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
  • 5139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 e}n(mq  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 F'"-aB ~  
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, ,L MN@G  
hUX8j9N>  
T`,G57-5  
i3pOGa<  
  class filler G`/4 n@  
  { *^RoI  
public : %&0/ Ypp=  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} 4`Zo Ar-5|  
} ; WJI}~/z;C  
.Yvy37n((  
lANi$ :aE  
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: ,tDLpnB@;  
pMY7{z  
DliDBArxZ  
aHb&+/HZ  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); gvPHB+#A  
S(^YTb7  
&kn?=NW  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 eA{A3.f"Hz  
72/ bC  
7IQa Xcl  
'T(Q  
二. 战前分析 @$Yk#N;&(  
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。 {NcJL< ;tS  
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 @4KKm@(p85  
w `+.F;}s  
qu!x#OY+  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ,%qP   
  /* --------------------------------------------- */ e z_c;  
vector < int *> vp( 10 ); <f=<r*6  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); O3)B]!xL  
/* --------------------------------------------- */ hsJ^Au=})w  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); rP,|  
/* --------------------------------------------- */ [P0c,97_ H  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 0l/7JH_@V  
  /* --------------------------------------------- */ ? * r  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); .tHjGx  
/* --------------------------------------------- */ `z.sWF|f!O  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); Q&lb]U+\u  
)A6=P%;}>I  
>rSCf=  
C1(RgY|  
看了之后,我们可以思考一些问题: & P%#  
1._1, _2是什么? :'xZF2  
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。 {<a)+S.6U  
2._1 = 1是在做什么? sva-Sd8  
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。 [z"oi'"fQ  
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。 y+=s/c  
+>AVxV=A#  
i3KAJ@  
三. 动工 xi4b;U j  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: r_FI5f  
u~ VXe  
MmU`i ,z  
 Hyenn  
template < typename T > ,Z :2ba  
class assignment eD3\>Y.z  
  { mkPqxzxbrL  
T value; MiKq|  
public : j^v<rCzc (  
assignment( const T & v) : value(v) {} ]Nw ]po+  
template < typename T2 > m5a'Vs  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } O/$41mK+!  
} ;  >|gXE>  
O2yD{i#l*#  
wDSwcNS  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 NPFI^Uj#A  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment NH:Bdl3  
9i lJ  
8e ?9:VM]  
+2k{y l  
  class holder ;CoD5F!  
  { pHye8v4fvi  
public : Cs,Cb2[  
template < typename T >  _VM}]A  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const XbeT x  
  { h,-i\8gq  
  return assignment < T > (t); #Ye0*`  
} pIug$Ke_%  
} ; H;@0L}Nu+}  
*a0#PfS[  
aIr"!. 4  
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: Sn 7 h$  
1{RA\CF  
  static holder _1; %KN2iNq  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 %Wm)  
( Rp5g}b  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); #7sxb  
而不用手动写一个函数对象。 m*h O@M  
~(NFjCUY?  
1K)9fMr]  
AAuwE&Gg  
四. 问题分析 cVarvueS  
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。 O3d Qno  
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。 /UY'E<wBx  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 BT^=p  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 V\Y, 4&bI  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 UF\k0oLz  
4PR&67|AH_  
五. 问题1:一致性 V?>&9D"m  
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?| MSp) Jc  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 F x$W3FIO]  
%s5( ''a.  
struct holder blP8"(U  
  { NXz/1ut%  
  // JDp=w,7LF  
  template < typename T > gxe u2 HG  
T &   operator ()( const T & r) const n$h+_xN  
  { $GQEdVSNo  
  return (T & )r; - K"L6m|  
} .b!HEi<F  
} ; ti]8_vP}*  
x>Dix1b:.  
