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
  • 7471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 Ao&"r[oJSv  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 p>8D;#Hm L  
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, hZt!/?dc  
NyNXP_8  
' %o#q6O  
:& ."ttf=  
  class filler 8[{ Vu0R  
  { =fFP5e ['  
public : =]0&i]z[.  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} v0.#Sl-  
} ; )bscBj@  
][Rh28?I{  
I^$fMdT  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: s|r3Gv|G  
'E""amIJ  
toC^LZgZ_6  
L) T (<  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); Qh\60f>0  
 H6/$d  
4^|3TntO  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 svH !1 b  
'm kLCS  
II{&{S'HU  
Qd3 j%(  
二. 战前分析 Wg]Qlw`\|  
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。 9CD_ os\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 H$UcF1k<  
~2-1 j  
r3UUlR/Do  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 1/J=uH  
  /* --------------------------------------------- */ ^^D0^k!R  
vector < int *> vp( 10 ); kMN~Y  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); #?:lb1  
/* --------------------------------------------- */ k@W1-D?  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); nb%6X82Q  
/* --------------------------------------------- */ -6B4sZpzD  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); r mg}N  
  /* --------------------------------------------- */ 7J<5f)  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); -e:`|(Mo  
/* --------------------------------------------- */ P\k# >}}  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); &^Q/,H~S  
c\AfaK^KF  
;u)I\3`*!  
$*fMR,~t&  
看了之后,我们可以思考一些问题: |@4' <4t  
1._1, _2是什么? 7hPY_W y  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 zy }$i?  
2._1 = 1是在做什么? v`1M[  
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。 1p=]hC  
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。 xU`p|(SS-  
H9e<v4 c  
2[02,FG  
三. 动工 \bw2u!  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: <7jW _R@  
8bld3p"^  
~b8]H|<'Y  
P/_['7  
template < typename T > j&qub_j"xX  
class assignment }*]-jWt1J\  
  { gRcQt:  
T value; g`QEu 5v  
public : [d ]9Oa4  
assignment( const T & v) : value(v) {} TuaBm1S{f  
template < typename T2 > ]~siaiN[  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 9XB8VKu8  
} ; {I't]Qj_e  
nAdf=D'P  
|&i<bqLw:  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 {"KMs[M  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment `<d }V2rdz  
R (n2A$  
&Au@S$ij  
}k.Z~1y  
  class holder ncT&Gr   
  { h <<v^+m  
public : IW] rb/H  
template < typename T > aK^q_ghh[  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const T]~ xj4  
  { pTLCWbF?  
  return assignment < T > (t); 6.yu-xm  
} x7 ,5  
} ; |P?*5xPB  
`r 3  
jAlv`uB|G"  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: %d9uTm;  
>i?oC^QM  
  static holder _1; O?#7N[7  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 4{|"7/PE1  
^} >w<'0  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 5\VWCI  
而不用手动写一个函数对象。 "E4a=YH_  
A|{(/G2*  
(CWtLi"z  
l+0oS'`V*L  
四. 问题分析 bW(0Ng  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 /od@!/  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 X%x*f3[  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 dioGAai'  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 (KZ{^X?a  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 a/xn'"eli  
Tpa5N'O  
五. 问题1:一致性 @-`*m+$U6  
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?| 5wU]!bxr  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 SNk=b6`9  
ysnx3(+|  
struct holder U- k`s[dv  
  { vKAN@HSYr  
  //  K_}K@'  
  template < typename T > >Y@H4LF;1x  
T &   operator ()( const T & r) const M x" \5i  
  { z},# ~L6$q  
  return (T & )r; jq0O22 -R  
} W: z;|FF  
} ; Q\sK"~@3  
]JQULE)  
这样的话assignment也必须相应改动: $U-0)4yf  
vo{--+{ky!  
