y  
  operator<<和operator>> @!fUp b  
B#S8j18M  
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。 h'-4nu;*  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 8C@u+tx  
/ S]RP>cQ  
template < typename Left > ;7z6B|8  
struct value_return AE}cHBwZE  
  { l;_IH|A  
template < typename T > 7j\^h2  
  struct result_1 HK/WO jr  
  { 1v]%FC`  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; GLtd<M"  
} ; H_ $?b  
8l5>t  
template < typename T1, typename T2 > 9y*] {IY  
  struct result_2 dYrgL3'  
  { cZxY,UvYa  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; z;>$["t]6  
} ; C*b[J  
} ; *uyP+f2O  
# -luE  
^qR|lA@=\  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 4n1g4c-   
_M`ZF*o=c  
下面我们来剥离functor中的operator() "iK= 8  
首先operator里面的代码全是下面的形式: q-<DYVG+  
4tZ*%!I'  
return l(t) op r(t) ~gd#cL%  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) Y 3ApW vS  
return op l(t) !{.CGpS ]  
return op l(t1, t2) Njg$~30  
return l(t) op BS##nS-[  
return l(t1, t2) op Dm}eX:'{  
return l(t)[r(t)] ^<OYW|q?\r  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] \~hrS/$[$  
rpR yB9  
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: v;<gCzqQh  
单目: return f(l(t), r(t)); 5U~KYy^v  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); hi[nUG(OI  
双目: return f(l(t)); '|SO7}`;Q  
return f(l(t1, t2)); +-@n}xb@  
下面就是f的实现,以operator/为例 =Pl@+RgK+  
!#)t<9]fv  
struct meta_divide ]!/U9"_e"B  
  { 1p. c6[9 -  
template < typename T1, typename T2 > QgqJ #  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) l e'RU1k  
  { NbU`_^oC  
  return t1 / t2; =o##z5j K  
} jjV'`Vy)  
} ; GM%OO)dO}  
y8~OkdlN#  
这个工作可以让宏来做: SCcvU4`o  
G*9>TavE  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ }#ZRi}f2VJ  
template < typename T1, typename T2 > \ *2X~NJCt  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 3 ,>M-F  
以后可以直接用 $os]$5(  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) * hs&^G  
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 T/'z,,Y  
(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。。。) z,TH}s6  
QXZXj#`  
jU&m*0nL  
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 f#!+l1GV  
z^QrIl/<c2  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > n?@zp<  
class unary_op : public Rettype s=n4'`y1  
  { ^w^e~0 S  
    Left l; <!sLf z?  
public : @Ul3J )=m  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} MQ!4"E5"j  
epiviCYC  
template < typename T > B"&-) (  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const :8)Jnh\5  
      { 'v]0;~\mp>  
      return FuncType::execute(l(t)); $NVVurXa  
    } YcobK#c  
t<8)h8eW  
    template < typename T1, typename T2 > /qIQE&V-  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const |_TiF ;^  
      { > ubq{'  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); 7\ _MA!:<  
    } f7_( C0d  
} ; ?y-^Fq|h  
k9x[( #  
RTc@`m3 M  
同样还可以申明一个binary_op 4^W!,@W  
Ku ,wI86  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > dun`/QKV  
class binary_op : public Rettype U*C^g}iA  
  { J 8%gC  
    Left l; r/sSkF F  
Right r; GI]\  
public : sv=U^xI  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} |jiIx5qr  
hQ@k|3=Re  
template < typename T > t.9s49P  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const (.:*GUg  
      { A]|w1nq  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); O-V|=t  
    } DPT6]pl"y  
sjyr9AF  
    template < typename T1, typename T2 > /2Wg=&H  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const BXYHJ  
      { sQ}|Lu9hZ  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 3xy2ZYw  
    } f5V-;  
} ; v])ew|  
OE@[a  
Q7aPW\-  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 Jo { :]:  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 r'*$'QY-N  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) w7@`:W  
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。 N#ggT9>X  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! F LWVI4*  
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。。。 gQPw+0w  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 QJ XP -  
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) <<0sv9qw1  
下面是修改过的unary_op \\k=N(n  
+Hu\b&g  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > G3DgB!  