这样的话assignment也必须相应改动: .m%5Esx  
hYA1N&yz@  
template < typename Left, typename Right > >* F#ZZv}p  
class assignment \l# H#~  
  { %kH,Rl\g  
Left l; \<y|[  
Right r; -]YsiE?r  
public : pe).  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} _j{)%%?r  
template < typename T2 > 1Mx2%  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } Y(ClG*6 ++  
} ; *_Ih@f H  
7 4(bo \  
同时,holder的operator=也需要改动: qC=ZH#  
>m=XqtP  
template < typename T > N ;n55N  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const  j~cG#t]  
  { gF;C% }  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); Ly1t'{"7  
} bIk4?S  
M?n}{0E4  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 mM+^v[=  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 h ^w# I  
NID2$p  
return l(rhs) = r; s(=@J?7As  
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。 {n<1uh9~$8  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: U D5hk  
|h((SreO  
template < typename Tp > u)/i$N  
class constant_t 'g} Q@@b  
  { q%1B4 mF'  
  const Tp t; qV``' _=<  
public : n2["Ln mO  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} JiXN"s^mcb  
template < typename T > =~dXP  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const K8QEHc:  
  { (8~Hr?1B  
  return t; 3#F"UG2,_  
} / =v1.9(  
} ; k4^!"~<+0  
S6_dmTV*  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 0nR_I^  
下面就可以修改holder的operator=了 <4;L& 3  
8lCo\T5"  
template < typename T > vv`53 Pbw)  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ;jlI>;C;V  
  { 2e({%P@2?  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); aLQ]2m  
} sE^= ]N  
3YEw7GIO-  
同时也要修改assignment的operator() y99|V39'  
Xcg+ SOB  
template < typename T2 > Xupwh5G2  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } h<!!r  
现在代码看起来就很一致了。 Dk g-y9  
CzmB76zy.  
六. 问题2:链式操作 WxtB:7J  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 K#y CZ2  
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。 zWF[cf>'  
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。 q~xs4?n1U  
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。 ^c){N-G  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 8`WaUB%  
1t#|MH ?U_  
template < typename T > O tR  
struct result_1 T{F 'Y%  
  { QKt{XB6Y  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; n3s  
} ; U {9yfy  
88DMD"$B  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: gy5R"_MU  
&Z7NF|  
template < typename T > !Bhs8eGr3  
struct   ref #[~f 6s9D  
  { -{$L`{|G  
typedef T & reference; ,mt=)Ac  
} ; "Y=4Y;5q  
template < typename T > 3rx 8"  
struct   ref < T &> ;!H]&2`'(  
  { !q^2| %  
typedef T & reference; A$::|2~  
} ; h$$i@IO0  
>WY\P4)k  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: z3yAb"1Hg  
,T+.xB;Q@  
template < typename T > [|L~" BB  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const v)v`896S`  
  { 3lefB A7  
  return l(t) = r(t); vUJQ<D  
} [-3x*?Ju  
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。 }#`-mRaU  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 g+KuK`\N%  
9aY}+hgb#  
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 mGc i >)2  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 9?+?V}o  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 Sfffm$H  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 [nB4s+NX  
最后的布局是: QG;V\2T2[  
                Add ;2,Q:&`   
              /   \ )"Dl,Fig:/  
            Divide   5 q_h/zPuH'  
            /   \  <+p{U(  
          _1     3 b./MVz  
似乎一切都解决了?不。 #]s&[O43  
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。 KhNO xMZ  
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。 SbD B[O%  
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: 2zbV9Bhq  
s-T#-raE  
template < typename Right > E~c>LF_]Q  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const  dm{/  
Right & rt) const RjGJfN {  
  { HP[M"u  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); }(w9[(K  
} 7[YulC-pH  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 GFYHt!&[\  
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。 UiN6-{v<2  
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。 91}kBj  
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。 ko`KAU<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。 #Dl=K<I  
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? '/<f'R^  
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: y- @{  
m+pFU?<|  
template < class Action > |j!U/n.%w  
class picker : public Action e!1am%aE  
  { !sh>`AF  
public : T7ICXpe@  
picker( const Action & act) : Action(act) {} hixG/%aO  