template < typename Left, typename Right > %JTpI`  
class assignment 4 s9LB  
  { t\O16O7S  
Left l; 4Ftu  
Right r; lNO;O}8  
public : C~exi[3  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} rEz^  
template < typename T2 > <b*DQ:N  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } &_8 947  
} ; Pr C{'XDlU  
v4 E}D  
同时,holder的operator=也需要改动: w5 Li&m  
@_{=V0  
template < typename T > Bk{]g=DO  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const vtJJ#8a]  
  { "_?nN"A7  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); pEz_qy[#  
} _+3::j~;m  
0JujesUw(  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 Zx>=tx}  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 "Z+k=~(  
S$-7SEkO+  
return l(rhs) = r; Y8t8!{ytg  
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。 ?:9"X$XR  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: W\V.r$? v  
sNFlKQ8)Q  
template < typename Tp > $<[79al#  
class constant_t <IW$m!{VG  
  { |u p  
  const Tp t; )fAUum  
public : j![\& z  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ql~J8G9  
template < typename T > %J-GKpo/S  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const e&>2 n  
  { F_P~x(X  
  return t; 3o/[t  
} :[d9tm  
} ; b| (: [nB  
|JsZJ9W+J  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 _,*r_D61S  
下面就可以修改holder的operator=了 KqP#6^ _  
 4Wp=y  
template < typename T > uhq8   
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ,<X9Y2B  
  { | 6y  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); Rf% a'b  
} F((4U"   
0<*<$U  
同时也要修改assignment的operator() xD=csJ'(  
?Z}&EH  
template < typename T2 > EKN~H$.  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } j5h-dK  
现在代码看起来就很一致了。 uHNCSz H(  
#[[ en  
六. 问题2:链式操作 tO&^>&;5  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 N6TH}~62}  
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。 86H+h (R/  
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。 2B`JGFcdcB  
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。 #lO Mm9  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct f%8C!W]Dm  
aDN` 6[  
template < typename T > 3$ PV2"  
struct result_1 TkF[x%o  
  { z0 Z%m@  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; !d T4  
} ; 5~S5F3  
l Nv|M)I  
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: s,_m{ to  
Rk8P ax/JK  
template < typename T > NX&_p!_V  
struct   ref dQG=G%W  
  { \ 6MCxh6  
typedef T & reference; f?)-}\[IR{  
} ; @E8+C8'  
template < typename T > :Iz8aQ  
struct   ref < T &>  WfRXP^a  
  { *OQ2ucC8j  
typedef T & reference; 4I(Xy]wm  
} ; !TcJ)0   
bN=P*hdf  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: [PbOfxxgA  
c4zR*  
template < typename T > 3r1*m  +  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ,tRj4mx  
  { fd9k?,zM  
  return l(t) = r(t); $NO&YLS@  
} [KQ6Ta.  
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。 KG{St{uJ  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ,iwp,=h=  
IUct  
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 >5 BJ3Hf  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: yF/jFn  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 aQI(Y^&%3  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 BLJj(-  
最后的布局是: wS3'?PRX  
                Add a09<!0Rp  
              /   \ 9Gz=lc[!7  
            Divide   5 >5SSQ\2~a  
            /   \ lUMdrt0@z  
          _1     3 q75s#[<ap  
似乎一切都解决了?不。 {fp[BF  
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。 uvS)8-o&F  
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。 E<*xx#p  
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: S`]k>' l  
"J3x_~,[4m  
template < typename Right > ,v}k{( 16{  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const [1H^3g '  
Right & rt) const -|9=P\U8S  
  { \lNN Msd&  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); v(%*b,^  
} -H-~;EzU  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 rU(+T0t?I  
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。 0Y5_PTWb+Y  
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。 S0W||#Pr  
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。 BfiD9ka-z  
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。 ~7Ux@Sx;  
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? ;xn0;V'=  
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: J4U1t2@)9  
[opGZ`>)j"  
template < class Action > ;]:@n;c\  
class picker : public Action caX< n>  
  { h!9ei6  
public : ygl0k \  
picker( const Action & act) : Action(act) {} dUdT7ixo  
  // all the operator overloaded 5Jnlz@P9  
} ; E&:,oG2M  
I1&aM}y{G  
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。 MnW+25=N  
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: k$}fWR  
#A8sLkY  
template < typename Right > *}W_+qo"  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 8*a&Jl  
  { LjHVJSC  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 13/]DF,S"^  
} P{^6v=8)  
o#1 $q`Z  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > Eu04e N  
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。 seeB S/%  
El"Q'(:/U  
template < typename T >   struct picker_maker LBP`hK:>W~  
  { ?=pT7M  
typedef picker < constant_t < T >   > result; Yc*; /T}  
} ; K\c#ig   
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > BTrn0  
  { ;i+#fQO7Q  
typedef picker < T > result; 8DaL,bi*.  
