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
  • 3280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 Z0e+CEzq  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 /fM6%V=Y  
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, jdYv*/^  
f-tV8  
6)eU &5z1?  
}PY? ZG  
  class filler g loo].z  
  { h;KI2k_^  
public : {&c%VVZb:Z  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ~;;_POm  
} ; 1% )M-io  
/z4xq'<  
xIo7f  
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: VrokEK*qbY  
;v6e2NacM'  
Eu )7@  
XjwTjgL<  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); u[jdYWQa  
2r~ Nh](  
XfxNyZsy&>  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 >gr6H1  
!P!|U/|c  
[VPqI~u5)  
'}5}wCLA  
二. 战前分析 ~^"cq S(  
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。 w I@ lO\  
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 [21tT/  
Iq\sf-1E  
b['TRYc=:  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ):+H`Hcm  
  /* --------------------------------------------- */ 79%${ajSI  
vector < int *> vp( 10 ); /d >fp  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Z3R..vy8  
/* --------------------------------------------- */ ?#kI9n<O  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); -c=IO(B/  
/* --------------------------------------------- */ T[XI  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 5.|rzk>  
  /* --------------------------------------------- */ _TB\@)\  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); m`9)DsR N  
/* --------------------------------------------- */ %'* |N [  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); YS{  
,oP-:q!PC  
^%d+nKx9nL  
hP,1;`[1  
看了之后,我们可以思考一些问题: SAG) vmm  
1._1, _2是什么? 4:<0i0)5  
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。 9~,eu  
2._1 = 1是在做什么? oUw-l_M]  
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。 z6G^BaT'  
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。 ~|J6M  
uB,B%XHj  
r+0)l:{.  
三. 动工 oqDW}>.  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: %e%nsj6  
JZL!(>tI  
@;<w"j`r  
]jHB'Y  
template < typename T > 317Buk  
class assignment ]V@! kg(p8  
  { NE9e br K  
T value; I/WnF"yP  
public : 4g1u9Sc0  
assignment( const T & v) : value(v) {} K)Db3JIIk  
template < typename T2 > fJE ki>1  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } ooZ7HTP|  
} ; $z mES tcm  
v,|;uc+  
FcW ?([l  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 \k1Wh-3  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Gcs+@7!b  
Ya9uu@F  
(rw bF  
xJ&StN/'  
  class holder h'-TZXs0e1  
  { 2|%30i,vV  
public : ;*Z w}51  
template < typename T > Y5MHd>m  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const m'qMcCE  
  { ^m1Rw|  
  return assignment < T > (t); 6!"15dPN  
} ZTmdS  
} ; Z@ws,f^e  
v8%]^` '  
C#-x 3d-{  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: cE*|8'rSf  
~!A,I 9  
  static holder _1; i2j)%Gc}  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 %?wuKZLnc  
N{ 9<Tf*  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 6U /wFT!7$  
而不用手动写一个函数对象。 Y*}Sq|y  
H1?1mH  
K5.C*|w  
[U jbox  
四. 问题分析 v}_$9&|S  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 f8&=D4)-w  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 ixS78KIr  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 D!m hR?t  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 {9l4 pT3  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 `\Npu  
|M K-~ep  
五. 问题1:一致性 5%>U.X?i  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| "7<4NV@yQ  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 X&lkA (  
2d>PN^x  
struct holder ifgaBXT55  
  { u\E.H5u27  
  // 16 Xwtn72  
  template < typename T > ]Pd*w`R  
T &   operator ()( const T & r) const U50X`J  
  { df:,5@CJ8  
  return (T & )r; FFQF0.@EBi  
} <K0lS;@K  
} ; Sc0ZT/Lm  
MYx*W7X  
这样的话assignment也必须相应改动: vv8$u3H  
$o@?D^  
template < typename Left, typename Right > uVO9r-O8p  
class assignment qe$K6A%Yd  
  { { &qBr&kg  
Left l; b R6bS7$  
Right r; aFSZYyPxwv  
public : eP2 yU  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} {Y@[hoHtF  
template < typename T2 > >'T%=50YH  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } ;I7Z*'5!  