  // all the operator overloaded f9?f!k  
} ; G"F:68  
N/r8joi#  
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。 }x?2txuu  
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: U oG+du[  
$5J~4B"%3  
template < typename Right > q#P@,|nc:  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const [Qn$i/ ` J  
  { n~?n+\.&a  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Aiqn6BX{  
} +o}mV.&1,  
]Jx_bs~g  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > e<HHgC#J  
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。 o@DlK`  
5<h:kZ"S^g  
template < typename T >   struct picker_maker 1p COLC%1  
  { "uG@gV  
typedef picker < constant_t < T >   > result; K&TO8   
} ; +y9WJ   
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > Ag0)> PD^  
  { &Q[|FO;[  
typedef picker < T > result; *n2le7  
} ; ~zL DLr=  
#0 eop>O  
下面总的结构就有了: QK(w2`  
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。 7uxUqM  
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。 @ wx  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 Q<fDtf}  
至此链式操作完美实现。 Y]: Ch (Q  
|&AZ95v   
1'BC R  
七. 问题3 _?c7{  
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。 tY!GJusd  
+$\/HO  
template < typename T1, typename T2 > ,w$:=;i  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const rtZEK:.#  
  { tQmuok4"d  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); >A ?,[p`<  
} P8n |MN  
T1g3`7C3  
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: (Kb_/  
3&KRG}5  
template < typename T1, typename T2 > P|QM0GI  
struct result_2 7~m[:Eg6[s  
  { 8>a%L?BY  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; WADAp\&  
} ; =RjseTS  
W|AK"vf  
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? V[ 'lB.&t  
这个差事就留给了holder自己。 DW0N}>Gp*  
    "-:-!1;Ji  
ms`U,  
template < int Order >  r74' _y  
class holder; B*AB@  
template <> f yhBfA:u  
class holder < 1 > L^x h5{  
  { x|GkXD3  
public : pI1IDu*_Z  
template < typename T > pmgPBiU>  
  struct result_1 r&ux|o+  
  { Y4 {/P1F  
  typedef T & result; \"1%>O*  
} ; XS=f>e1<W  
template < typename T1, typename T2 > =;~*YD(%/  
  struct result_2 sMgRpem;  
  { ) m(!lDz3  
  typedef T1 & result; }j;G`mV2  
} ; ^5rB/y,  
template < typename T > a7n`(}?Y  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const "X \Yp_g  
  { qijQRxS  
  return (T & )r; ;.Y-e Q,  
} QzVoU |  
template < typename T1, typename T2 > z^u*e  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const W:JR\KKU  
  { i'p6#  
  return (T1 & )r1; BKKW3PT  
} @ )Nw>/; o  
} ; jr/IU=u*v  
?10L *PD@  
template <> !3`X Gg  
class holder < 2 > zx7A}rs3oX  
  { </!GU*  
public : E?S  
template < typename T > jM: |%o  
  struct result_1 L [&|<<c  
  { \1<8'at  
  typedef T & result; ~(\ .j=x  
} ; _o? I=UN2:  
template < typename T1, typename T2 > `t3w|%La}  
  struct result_2 Pye/o  
  { :QIf0*.O  
  typedef T2 & result; lf#5X)V  
} ; Zmm6&OZ%  
template < typename T > kK=f@l  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const mcTC'. 9  
  { E8L\3V4  
  return (T & )r; lUd4`r"  
} [*1:?mD$  
template < typename T1, typename T2 > M)3'\x :  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 9XmbHS[0V  
  { y+h/jEbM</  
  return (T2 & )r2; yVWt%o/  
} cCs@[D#O1  
} ; ~d-Q3n?zR  
+ cZC$lo  
kgd dq  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 B]I*ymc#  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: {t|Q9&  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: =!u]t &yv  
gts09{"}Y  
return l(i, j) = r(i, j); hISYtNWjd"  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) +2>, -V  
.EZ8yJj1Q  
  return ( int & )i; ssAGWP  
  return ( int & )j; /9o6R:B  
最后执行i = j; e5(c,,/  
可见,参数被正确的选择了。 vI]V@i l  
=R*IOJ  
p-*{x  
=^z*p9ZB  
*onVG5<  
八. 中期总结 ; W$.>*O  
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: .E;}.X  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ;H9 W:_ahE  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 |Xmzq X%  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor -Gjz+cRns  
4kR;K !@k  
Q)\[wYMt  
h{ZK;(u$  
MAQ-'s@  
Y$_^f*sFn  
九. 简化 ,(f({l[J}  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 6=96^o*  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 !-t"}^)  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: ra8AUj~RX  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ,6ae='=d  
  +-*/&|^等 h-fm)1S_  
2. 返回引用。 }\1V%c  
  =,各种复合赋值等 Nz:p(X!  
3. 返回固定类型。 :s1.TQ;Y(  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) eQ,VK`7X  
4. 原样返回。 Y.kc,~vYL  
  operator, /#j)GlNp:  
5. 返回解引用的类型。 \F)WUIK  
  operator*(单目) JOyM#g9-?  