class unary_op 712nD ?>  
  { G`FYEmD  
Left l; I}_}VSG(  
  BY~Tc5  
public : {mJ' Lb0;  
r:bJU1P1$s  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} qofAA!3z  
Z5v dH5?!r  
template < typename T > vxmX5.  
  struct result_1 N9!L8BBaK  
  { VM%g QOo<  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; t+U.4mS-  
} ; KZ%i&w#<  
|]9@JdmV  
template < typename T1, typename T2 > r? /Uu &  
  struct result_2 {U;yW)  
  { x-[ItJ% l  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; hS,&Nj+  
} ; 1 sHjM %  
mXz*Gi  
template < typename T1, typename T2 > zFjz%:0  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ooVs8T2  
  { ^)-[g  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); T`E0_ZU;  
} ,m{R m0  
i% 1UUI(W  
template < typename T > ^sf,mM~D  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const S~3|1Hw*tN  
  { Rge>20uTl$  
  return OpClass::execute(lt(t)); wOf8\s1  
} UH MJ(.Wa-  
+VkL?J  
} ; 8._uwA<[  
IAQ<|3Q  
(F&LN!Hn>p  
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 EIRDH'[L  
好啦,现在才真正完美了。 b=5w>*  
现在在picker里面就可以这么添加了: 3Z?ornS  
5mZ2CDV  
template < typename Right > TLsF c^X  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const {5Bj*m5  
  { |`o|;A]  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); bo|THS  
} LTe ({6l0  
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。 gF,=rT1:>r  
}i8y/CA  
#^L&H oo6  
r]!#v{#.  
k ;^$Pd?t  
十. bind Uoe{,4T  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 4:/V|E\D  
先来分析一下一段例子 _{jC?rzb  
Z^>4qf,k  
D3 C7f'  
int foo( int x, int y) { return x - y;} fQ5v?(  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 rn|]-^ku/  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 fB+h( 2N~  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 -~]H5er`  
我们来写个简单的。 Mc,|C)  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: O.+J%],  
对于函数对象类的版本: ZPH_s^  
2p&$bf t  
template < typename Func > @*y4uI6&  
struct functor_trait Z{B  e  
  { W4o8]&A  
typedef typename Func::result_type result_type; r.e K;  
} ; dcY(1p)  
对于无参数函数的版本: RHFRN&RU$  
H0s*Lb  
template < typename Ret > %'1iT!g8  
struct functor_trait < Ret ( * )() > KVOV<uDCj  
  { m#UQ,EM  
typedef Ret result_type;  2 q4p-  
} ; 9K@ I  
对于单参数函数的版本: &\ 9%;k  
f- XUto  
template < typename Ret, typename V1 > )7 Mss/2T  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >  g!}]FQBb  
  { r,JQR)l0@V  
typedef Ret result_type; /Z6lnm7wJ  
} ; B/;> v  
对于双参数函数的版本: _[R(9KyF0f  
jkL=JAcf~  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > bJIYe ld  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > q5_zsUR=  
  { )9nW`d+  
typedef Ret result_type; I#2$CSJ  
} ; qj;i03 +@  
等等。。。 =_`q;Tu=  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy X\m\yv}}  
/F;2wT;  
template < typename Func > &ww-t..  
struct func_return xfeED^?  