} ; VC+\RB#:-  
;|^fAc~9{r  
同时,holder的operator=也需要改动: *@ o3{0[Z  
WIGb7}egR  
template < typename T > W[?B@sdSZ  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const 9BY b{<0tS  
  { UB1/FM4~  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); <h}?0NA4  
} 4Oy c D  
_YJwF1e+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。 NWpRzh8$u  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 fU}w81oe  
i!HGM=f  
return l(rhs) = r; Kq?7#,_  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 4J_%quxO  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Rk=B;  
z%KChU  
template < typename Tp > qb<gh D=j  
class constant_t s_[?(Ip{  
  { S3<v?tqLr  
  const Tp t; b#m47yTW9<  
public : Mm;)O'XDE  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 4(&'V+o  
template < typename T > d;^?6V  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 4[ra  
  { S'O0'5U@  
  return t; JU@$(  
} + ND9###  
} ; /LD*8 a  
3pp w_?k  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 R3PhKdQ"  
下面就可以修改holder的operator=了 +{I\r|  
Q.\>+4]1&&  
template < typename T > QD<4(@c5|  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ayD\b6Z2.  
  { <H)@vW]_  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ws=TR  
} }B- A*TI<h  
hmH$_YP}  
同时也要修改assignment的operator() qWFg~s#+  
cTnbI4S;  
template < typename T2 > vy#(|[pL{  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } f+6l0@K2  
现在代码看起来就很一致了。 GCKl [<9*  
Ae#6=]V+^  
六. 问题2:链式操作 w}0Qy  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 q{ hq.KZ  
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。 $ T4PC5.  
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。 6S<$7=$ =  
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。 O2G+ '  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 5dF=DCZ  
,7(/Il9  
template < typename T > A E711l-  
struct result_1 ASvPr*q/  
  { *K(xES! b  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 1I`D$Xq~:  
} ; 07|NPS  
 M9K).P=  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: ~30Wb9eL  
WFd2_oAT  
template < typename T > I/aAx.q  
struct   ref h 3&:"*A2  
  { rieQ&Jt"  
typedef T & reference; ?N ga  
} ; aK{\8L3]  
template < typename T > qM0MSwvC=  
struct   ref < T &> + joE  
  { ECScx02  
typedef T & reference; &EPEpN R  
} ; v~\45eEA  
dx}/#jMa  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: IJ8DN@w9  
:RsPGj6   
template < typename T > ~@8d[Tb  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const Yg[IEy  
  { S nHAY <  
  return l(t) = r(t); l5[xJH  
} ~@D%qbN  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 dYd~9  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 <.b$ gX  
|S{P`)z%f  
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 lF( !(>YZ  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: hD1AK+y  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 i =N\[&  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 [bG>qe1}&  
最后的布局是: $O'2oeM  
                Add *fSM'q;  
              /   \ %j">&U.[  
            Divide   5 p2vBj.*J  
            /   \ jtv Q<4  
          _1     3 j9}0jC2Tb  
似乎一切都解决了?不。 LG#w/).^  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 ]$*{<  
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。 ^Nw]'e3  
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: e@=[+iJc  
7omGg~!k(  
template < typename Right > i4n b#  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const &ZN'Ey?  
Right & rt) const 0:'jU  
  { >iH).:j  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); yZp:hs#  
} VaSNFl1_M  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 wLSZL  
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。 x{>Y$t]  
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。 @>2rz  
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。 V6MT>T  
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。 93IOG{OAY  
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? 4AOS}@~W  
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: M/a/H=J  
C;q}3c*L  
template < class Action > _(`X .D  
class picker : public Action :{:?D\%6  
  { CQ.4,S}6'  
public : Y-q@~v Z]  
picker( const Action & act) : Action(act) {} O2]r]9sh*  
  // all the operator overloaded = 6<w'>  
} ; f WjS)  
`qDz=,)WP  
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。 ,{?bM  
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: #)A?PO2  
ckN(`W,xp  
template < typename Right > $&=;9="  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const {]\uR-a(o  
  { 3Ge<G  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); AKKU-5 B9c  
} C.eV|rc@T  
o|qeh<2=x  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > U.Chf9a -  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 *OOa)P{^D  
~5 pC$SC6>  
template < typename T >   struct picker_maker #/t>}lc  
  { 92aDHECo  
typedef picker < constant_t < T >   > result; 4 uy@ {  
} ; V87ee,  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > i %hn  
  { t+!gzZ  
typedef picker < T > result; Ot$cmBhw!  
