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
  • 5947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 59Tg"3xB<  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 >Oi2gPA  
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, `hK>bHj  
=N*%f%  
NDe[2  
5}X<(q(  
  class filler anz9lGG#  
  { N.5KPAvg%  
public : V 4\^TO`q=  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} 1%/ NL?8#  
} ; hk"9D<&i>b  
&3 XFg Ho  
^T}}4I_Y  
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: 8t T&BmT  
2sd ) w  
s.p1L  
k}I5x1>&  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); C>JekPeM  
x  tYV"  
y?*[}S  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 $/<"Si&(  
i)@U.-*5m  
U+9- li  
j1;_w  
二. 战前分析 _#J_$CE#  
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。 cYq']$]  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 vR%j#v|s  
]5o0  
_gPVmGG  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 8u:v:>D.'  
  /* --------------------------------------------- */ as\<nPT{Fj  
vector < int *> vp( 10 ); PuCwdTan_  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Y-Ziyy  
/* --------------------------------------------- */ To#E@Nw  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); LY\ddI*s  
/* --------------------------------------------- */ 0okO+QU,a  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ;B|^2i1Wi  
  /* --------------------------------------------- */ teq^xTUF[  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); #51 4a(6  
/* --------------------------------------------- */ o;M.Rt\A  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); |n|U;|'^  
P S_3Oq)  
gtaV6sD  
Qm35{^p+  
看了之后,我们可以思考一些问题: G| QUujl  
1._1, _2是什么? Tsm)&$JI8  
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。 [|:QE~U@  
2._1 = 1是在做什么? ~8H&m,{j  
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。 m0x J05Zx  
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。 5YTb7M  
zmy4tsmX  
0v_6cYA  
三. 动工 L~*|,h  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: xQNw&'|UU  
_dYf  
P3wU#qU  
 D rF  
template < typename T > PtVo7zO ye  
class assignment ]~j_N^oZ1X  
  { pr62:  
T value; (*Gi~?-  
public : }j+~'O4m  
assignment( const T & v) : value(v) {} =F'l's^j  
template < typename T2 > f nLR  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } + >T7Q`64  
} ; vh9kwJyT  
b{~fVil$y  
%+AS0 JhB  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 T7>4 8eH  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ewb*?In  
ntrY =Y  
8Zcol$XS'  
=&di4'`  
  class holder b34zhZ  
  { }G>v]bV0V  
public : ;yk9(wea}"  
template < typename T > @wd!&%yzO  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const E/"YId `A  
  { jGO9n  
  return assignment < T > (t); )LkM,T  
} tj#=%m?8V;  
} ; K(-G: |  
mV6#!_"  
a(PjcQ4dY  
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: eP V-yy  
G*kE~s9R  
  static holder _1; 07.nq;/R  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 3c01uObTL  
"-G&=(  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); u/z,92mmS  
而不用手动写一个函数对象。 8ku? W  
??|d=4g\  
Ivz+Jj w  
((Vj]I% ;  
四. 问题分析 Hfh@<'NL]  
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。 MC4284A5  
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。 f:_=5e +  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Oq #o1>  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 DY)D(f/&3  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 n?y'c^  
^c/mj9M#C  
五. 问题1:一致性 B1|?RfCe  
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?| Qy4X#wgD  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 qru2h #  
PYdIP\<V  
struct holder 5."5IjZu  
  { {F;,7Kn+l  
  // X}3P1.n:  
  template < typename T > ]WTf< W<  
T &   operator ()( const T & r) const ]O6KKz  
  { x7vq?fP0n  
  return (T & )r; XxmJP5  
} "nVK< Vd  
} ; K5P Gi#  
RxlszyE  
这样的话assignment也必须相应改动: x^zdTMNhw  
I)[`ZVAXR  
template < typename Left, typename Right > W;^Rx.W  
class assignment "4 'kb  
  { G1kDM.L  
Left l; l<u{6o  
Right r; }16&1@8  
public : &J\B\`  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} \eEds:Hg  
template < typename T2 > [_j6cj]  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } :9(3h"  
} ; `2>XH:+7F  
?lF mXZy`  
同时,holder的operator=也需要改动: \|v`l{  
N2ni3M5v  
template < typename T > %,33gZzf  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const E|Q{]&$;Z"  
  { ||R0U@F,  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); /rqqC(1  
} 3 t/ R2M  
6hp{,8|D"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。 I|H,)!Z  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 5i|s>pD4z1  
):/,w!1  
return l(rhs) = r; zT$0xj8  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 _~juv&  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Sbp  
_B}9 f  
template < typename Tp > U9x4j_.q  
class constant_t 9H>BWjS  
  { +eU`H[iu  
  const Tp t; }6<)yW}U  
public : h5x*NM1Ih  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} {W-5:~?"  