} ; ^sWT:BDh  
o2\8OxcA  
下面总的结构就有了: R@rBEW&  
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。 d m%8K6|  
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。 ^pk7"l4Xm  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 <p"iY}x[H  
至此链式操作完美实现。 U :_^#\p  
m&yJzMW|  
sCHJ&>m5-  
七. 问题3 ` sU/&  P  
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。 S>1Iky|  
-A!%*9Z  
template < typename T1, typename T2 > 7Hu3>4<  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const P7/X|M z  
  { FaJ&GOM,  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); W `}Rf\g  
} E-g_".agO  
`*KHS A  
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: jRV/A!4  
9'q*:&qq  
template < typename T1, typename T2 > }RqK84K  
struct result_2 65^9  
  { _:27]K:  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; x-3\Ls[I  
} ; !%0 * z  
o{[YA} xc  
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? IPo?:1x]s  
这个差事就留给了holder自己。  ; 4~hB  
    W5MTD]J   
H7:] ]j1  
template < int Order > A3@6N(  
class holder; u;c?d!E  
template <> \)|hogI|f  
class holder < 1 > !C: $?oU  
  { |$b}L7_  
public : ekCC5P!  
template < typename T > MFk5K  
  struct result_1 XpJ7o=?W3  
  { IO-Ow!  
  typedef T & result; ^J;bso`  
} ; }pu27F)&  
template < typename T1, typename T2 > LFtt gY  
  struct result_2 %bfQ$a:  
  { <UQbt N-B\  
  typedef T1 & result; C~iL3C b  
} ; Dm<A ^u8  
template < typename T > ySDH "|0  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 04=c-~&q  
  { ^ r,=vO  
  return (T & )r; y h9*z3  
} 9qG6Pb  
template < typename T1, typename T2 > LSr]S79N1  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ~R92cH>L  
  { dlTt _.  
  return (T1 & )r1; B0]~el  
} .0]<k,JZZ  
} ; "a U aotx  
Y/zj[>  
template <> j8lb~0JD  
class holder < 2 > ,nDaqQ-C!!  
  { yaH Zt`Y  
public : YcpoL@ab  
template < typename T > rh}J3S5vp  
  struct result_1 gSQJJxZ{?  
  { j  e P  
  typedef T & result; g7W"  
} ; %OOl'o"V{s  
template < typename T1, typename T2 > `RL"AH:+  
  struct result_2 j#q-^h3H  
  { Z>5b;8  
  typedef T2 & result; pg)WKbV  
} ; nc|p)  
template < typename T > 5"O.,H}  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const X_\otV h(D  
  { '16b2n+F@#  
  return (T & )r; V[Ui/M!9Z  
} ,1o FPa{?  
template < typename T1, typename T2 > W v+?TEP  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const o:Sa, !DK  
  { Z@PmM4F@S  
  return (T2 & )r2; +!.^zp21  
} F@B]et7  
} ; 8c^TT&  
rCdu0 gYT  
b2&0Hx  
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> >。 J{fH ['tzO  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: RdR p.pb8  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: l]l'4@1   
GDiBl*D  
return l(i, j) = r(i, j); p4 ^yVa  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) n]o<S+z  
vT,AMja  
  return ( int & )i; q6V>zi  
  return ( int & )j; QX'qyojxN  
最后执行i = j; vuY~_  
可见,参数被正确的选择了。 5uj?#)N  
CN8Y\<Ar  
H%Q7D-  
;u46Z  
l?n\i]'  
八. 中期总结 JO6)-U$7UG  
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: |imM# wF  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 hy"\RW  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 }*pi<s  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor <k'h:KB?`  
1ztG;\  
:(*V?WI  
K:# I  
*d4 eK+U$5  
Wf>R&o6tr  
九. 简化 +E(L\  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 Gm^U;u}=f  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 EaY?aAuS:  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: ^'{Fh"5  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ]Wlco  
  +-*/&|^等 p}pjfG  
2. 返回引用。 eF-."1  
  =,各种复合赋值等 !9VY|&fHe  
3. 返回固定类型。 .~~T\rmI  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) " C Qa.%  
4. 原样返回。 =wV<hg)C  
  operator, m'=Crei  
5. 返回解引用的类型。 e)? .r9pA;  
  operator*(单目) =|y9UlsD  
6. 返回地址。 `% "\@<  
  operator&(单目) 0gP}zM73  
7. 下表访问返回类型。 ShP^A"Do  
  operator[] u.m[u)HQ  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 XnMvKPerv'  
  operator<<和operator>> ~/iKh1 1  
9`X\6s  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 1FL~ndJs  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: =Toy Zm\  