6. 返回地址。 %Vfr#j$=  
  operator&(单目) 58R.`5B  
7. 下表访问返回类型。 2OjU3z<J  
  operator[] "]W,,A-  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 `Om W#\  
  operator<<和operator>> u Yc}eMb  
O&sUPv  
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。 lT~WP)  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: k"E|E";B  
G?!8T91;  
template < typename Left > *+(eH#_2/  
struct value_return .g94|P  
  { _#we1m  
template < typename T > S5r.so  
  struct result_1 [E/. r{S  
  { eN`G2eE  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; v1/Y0  
} ; /#SH`ZK  
)1 QOA  
template < typename T1, typename T2 > 9A87vs4[  
  struct result_2 / S@iF  
  { r.c:QY$  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ;p87^:  
} ; x6ayFq=  
} ; 5Q:%f  
?)Je%H  
7>F[7_  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait .3#Xjhebvu  
`aA)n;{/2u  
下面我们来剥离functor中的operator() %'VzN3Q5V  
首先operator里面的代码全是下面的形式: J&B5Ll  
I9x kqj  
return l(t) op r(t) F I~=A/:  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) bdEI vf7  
return op l(t) lqa~ZF*  
return op l(t1, t2) yqR]9 "a  
return l(t) op ,W;|K 5  
return l(t1, t2) op Bn.5ivF3  
return l(t)[r(t)] \jZ)r>US"  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 24wr=5p]Q  
K[x=knFO  
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: ;wTc_i  
单目: return f(l(t), r(t)); &he:_p$x  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); @LSX@V   
双目: return f(l(t)); u|k_OUTq  
return f(l(t1, t2)); y qK*E*  
下面就是f的实现,以operator/为例 ;f=.SJF  
GL,[32~C  
struct meta_divide e [6F }."c  
  { ^z~drcR  
template < typename T1, typename T2 > 1 |/ |Lq%w  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) h")7kjM  
  { BkY#wJ'  
  return t1 / t2; ab#z&jg!  
} BB_(!omq[  
} ; OX?E3 <8`  
C0 /G1\  
这个工作可以让宏来做: ='@ k>Ka+  
rq1zvuUx  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ Z?WVSJUVf  
template < typename T1, typename T2 > \ &|' NDcp  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; irP*:QM  
以后可以直接用 : %uaaFl  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) d[nz0LI|mk  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 U* uMMb}$  
(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。。。) b *3h}n;  
\HQ.Pwr 6  
3o"l sly  
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 +}Mm5^6*  
?.n1t@sG&  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > \j &&o  
class unary_op : public Rettype <GLoTolZ  
  { ",#Ug"|2  
    Left l;  vNdW.V}  
public : jVHS1Vsei  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} l3/Cj^o4  
}*O8]lG  
template < typename T > @\M^Zuo  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const %!A-K1Z\D  
      { 4vND ~9d  
      return FuncType::execute(l(t)); ^(@]5$^Z  
    } {xOzxLB;  
}SyK)W5Y  
    template < typename T1, typename T2 > )-Z*/uF^  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Y kvEQ=  
      { :nfy=*M#  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); rq\<zx]au  
    } UUa@7|x  
} ; K$B~vy6E`  
66$ hdT$  
bH:C/P<x  
同样还可以申明一个binary_op hlz/TIP^N3  
4/v[ .5  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ~QUN O~  
class binary_op : public Rettype c%&*yR  
  { kuq&; uk$Q  
    Left l; 06v'!M  
Right r; <*P)"G  
public : .ud&$-[a  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} xsNOjHk  
jj]|}G  
template < typename T > HiD%BL>%  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const $BG]is,&5  
      { 91DevizXx  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); z46Sh&+  
    } } :gi<#-:G  
[HQ/MkP-Z  
    template < typename T1, typename T2 > }_H\ 75Iv  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const %?F$3YN,  
      { kf#S"[/E  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); NzN"_ojM  
    } Zv?"1Y< L  
} ; y{~tMpo<  
t**d{P+  
K4I/a#S'@6  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 2L51 H(  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 I1s$\NZ~]  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) lhf5[Rp  
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。 l)'*jZ  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! sE!g!ht  
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。。。 u yE#EnsH  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 q-,`\ TS  
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) Nus]]Iy-g  
下面是修改过的unary_op "v0SvV<7  
C)UU/4a;  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 0kw)-)=  
class unary_op 6$zd2N?  