} ;  df4^C->:  
).+xcv   
下面总的结构就有了: t7oz9fSz=?  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 O&gwr  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 9[p }.9/  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ~I\r1Wj;  
至此链式操作完美实现。 O3C)N I\i  
_X%6+0M  
I0l.KiBm  
七. 问题3 xeYySM=  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 2gL[\/s  
/ik)4]>  
template < typename T1, typename T2 > +?j?|G  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ADyNNMcx  
  { i[ Gw 7'f  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ( #-=y~%  
} Ag>>B9  
e(n2+S#N  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: VJl &Bq+  
/2_B$  
template < typename T1, typename T2 > Sa[EnC  
struct result_2 &FJU%tFA  
  { }GN kB  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ZaRr2Z:!  
} ; 7<R6T9g  
C*{15!d:G  
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? ##`;Eh0a  
这个差事就留给了holder自己。 U/3e,`c  
    a(x.{}uG,  
}uvKE|umj  
template < int Order > XU;{28P  
class holder; 4lY&=_K[)  
template <> 0l(E!d8&'  
class holder < 1 > uD ?I>7  
  { p9&gEW  
public : ^b"x|8  
template < typename T > OP|.I._I  
  struct result_1 w~Tq|kU[  
  { VRd:2uDS  
  typedef T & result; cy&  
} ; (!_X:+0_  
template < typename T1, typename T2 > $LxG>db  
  struct result_2 m0BG9~p|  
  { a8bX"#OR&N  
  typedef T1 & result; ^^4K/XBve  
} ; 2\nBqCxR  
template < typename T > vGPf`2/j.  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const (5Z8zNH`3  
  { I*+LJy;j  
  return (T & )r; >%n8W>^^4  
} r|\5'ZMx  
template < typename T1, typename T2 > vy{rwZ$  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const c]%;^)  
  { 0,1L e$)6  
  return (T1 & )r1; -+ ]T77r  
} jlRl2 #"  
} ; ,yHzo  
Qb6QXjN Q  
template <> (6ohrM>Q  
class holder < 2 > &# vk4C_8m  
  { DJ1XN pm  
public : b[{m>Fa+o#  
template < typename T > 4hsPbUx9  
  struct result_1 /@9-!cL  
  { .^[fG59  
  typedef T & result; Pg*?[^*  
} ; abTDa6 /`v  
template < typename T1, typename T2 > |aI|yq)  
  struct result_2 IL+#ynC  
  { 4DQ07w  
  typedef T2 & result; bK_0NrXP  
} ; ' D)1ka.  
template < typename T > K)Df}fVOc  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const CU#L *kz  
  { eHVdZ'%x  
  return (T & )r; r!=]Q}`F  
} gD,YQ%aq  
template < typename T1, typename T2 > oglXW8  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ]/aRc=Gn  
  { "fX_gN?  
  return (T2 & )r2; ;_?zB NW  
} x"(7t3xK  
} ; WX%h4)z*  
_SMT.lG  
}"%!(rx  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 di]$dl|Wi  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: rt5oRf:wY  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Kf:2%_DB  
RJtix uvh@  
return l(i, j) = r(i, j); 8FO1`%8Oe  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) $Q`yNEc  
-,K*~ z.l  
  return ( int & )i; ,GdxUld  
  return ( int & )j; E<D+)A  
最后执行i = j; u4Y6B ]Q  
可见,参数被正确的选择了。 )^jQkfL  
O tXw/  
[ E$$nNs  
zVp[YOS&c  
jGk7=}nw  
八. 中期总结 ^#a#<8Jz  
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: VRtbHam  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 &%|xc{i  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 i;[h 9=\/  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor x\Nhix}1D  
D 7Gd%  
f0-RhR  
&q ," !:L]  
>QYh}Z- /%  
;el]LnV!O  
九. 简化 HO 266M  
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。 4/*]`  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 KW&nDu 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: vqrBRlZ  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 9>A-$a4R>  
  +-*/&|^等 u~#%P&3 _W  
2. 返回引用。 i:l80 GK  
  =,各种复合赋值等 C!$Xv&"r  
3. 返回固定类型。 $?H]S]#|}.  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) M?E9N{t8)a  
4. 原样返回。 EsT0"{  
  operator, QDIsC  
5. 返回解引用的类型。 xT{TVHdU  
  operator*(单目) y,'FTP9?  