  { W\~ie}D{  
template < typename T > M)#9Q=<  
  struct result_1 qob!AU|  
  { OWibmX  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ms0V1`  
} ; }*(_JR4G  
sm`c9[E  
template < typename T1, typename T2 > 0;l~B  
  struct result_2 h}a}HabA  
  { m FTuqujO  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; RFRXOyGz$  
} ; ?xqS#^Z  
} ; !+eU  
!K(  
m538p.(LIR  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 $Y7VA  
:%h1Q>F  
template < typename Func, typename aPicker > 9jjeZc'  
class binder_1 UDI\o1Rbp  
  { $_F_%m"\  
Func fn; j;`pAN('  
aPicker pk; rci,&>L"  
public : av!;k2"  
Ga 5s9wC  
template < typename T > cjL)M=pIS  
  struct result_1 a_c(7bQ  
  {  oYN"L  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; _\4#I(  
} ; :2KHiT5  
=H)]HxEEM  
template < typename T1, typename T2 > d'96$e o~  
  struct result_2 trDw|WA  
  { !Wr<T!T  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; uZL]mwkj]  
} ; 4m< ]qw  
 skl3/!  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} vSHPN|*  
d3q%[[@  
template < typename T > {`D]%eRO  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ~Y`ys[Z m  
  { Ibz9j uY  
  return fn(pk(t)); yo[Sh6r/9b  
} |^-D&C(Eu  
template < typename T1, typename T2 > N~flao^  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Nqj@p<y/q  
  { 4 *}H3-`  
  return fn(pk(t1, t2)); vCi`htm%  
} / ]8e[t>!f  
} ; ?TpjU*Cxy  
ntH`\ )xi  
F2 B(PGa7  
一目了然不是么? h |]cZMGo  
最后实现bind 0 8)f  
\H .Cmm^I  
[@9S-$Xa  
template < typename Func, typename aPicker > _{`Z?lt  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) #; !@Pf  
  { 32K& IfV  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); FXo.f<U  
} z@VL?A(3  
x[lIib1s  
2个以上参数的bind可以同理实现。 "9P @bA  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 ^5s7mls  
`n>|rd  
十一. phoenix \'Ca1[y@B  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: HK :K~h  
lPR^~&/  
for_each(v.begin(), v.end(), KS8@A/f  
( i@+m<YS:2>  
do_ (xW+* %  
[ =u}~\ 'd  
  cout << _1 <<   " , " +A8q.-N G  
] .T7CMkYt  
.while_( -- _1), 9xbT?$^  
cout << var( " \n " ) xy:Mb =r  
) FQ 0&{ulb  
); QD0x^v8  
BlpyE[h 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: X`_tm3HC  
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 h rSH)LbJ  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 jv.tg,c_6  
那么我们就照着这个思路来实现吧: SWw!s&lP&  
0]5X Tc3r  
 jfK&CA  
template < typename Cond, typename Actor > HsTY*^V  
class do_while R=.?el  
  { xY]q[a?cy  
Cond cd; 9^DAlY,x.  
Actor act; 1Z ~C3)T=  
public : ?jz\[0)s  
template < typename T > WD\Yx~o  
  struct result_1 m4~ |z  
  { _yAY5TIv  
  typedef int result_type; T/ECW  
} ; HTQTDbhV^  
FiMM-c|  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} l| uiC%T  
0&)6mO  
template < typename T > Wi=zu[[qc  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const K/B$1+O  
  { [_%u5sc-y  
  do Iq%<E:+GL  
    { $yi:0t8t  
  act(t); ! 7V>gWhR  
  } H_@6!R2  
  while (cd(t)); Eb~vNdPo  
  return   0 ; xGyl7$J  
} *bo| F%NAz  
} ; +pgHCzwJE  
 ^[SW07o~  
I )yaR+l  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). "0%K3d+  
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。 A5F (-  
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。 =c \(]xX  
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。 kntY2FM  
下面就是产生这个functor的类: "7EK{6&jQ  
^U,iDK_  
7*{l\^ism;  
template < typename Actor > o5J6Xi0+  
class do_while_actor KWDH 35  
  { tJu:N'=Dy  
Actor act; ch%zu%;f  
public : G9-ETj}  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} > }f!. i  
o]tfvGvU*  
template < typename Cond > W8QP6^lY  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; R\ 8[6H  
} ; EGI$=Y  
_R(ZvsOZ  
.lj5pmD  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 Y[)mHs2  
最后,是那个do_ nHeJ20  
h8O\sKn  
u(3 uZ:  
class do_while_invoker {,uSDI Oj$  
  { rb@[ Edj  
public : + a*Ic8*  
template < typename Actor > 5cf?u3r!qJ  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const OcMB)1uh\  
  { >"1EN5W  
  return do_while_actor < Actor > (act); T^] ]z}k  
} xGr{ad.N  
} do_; G*EF_N. G0  
jNx{*2._r  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? $k )K}U  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 kF'9@*?J  
最后来说说怎么处理break和continue qbSI98r w  
显然break的语义超出了我们的能力范围,然而却是有一个东西很适合模拟其行为,那就是异常。 g$C]ln>"9m  
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