  { -3 "<znv  
Left l; ^g"p}zf L"  
  Vi0D>4{+  
public : P\QbMj1U  
%;<g!Vw.k  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} L|;sB=$'{  
ZF8`= D`:R  
template < typename T > FPPl^  
  struct result_1 P^U.VXY}  
  { Vock19P  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 7(P4KvkI  
} ; ub+XgNO  
G|||.B 8  
template < typename T1, typename T2 > pRUQMPn (  
  struct result_2 6z:/ma^  
  { SwaPRAF  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; !XM*y  
} ; 1s(i\&B  
`tXd?E/e  
template < typename T1, typename T2 > %|>D{q6C  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Q ;5A~n  
  { 6#\:J0  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 4]-7S l,  
} 02,.UqCz  
hF`<I.z}  
template < typename T > 'tU\~3k  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const | h+vdE8  
  { A5]yC\*zt  
  return OpClass::execute(lt(t)); e<FMeg7n  
} Z`zLrXPD)  
)_?h;wh 84  
} ; .M ID)PY-  
|ZXz&Xor  
"=JE12=u  
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 !\O!Du  
好啦,现在才真正完美了。 mAJ'>^`^  
现在在picker里面就可以这么添加了: Kb1@+  
r:4]:NKCi  
template < typename Right > h~z}NP  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const u0g"x_3  
  { L {&=SR.  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); X\i;j!;d  
} S/RChg_L5  
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。 (Jk[%_b>_  
b)E<b{'W  
FN (O  
-(ST   
#hMkajG  
十. bind GaL UZviJ_  
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。 9\=SG"e(  
先来分析一下一段例子 cqW(9A|8  
ZPz=\^  
!41"`D!1  
int foo( int x, int y) { return x - y;} [;ZC_fD  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 vF>]9sMv  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 (A=Z,ed  
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。 $H]NC-\+>  
我们来写个简单的。 n.R"n9v`  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: -w5sXnS  
对于函数对象类的版本: /W LZyT2  
D,(:))DmR  
template < typename Func > B ?y[ %i  
struct functor_trait 'T3xZ?*q=  
  { eV }H  
typedef typename Func::result_type result_type; 6\-u:dvGI?  
} ; Dk8@x8  
对于无参数函数的版本: Kxz|0l  
4mpcI  
template < typename Ret > G|"m-.9F  
struct functor_trait < Ret ( * )() > UISsiiG(  
  { VwK7\j V  
typedef Ret result_type; P97i<pB Y_  
} ; BW`;QF<  
对于单参数函数的版本: TqOH(= {  
<E^;RG  
template < typename Ret, typename V1 > Ae"|a_>fMI  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > zqZ/z>Gf  
  { i*A_Po  
typedef Ret result_type; {SRD\&J[  
} ; YIb7y1\UM  
对于双参数函数的版本: I9`ZK2S  
:hR^?{9Z4>  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > tAujm*|&  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > bT|-G2g7Z  
  { && PZ;  
typedef Ret result_type; TgJ6O,0  
} ; aYWUwYB$  
等等。。。 Pj{I} 4P`  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy V-X Ty iv  
N%e^2O)  
template < typename Func > ,pQ[e$u1  
struct func_return n1PvZ~^3  
  { }LLQ +  
template < typename T > %P(2uesd  
  struct result_1 |_ U!i  
  { [6/8O  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; j7NOYm5N  
} ; 1Y~'U =9  
Ol|fdQ  
template < typename T1, typename T2 > <i`s)L  
  struct result_2 F|o 1r  
  { BJ fBY H,M  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; -mLu!32I<  
} ; mC?}:W M@  
} ; &!HG.7AY  
+~M.Vs X  
w"O;: `|n  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ;sz_W%-;@  
`49!di[  
template < typename Func, typename aPicker > `A o"fRv#  
class binder_1 iQLP~Z>,T  
  { >enP~uW[#  
Func fn; Ea0EG>Y  
aPicker pk; -_]Ceq/  
public : $~?)E;S  
mmCGIX  
template < typename T > frV_5yK'  
  struct result_1 {BJH}vV1)  
  { \{ C ~B;=  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; d(| 4 +^>  
} ; HW"5MZ8E  
w7vQ6jkH  
template < typename T1, typename T2 > Qp2~ `hD  
  struct result_2 j)juvat  
  { O~6AX)|&=  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; |I|,6*)xg  
} ; gT,iH.  