6. 返回地址。 <h'8w  
  operator&(单目) #Y;.>mF  
7. 下表访问返回类型。 %3]3r*e&5  
  operator[] 21.YO]Et  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 !&@2  
  operator<<和operator>> \1=T sU&^  
k TFz_*6.  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 PLO\L W  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: w0#% AK  
V[#6yMU@  
template < typename Left >  II.<SC  
struct value_return bq:wEMM4s  
  { &(lMm)  
template < typename T > 11i"nR|  
  struct result_1 8&?^XcJ*x  
  { IetCMp  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; z VnIr<!8_  
} ; S/a/1 n$ U  
c}YJqhk0J  
template < typename T1, typename T2 > 929#Q#TT  
  struct result_2 xg(<oDn+\  
  { ; qO@A1Hq  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 60~v t04  
} ; S|l&fb n  
} ; OpYmTep#T\  
-sP9E|/:'3  
[vE$R@TZ0!  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait gs$3)t  
G=vN;e_$_b  
下面我们来剥离functor中的operator() g<M0|eX@~  
首先operator里面的代码全是下面的形式: eT;AAGql  
?(]a*~rx  
return l(t) op r(t) l#b:^3  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 4+)Z k$E  
return op l(t) 7 2`/d`  
return op l(t1, t2) ymHKcQ  
return l(t) op *zJD$+Fo  
return l(t1, t2) op #]"/{Z  
return l(t)[r(t)] 1Pu ,:Jt  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Q?W r7  
OdO{xG G@  
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: {PL,VY)Z  
单目: return f(l(t), r(t)); BeAk 21xb  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); SO7(K5H,  
双目: return f(l(t)); fv:L\N1u  
return f(l(t1, t2)); 3)dP7rmZ  
下面就是f的实现,以operator/为例 cvxIp#FbW  
,&0Z]*  
struct meta_divide `$H7KIG  
  { Xu6jHJ@x  
template < typename T1, typename T2 > JFe4/ V  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) g .3f2w  
  { [qSQ#Qzi2i  
  return t1 / t2; k9cK b f@  
} tzZ|S<e6=\  
} ; m^ z,,t9  
S 9WawI  
这个工作可以让宏来做: 0"hiCGm'  
Ec+22X  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ?.8<-  
template < typename T1, typename T2 > \ DQcWq'yY^  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 0(\p<qq  
以后可以直接用 .hxin [Y  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) q{/*n]K  
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 X+@s]  
(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。。。) =<Hy"4+?.  
ZHz^S)o\[s  
B .El a  
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 FZeP<Ban  
U8E0~[y'  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > *jGPGnSo  
class unary_op : public Rettype b"^\)|*4;  
  { Xp#~N_S$  
    Left l; /GyEVCc  
public : o94P I*.  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} hRk,vB ]  
Rb?~ Rs\  
template < typename T > y!F:m=x<  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const :u AjV  
      { tO7I&LNE  
      return FuncType::execute(l(t)); m.!wsw  
    } jBS'g{y-!  
Ny]lvgu9X  
    template < typename T1, typename T2 > r-*l1([eW  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Bf/ |{@  
      { gUspGsfr  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); N_0pO<<cs  
    } :fhB*SYK  
} ; O6/xPeak  
c+H)ed>  
wBLsz/  
同样还可以申明一个binary_op ZH!;z-R  
}H5/3be  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ZxI]I1)  
class binary_op : public Rettype &eU3(F`.  
  { f P+QxOz  
    Left l; {b[tA, >  
Right r; hw*1gm  
public :  C[R`Ml  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} +eC3?B8rN  
.3(;9};  
template < typename T > _Cj(fFL  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const mLQUcYfR  
      { (NPxab8e*  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); @FU~1u3d  
    } CPVmF$A-  
#sS9vv7i  
    template < typename T1, typename T2 > G#|Hu;C6"  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const K0LbZMn,/  
      { :4U0I:J#  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 2?*||c==*  
    } vsc&Ju%k  
} ; }{A?PHV5  
1EQvcw #  
;KL9oV!<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 p+vh[+yp  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 C>NQ-w^  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) oikxg!0S  
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。 Et.j1M|g  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! ~oo'ky*H!  