,Np0wg0  
template < typename Left > k|PN0&J  
struct value_return M; tqp8  
  { :vQrOn18p  
template < typename T > :zke %Yx  
  struct result_1 qv KG-|j  
  { w(3G&11N?  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; SBk4_J/_  
} ; k:#!zK}  
[ =9T*Sp  
template < typename T1, typename T2 > #:U%mHT(_  
  struct result_2 )e=D(qd  
  { ;rGwc$?|  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; cj|80$cSA  
} ; U- (01-  
} ; Kaqc74Mv  
Vl=l?A8  
a;qryUyG  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait bP$dU,@p~  
e>7>j@(K]  
下面我们来剥离functor中的operator() qUW! G&R  
首先operator里面的代码全是下面的形式: ;LPfXpR  
G3vxjD<DMW  
return l(t) op r(t) &P}_bx  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) UapC"XYJ  
return op l(t) G+"t/?/  
return op l(t1, t2) li'YDtMKCY  
return l(t) op :B5Fdp3  
return l(t1, t2) op 7<#U(,YEA  
return l(t)[r(t)] ;oKZ!ND  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 6"5A%{ J  
p\tm:QWD;  
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: 03qQ'pq  
单目: return f(l(t), r(t)); r Iu$pZO  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); Ls$D$/:q?  
双目: return f(l(t)); N06OvU2>xU  
return f(l(t1, t2)); %G/ hD  
下面就是f的实现,以operator/为例 ^?7-r6  
+-U- D?-  
struct meta_divide FQ7T'G![  
  { < #}5IQ5`Z  
template < typename T1, typename T2 > ~IfJwBn-i  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) tGh~!|P  
  { aFb==73aLw  
  return t1 / t2; .B]MpmpK  
} bz2ztH9 n  
} ; pnowy;  
#@9/g  
这个工作可以让宏来做: *K6g\f]b#  
qYjce]c  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 2W96Zju\  
template < typename T1, typename T2 > \ HV!m8k=6  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; JPc+rfF  
以后可以直接用 $%CF8\0  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) sV{,S>s   
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 Sw8]EH6  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) +mmSfuO&\  
3G)#5 Lf<  
7u S~MW  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 ?GoR^p #p  
l|~A#kq  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Jr ,;>   
class unary_op : public Rettype hz;G$cuEE  
  { h-#6av :  
    Left l; u~M q*  
public : Pw7]r<Q  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} .9on@S  
z0p*Z&  
template < typename T > F3v !AvA|  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const x=hiQ>BIO0  
      { pMx*F@&nU  
      return FuncType::execute(l(t)); j9x<Y]  
    } HZzDVCU  
G_3O]BMKd)  
    template < typename T1, typename T2 > j^j1  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const \:# L)   
      { G~^r)fm_  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); fo*2:?K&  
    } H1pO!>M  
} ; =)H.c uc  
w(*vj  
+qtJaYf/0  
同样还可以申明一个binary_op zUkgG61  
dUeN*Nq&(,  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > )BZ.Sv  
class binary_op : public Rettype KQaxvU)L  
  { @w#-aGJO  
    Left l; q1$N>;&  
Right r; p*R;hU  
public : uB]7G0g:  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} $<dH?%!7  
;v)JnbsH}  
template < typename T > 0U(@= 7V  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const G\/zkrxmv  
      { F 5bj=mI  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); V%7WUq  
    } knu,"<  
?yrX)3hyH  
    template < typename T1, typename T2 > DbBcQ%  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const a?I= !js  
      { b(eNmu  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); iTBx\ u%{  
    }  &=@IzmA  
} ; \+oQd=K@  
7{e  4c  
r_)' Ps  
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%V'4p c  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 %B2'~|g  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) $-OA'QwB]  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 BM%e0n7  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!  <$A  
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。。。 q~b  &  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 . oF &Ff/[  
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) |sJ[0z  
下面是修改过的unary_op vjbASFF0=  
/wQy17g  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ,uSMQS-O'4  
class unary_op 9Z@hPX3.  