<7/7+_y  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} gI@nE:(m  
Qk@BM  
template < typename T > oDG BC  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Lg2PP#r  
  { +j$nbU0U  
  return fn(pk(t)); ]xIgP%  
} ygUX]*m!  
template < typename T1, typename T2 > i=fhK~Jd  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ^a!oq~ZSy  
  { m}6>F0Kv  
  return fn(pk(t1, t2)); x$S~>H<a  
} M[_Ptqjb  
} ; yC!>7@m  
8Kn}o@Yd  
4~WSIR-  
一目了然不是么? {%\;'&@z\  
最后实现bind +hH7|:JQ  
xz7CnW1  
gDX\ p>7  
template < typename Func, typename aPicker > !8RJHMX&  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ma`sv<f4-!  
  { a3He-76  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); oL9ELtb ]s  
} \PmM856=ms  
iciRlx.$c  
2个以上参数的bind可以同理实现。 8yuTT^  
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。 %XXjQ5p  
BbzIQg:  
十一. phoenix 2k`Q+[?{q>  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: .e5rKkkT  
\@_?mL@=  
for_each(v.begin(), v.end(), Jd33QL}Hj  
( :1#$p  
do_ L1q]  
[ ~y ?v  
  cout << _1 <<   " , " Vz y )jf  
] O%Qz6R  
.while_( -- _1), l!}7GWj  
cout << var( " \n " ) rFto1m  
) os+ ]ct  
);  b|Eo\l2  
!nF.whq  
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: C3C&hq\%  
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 TZObjSm_v  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 asbFNJG{  
那么我们就照着这个思路来实现吧: (%{!TJgZR  
Lcs?2c:%  
F Zk[w>{  
template < typename Cond, typename Actor > BR~+CBH  
class do_while Q+E)_5_sA  
  { P0-K/_g  
Cond cd; ?"p.Gy)  
Actor act; b .xG'  
public : :Z3]Dk;y  
template < typename T > {=P}c:i W  
  struct result_1 VS5D)5w#  
  { NF_[q(k'  
  typedef int result_type; 9]a!1  
} ; m$$sNPnT  
-L2% ,.E>4  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} n<>]7-  
-QQU>_  
template < typename T > fvoPV &:  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const +`.,6TNVlY  
  { XJ?zP=UK  
  do &t74T"(d  
    { lZD"7om  
  act(t); 3O?[Yhk`.  
  } zUJPINDb  
  while (cd(t)); y~rtYI  
  return   0 ; ztV%W6  
} H`jvT]  
} ; HhB' ^)  
8s6^!e&  
S6c>D&Q  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). JE[J}-2  
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。 j`k :)  
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。 `xFgYyiQd  
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。 e|.a%,Dcy  
下面就是产生这个functor的类: ]goPjfWvU"  
;)!);q+  
WI\h@qSB  
template < typename Actor > jN sM&s,  
class do_while_actor #80r?,q  
  { Qy| 6A@  
Actor act; ?xzDz  
public : o1rH@D6/-  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} =tqChw   
4Kn)5>  
template < typename Cond > nbSu|sX~r5  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 6 G?7>M  
} ; XM?C7/^k  
z6bIv }  
E>`gj~  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 m~vEandm  
最后,是那个do_ m7,;Hr(  
ddvtBAX  
cmbl"Pqy1  
class do_while_invoker 8fQaMn4V  
  { RJA#cv~f  
public : )zvjsx*e=J  
template < typename Actor > D? FWSv  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const \%]!/&>{6  
  { o\:vxj+%*  
  return do_while_actor < Actor > (act); p(x<h  
} #^bn~  
} do_; Ia*T*q Ju  
U7d05y'  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? #i[V {J8.p  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 MGSD;Lgn  
最后来说说怎么处理break和continue 3+ WostOx  
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。 Xa/]} B  
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:
10+5=?,请输入中文答案:十五