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。。。  J+lGh9G  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 /e .D /;]  
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) %/Bvy*X&  
下面是修改过的unary_op 0lBat_<8  
ldYeX+J _  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > {!MVc<G.  
class unary_op an.`dBm  
  { oCbpK  
Left l; B2Qp}  
  e+l\\9v  
public : 9N^+IZ@l  
:SK<2<8h  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} BD4`eiu"  
#%4=)M>^  
template < typename T > Hk~k@Wft  
  struct result_1 + LS3T^  
  { _=?2 3  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; z|Ap\[GS  
} ; EQ/^&  
%6Rn4J^^  
template < typename T1, typename T2 > `/0u{[  
  struct result_2 W-ez[raY  
  { _Ds@lVY  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; >IBTBh_ka  
} ; "9%q bM B  
CIEJql?`  
template < typename T1, typename T2 > #cO+<1  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const GZ"&L?ti  
  { ydB$4ZB3[  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); )d:K:YXt  
} g#|oi f9o  
obj!I7  
template < typename T > dHq#  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const McP~}"!^  
  { :PUK6,"5]O  
  return OpClass::execute(lt(t)); 6e<^o H  
} @0D![oA  
x~z_,':  
} ; @+:4J_N  
gvGi %gq  
HA1]M`&  
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 Qm; BUG]  
好啦,现在才真正完美了。 M7vj^mt?  
现在在picker里面就可以这么添加了: 2kVp_=c  
yhwy>12,K  
template < typename Right > 3p&jLFphL  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const KJdz v!l=  
  { GQ[pG{ _+  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); =LK}9ViH  
} V~[:*WOX  
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。 L1{T ?aII  
aHC%19UN  
9T?64t<Ju  
5uttv:@=  
'bPk'pj9  
十. bind V_f`0\[x  
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。 =hGJAU  
先来分析一下一段例子 '#<> "|  
Y&g&n o_  
drIK(u\_  
int foo( int x, int y) { return x - y;} l2s{~IC  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 pC^2Rzf  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 'W(xgOP1  
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。 (A uPZ  
我们来写个简单的。 n/AW?'  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: e3g_At\  
对于函数对象类的版本: rREzM)GA  
/BKtw8  
template < typename Func > C\A49q  
struct functor_trait ,T{oy:rB  
  { a,cC!   
typedef typename Func::result_type result_type; ~&KX-AC@  
} ; '?8Tx&}U8  
对于无参数函数的版本: # 66e@  
2( _=SfQ  
template < typename Ret > -njQc:4W,-  
struct functor_trait < Ret ( * )() > ;ctU&`  
  { ;cLUnsB\  
typedef Ret result_type; 6__K#r  
} ; 3S;N(A4  
对于单参数函数的版本: G0/>8_Q>Nr  
akCIa'>t  
template < typename Ret, typename V1 > (u9Zk~)F  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > PQ3h\CL1n  
  { dyO E6Ex  
typedef Ret result_type; s:b" \7  
} ; c3#q0Ma  
对于双参数函数的版本: Vo >Xp  
="3,}qR  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > K}K)`bifw  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > UJn/s;$.e  
  { 8gI\zgS  
typedef Ret result_type; 5(#-)rlGj  
} ; si?HkJv5  
等等。。。 W>/UBN3  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy o\goE^,aeR  
8(Fu  
template < typename Func > f'_M0x  
struct func_return L=g_@b   
  { ^/a*.cu  
template < typename T > Hm4bN\%  
  struct result_1 2yxi= XWZ  
  { VDpxk$a  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; DEtf(lW_  
} ; {cR3.%wX  
B6%&gXr\  
template < typename T1, typename T2 > l;0y-m1  
  struct result_2 _Ex|f5+  
  { J*K<FFp3<  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Ow)R|/e /  
} ; R&Ci/  
} ; .[(P  
TY6 rwU  
+N R n0 z(  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 *<q4S(l  
~!] m6/  
template < typename Func, typename aPicker > Y`^o7'Z2^P  
class binder_1 .CS v|:'1  
  { g`3H(PVg  
Func fn; &h(g$-l?[  
aPicker pk; $"fzBM?5  
public : ~6HDW  
e8q4O|I_  
template < typename T > >3P9 i ;W  
  struct result_1 Noz&noq  
  { }NwN2xTB  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; " @)lH  
} ; =:/>6 H1x  
L$hc,  
template < typename T1, typename T2 > R@n5AN(  
  struct result_2 lwJipIO  
  { 8K^f:)Qw  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; aDveU)]=1  
} ; +nQ!4  
(OqHfv  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 4swKjN &  
1Is%]6  
template < typename T > '=#5(O%pp  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const <4f,G]UH_  
  { h. ^o)T  
  return fn(pk(t)); uP6-cs  
} TPK@*9rI  
template < typename T1, typename T2 > SUu >6'LN  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const GoD ?KC  
  { 4E'|.tt(  
  return fn(pk(t1, t2)); "K ?#,_  
} n$W"=Z;`  
} ; jsdBd2Gdc  
 2d~LNy  
F.0d4:A+  
一目了然不是么? 1ktHN: ta  
最后实现bind Z"D W 2k  
N7pt:G2~%  
?K<Z kYw?  