template < typename T > Dh2#$[/@1  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 3Hs$]nQ_X  
  { DUqJ y*F(  
  return t; w nWgy4:  
} j+$ M?Z^  
} ; hXNH"0VCV  
zkd3Z$Ce  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 C9o$9 l+B  
下面就可以修改holder的operator=了 j]>=1Rd0b(  
>o#ERNf  
template < typename T > h(_P9E[g  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const \WcB9  
  { [ne" T  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); +)zDA:2Wa"  
} I|Z/`9T  
&&&9  
同时也要修改assignment的operator() .x EJaID\N  
`-o5&>'nf  
template < typename T2 > MvBD@`&7  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } F,Q?s9s  
现在代码看起来就很一致了。 R'L?Xn}3  
{H+?z<BF<  
六. 问题2:链式操作 J,RDTXqn  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 !I~C0u  
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。 n3'dLJH|  
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。 lw s(/a*c  
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。 {$0&R$v3  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct !Qcir&]C>  
]Dh1~k.Kp  
template < typename T > te)n{K",  
struct result_1 #9i6+. Z  
  { ujx@@N  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; %Z7%jma  
} ; fSjs?zd`  
l~rb]6E  
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: oKRFd_r+  
alc]  
template < typename T > +ZclGchw  
struct   ref "?P[9x}  
  { L@nebT;\'  
typedef T & reference; {M [~E|@D  
} ; zFywC-my@  
template < typename T > , |l@j%  
struct   ref < T &> IfMpY;ow=  
  { VRtO; F  
typedef T & reference; Z^*NnL.'  
} ; )yrAov\z*  
./7v",#*.'  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: Sl"BK0:%7  
K^aj@2K{  
template < typename T > nS.2C>A  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 9KyZEH;pY  
  { BRa{\R^I  
  return l(t) = r(t); 9_UN.]  
} +bUW!$G  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 Ny^'IUu  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 HxZ.OZbR  
;SKcbws  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 LQqfi ~  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: q? 9GrwL8F  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ] IS;\~  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 1[s0Lz  
最后的布局是: iX%n0i  
                Add > ws!5q  
              /   \ ?Wa<AFXQ  
            Divide   5 CU$)QH{  
            /   \ #9\THfb  
          _1     3 q$T8bh,2  
似乎一切都解决了?不。 4sIX O  
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。 NI.`mc6X d  
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。 {fU?idY)c  
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: qp&4 1  
`|EH[W&y  
template < typename Right > Pw{"_g  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const krjN7&  
Right & rt) const Xu#:Fe}:  
  { Xpl?g=B&u  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Xm|ib%no  
} ,9\Snn  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 K6B4sE  
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。 8teJ*sz  
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。 .YR8v1Cp  
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。 DW|vMpU]u  
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。 kiX%3(  
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? gu<V (M\  
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_\&GC  
$;`I,k$0>~  
template < class Action > =X@o@1  
class picker : public Action f-D>3qSS  
  { p411 `]Zf  
public : jct./arK  
picker( const Action & act) : Action(act) {} )Gb,^NGr  
  // all the operator overloaded 7@l<? (  
} ; ="'- &  
DP*@dFU"  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 O%g\B8 ;  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: k>5O`Y:  
R=M!e<'  
template < typename Right > / M@ PO"  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const :YNp8!?T?  
  { 56{I`QjX  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 3m=2x5 {L  
}  D:JS)+]  
wf9z"B  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > h1f8ktF  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 QDE$E.a  
!d8A  
template < typename T >   struct picker_maker 5I' d PNf  
  { QVtM.oi!Q  
typedef picker < constant_t < T >   > result; EB,4PEe:  
} ; 1'O0`Me>#  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > pM2a(\K,k^  
  {  zF: j  
typedef picker < T > result; re`t ]gzb  
} ; mQr0sI,o]  
8\# ^k#X  
下面总的结构就有了: 2d`c!  