  { GvtG(u~  
Left l; O40?{v'  
  lK?uXr7^  
public : LiC*@W  
4M=]wR;  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} rT=rrvV3g  
{g'(~ qv  
template < typename T > IA fc T!{  
  struct result_1 ^H p; .f.  
  { @N>\|!1CC  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 4qb/da E:Z  
} ; SXSgld2uS  
i^/T  
template < typename T1, typename T2 > bQzZy5,  
  struct result_2 1jmjg~W  
  { px A?  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ,Q3T Tno ,  
} ; 9a[9i}_  
m<<+  
template < typename T1, typename T2 > a{L%7  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const fbyd"(V 8r  
  { a(m2n.0'>  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); e[{0)y>=  
} uP`Z12&  
`[y^ :mj  
template < typename T > NJ%P/\ C  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const +C^nO=[E  
  { -mbt4w  
  return OpClass::execute(lt(t)); w1F cB$  
} =Pyj%4Rs  
$f$SNx)),  
} ; f%A;`4 `q  
#>a\>iKQ2q  
S^JbyD_yoh  
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 [7:,?$tC  
好啦,现在才真正完美了。 *l(7D(#  
现在在picker里面就可以这么添加了: WJ]T\DI  
*[Imn\hu  
template < typename Right > H9Gh>u]}  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const RF?`vRZOe  
  { D5gFXEeh  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); s-NX o  
} eFB5=)ld  
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。 .97])E[U  
<jBF[v9*m(  
+i6GHBn~J  
xBj 9y u  
dUD[e,?  
十. bind P7ao5NP  
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。 :^<3>zk  
先来分析一下一段例子 ,=uD^n:  
_kC-dEGf!y  
nd`1m[7MNu  
int foo( int x, int y) { return x - y;} %6t:(z  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 #]-SJWf3  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 ;'gWu  
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。 cQjv$$&6[  
我们来写个简单的。 +Z,;,5'5G  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: Hkg2P ,2  
对于函数对象类的版本: NYhB'C2  
i}(LqcYU  
template < typename Func > ynp8r f  
struct functor_trait YByLoM*  
  { Q1lyj7c#x  
typedef typename Func::result_type result_type; V~qNyOtA]  
} ; ~ \r*  
对于无参数函数的版本: HGl|-nW>  
)|cc X  
template < typename Ret > MnmVl"(/  
struct functor_trait < Ret ( * )() > hy9\57_#  
  { 1l9 G[o *  
typedef Ret result_type; [=C6U_vU  
} ; v<k?Vu  
对于单参数函数的版本: ;cNv\t  
y-Fo=y  
template < typename Ret, typename V1 > ^ G]J,+  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > -$\y_?}  
  { }YQX~="  
typedef Ret result_type; Xa[.3=bV?  
} ; y4yhF8E>;U  
对于双参数函数的版本: ^ "E^zHM(  
,.S~ Y  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ip\sXVR  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > z>xmRs   
  { rD tY[  
typedef Ret result_type; K&u_R  
} ; cUk7i`M;6  
等等。。。 `Uq#W+r,  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy vN}#Kc\  
O}gV`q;  
template < typename Func > &{5,:%PXw  
struct func_return VCYwzB  
  { , };& tR  
template < typename T > 'I|v[G$l  
  struct result_1 j\yjc/m  
  { 39c2pV[  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; g_E$=j92v  
} ; ?PLPf>e  
. P viA  
template < typename T1, typename T2 > UhF-K#Z9  
  struct result_2 5{TsiZh4  
  { 3l]lwV  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 'B$yo]  
} ; SZ7:u895E  
} ; ?9vuuIE  
m<G,[Yc  
+:2klJ  
最后一个单参数binder就很容易写出来了  l03B=$  
2F[ q).  