template < typename Func, typename aPicker > "mt p0  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) fYn{QS?  
  { Q S;F+cmTh  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); :H\&2/j  
} :~33U)?{T  
 f`J|>Vk  
2个以上参数的bind可以同理实现。 g}r^Xzd;  
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。 Snx<]|  
 #>bT<  
十一. phoenix LzE/g)>  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: .[,6JU%  
$3 vhddO  
for_each(v.begin(), v.end(), }{mG/(LX8  
( n^Vxi;F  
do_ ymkR!  
[ o8tS  
  cout << _1 <<   " , " 0[9I0YBJ  
] Mr.JLW  
.while_( -- _1), L$}g3{  
cout << var( " \n " ) PGY9*0n  
) }$:#+ (17  
); u<kD}  
9v$qrM`8  
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: <soj&f+  
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 PI63RH8e  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 H pFb{  
那么我们就照着这个思路来实现吧:  0Ve%.k  
MHl^/e@  
eE9|F/-L  
template < typename Cond, typename Actor > N5KEa]k1nw  
class do_while -5xCQJ[  
  { xD0NZ~w%  
Cond cd; H/`G  
Actor act; a[i>;0  
public : Xl?YB Z}  
template < typename T > Y-]YDXrPQ  
  struct result_1 e`AUYli"  
  { IXJ6PpQLv  
  typedef int result_type; 8nsZ+,@+[  
} ; ]738Z/)^  
>-zkB)5<,#  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} M5 `m.n<  
^]7,1dH}M  
template < typename T > x;mJvfX  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ]?&H^"=  
  { _NT[ ~M_Q  
  do ~lk@6{`l|1  
    { 48k 7/w\  
  act(t); 6g|#ho1Bbs  
  } pw;r 25   
  while (cd(t)); f8#*mQ  
  return   0 ; $`v+4]   
} :o l6%Z's  
} ; )Oe`s(O@[I  
y7La_FPrl  
Wxs>osq  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). bKByU{t  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 FF3&Y^+^"  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 fCr\u6Tb  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 Gql`>~  
下面就是产生这个functor的类: tIp{},bQ^  
!%wdn33"  
_ .!aBy%xf  
template < typename Actor > &D)2KD"N  
class do_while_actor 5}7ISNP;f  
  { k#?| yP:  
Actor act; 6J"(xT  
public : %Gu][_.L  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} f,JX"  
}+_9"YQ:  
template < typename Cond > %i3{TL  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; cafsMgrA  
} ; o~k;D{Snr  
/:KQAM0  
?CFoe$M  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ]/[0O+B?  
最后,是那个do_ {!y<<u1  
]K*GSU  
fzyzuS$  
class do_while_invoker NFV_+{X\  
  { ?lyltAxs'  
public : 8J):\jAZ6  
template < typename Actor > N2% :h;tf  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ]$|st^Q  
  { S QSA%B$<  
  return do_while_actor < Actor > (act); /vy?L\`)#  
} %b9fW  
} do_; ]xYayN!n  
X+%u(>>  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? T(gg>_'jh  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 @ 'Q%Jc(  
最后来说说怎么处理break和continue e lay =%)  
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。 9ClF<5?M  
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