template < typename Func, typename aPicker > S E<FL/x1#  
class binder_1 ]Ee?6]bN  
  {  y`iBFC;_  
Func fn; s3N'02G  
aPicker pk; 1}+3dB_s  
public : B^=-Z8  
t3WiomNCc  
template < typename T > m[osg< CR_  
  struct result_1 TvoyZW\?w  
  { >-?f0 K  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; =>S]q71  
} ; 1NFsb-<u  
J6"9v;V  
template < typename T1, typename T2 > -]Bq|qTH[(  
  struct result_2 >tS'Q`R  
  { d7^}tM  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; b#c:u2  
} ; &N9 a<w8+  
Yu/ID!`Z  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} krxo"WgD  
-:^U_FL8un  
template < typename T > W-f=]eWg  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Jumgb  
  { &;6`)M{*}  
  return fn(pk(t)); 1UgEI"#a6g  
} `cn#B BV  
template < typename T1, typename T2 > 2ACCh4(/P  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const R+:yVi[F]U  
  { OF>mF~  
  return fn(pk(t1, t2)); 2>9C-VL2  
} 1.JK3 3  
} ; ZgJQ?S$D  
 'c&Ed  
lgAoJ[  
一目了然不是么? 5<k"K^0QS  
最后实现bind ~\SGb_2  
OnziG+ak  
$p8xEcQdU#  
template < typename Func, typename aPicker > iozt&~o  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) X #dmo/L8  
  { phkwN}6  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ^#-l q)  
} @s>Czm5  
 N];NAMp  
2个以上参数的bind可以同理实现。 FZ QP%]FX  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 fb7;|LF  
)* :gqN  
十一. phoenix mUC)gA/  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: PQt")[  
w(Ovr`o?9t  
for_each(v.begin(), v.end(), SGRp3,1\4%  
( yN0Vr\r2  
do_ ]! &FKy  
[ BZ#(   
  cout << _1 <<   " , " Y Uc+0  
] pad*oPH,  
.while_( -- _1), g axsv[W>^  
cout << var( " \n " ) P8 c`fbkX2  
) q_8+HEvo  
); A  'be8  
@s&71a  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: Q}JOU  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor 2W(s(-hD  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 I|!OY`ko  
那么我们就照着这个思路来实现吧: hag$GX'2k  
c ]-<vkpV  
Gu,wF(x7A  
template < typename Cond, typename Actor > o[4}h:> dq  
class do_while l4YbKnp]  
  { c]<5zyl"j1  
Cond cd; 0o4XUW   
Actor act; ]mq|w  
public : F<1fX7c  
template < typename T > -IudgO]  
  struct result_1 .LZ?S"z$ w  
  { h*a(_11  
  typedef int result_type; ",t?8465y  
} ; **0~K";\  
sdrfsrNvB-  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} ]cvwIc">  
0auYG><=  
template < typename T > i"FtcP^  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ]A `n( "%  
  { }tu C}  
  do }#+^{P3;  
    { }&D WaO]J7  
  act(t); {WS;dX4  
  } uMv,zO5  
  while (cd(t)); bWS&Yk(  
  return   0 ; FxY}m  
} lFj]4  
} ; ~P qM]^  
E=Bf1/c\  
RC"MdcD:]y  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). B mb0cF Q  
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。 "{xrL4BtC  
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。 Kw^7>\  
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。 ">nxHU  
下面就是产生这个functor的类: v/plpNVp >  
#%2rP'He  
 }v{LRRi  
template < typename Actor > I@N8gn  
class do_while_actor I 34>X`[o  
  { gJ+'W1$/  
Actor act; V Q@   
public : e%M;?0j  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} =XQ%t @z0  
RP|`HkP-2  
template < typename Cond > DCa^ u'f  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; -i|}m++  
} ; Gz0]}]A  
G*MUO#_iuh  
7A7?GDW  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 **CR} yV  
最后,是那个do_ >'$Mp<  
Y@iS_lR  
.Hm>i  
class do_while_invoker >:!5*E5?  
  { _f,C[C[e&  
public : ({_{\9O,3  
template < typename Actor > c6]U E@A  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const s8Q 5ui]  
  { :-Z2:/P  
  return do_while_actor < Actor > (act); qR{=pR  
} cjY-y-vO  
} do_; 6MW{,N  
P+sW[:  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 3?yg\  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 (C L%>5V  
最后来说说怎么处理break和continue l'qg8  
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。 D_7,m%Z:  
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
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五