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。 Uf$i3  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 c1%rV`)]  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 O+"ac /r  
至此链式操作完美实现。 62\&RRB i  
XYfv(y  
%|+E48  
七. 问题3 @cv{rr  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 T)SbHp Y  
H?Jm'\~  
template < typename T1, typename T2 > Z<"K_bj   
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const > 0.W`j(s  
  { dR+1aY;  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 4!%F\c46  
} sbS~N*{E  
ROdK8*jL  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: _^\$" nw  
][7p+IsB  
template < typename T1, typename T2 > F]_cbM{8/  
struct result_2 a$JLc a  
  { 8l>CR#%@C  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ' ~Q2!F  
} ; YI@Fhr &NU  
 &`Ck  
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? X?o( b/F -  
这个差事就留给了holder自己。 o2uj =Gnx  
    z$[C#5+2  
>oJkJ$|wU  
template < int Order > TH?9< C-C  
class holder;  +sZUJ  
template <> =yXs?y"  
class holder < 1 > 2UadV_s+s  
  { _MfD   
public : k \qiF|B)Z  
template < typename T > e@n!x}t8  
  struct result_1 fly,-$K>LO  
  { 2R.2D'4)`  
  typedef T & result; UVEz;<5@\  
} ; J4aB Pq`  
template < typename T1, typename T2 > tju|UhP3  
  struct result_2 &`!^Zq vG  
  { [j9E pi(  
  typedef T1 & result; (^n*Am;zlH  
} ; 51xk>_Hm}|  
template < typename T > s;1h-Oq (  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const :&w{\-0{  
  { -<f;l _(  
  return (T & )r; Q+$Tt7/  
} +j[oEI`e  
template < typename T1, typename T2 > ga0'zo9K  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Ph,- sR  
  { PQ U]l"A  
  return (T1 & )r1; ,)fkr]`<  
} \2kPq>hu  
} ; )^O-X.1  
x\@*6 0o  
template <> z@VP:au  
class holder < 2 > L,]=vba'$  
  { Tg ?x3?kw  
public : f CcD&<%  
template < typename T > aT!;{+  
  struct result_1 ~;#MpG;e  
  { "!UVs+)]  
  typedef T & result; BNucc']  
} ; %NARyz  
template < typename T1, typename T2 > Qt+:4{He  
  struct result_2 z/]q)`G  
  { ;<wS+4,  
  typedef T2 & result; mpay^.(%  
} ; G^Tk 20*  
template < typename T > W/+K9S25  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const HOi C  
  { ;LwqTlJ*[L  
  return (T & )r; ,|T7hTn=  
} BavO\{J#|0  
template < typename T1, typename T2 > SpSnoVI  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const b=[?b+  
  { z1V#'$_5-  
  return (T2 & )r2; 6Y384  
} 6oL1_)  
} ; Mi7y&~,  
(ywo a  
#-# NqX:  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 !1sU>Xb4J  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: .ln8|;%  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Iy7pt~DJ,  
k(s;,B\  
return l(i, j) = r(i, j); [=TCEU{"~  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) SU%DW4 6  
UlovXb  
  return ( int & )i; v3RcwySk  
  return ( int & )j; V5rp.~   
最后执行i = j; yy2I2Bv  
可见,参数被正确的选择了。 cu7(.  
Q(@IK&v  
D!LX?_cD1i  
z;}6f  
wz /GB8P  
八. 中期总结 P=8>c'Q  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: F?4(5 K  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 -uR72f  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 jUMf6^^  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor H{G{H=K_  
]B4}eBt5)@  
b"j|Bb  
#=,(JmQPt  
#`SD$;  
KLQ!b,=q  
九. 简化 9IZu$-  
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。 n \G Ry'  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 $1Nd_pD=  
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: &jQ?v@|1c  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 h y-cG%f  
  +-*/&|^等 &xS a7FY  
2. 返回引用。 pBJAaCGm  
  =,各种复合赋值等 tiaR4PB  
3. 返回固定类型。 5z/Er".P  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 2XSHZ|;  
4. 原样返回。 {I1~-8  
  operator, G*8GGWB^a  
5. 返回解引用的类型。 X" R<J#4  
  operator*(单目) mxG]kqi  
6. 返回地址。 9@VO+E$7L  
  operator&(单目) 3.R#&Zxt  
7. 下表访问返回类型。 _D!g4"  
  operator[] ' [0AHM  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 d]v+mVAyE  
  operator<<和operator>> /Wj,1WX~  
m6n!rRQ^U  
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。 6j9)/H P  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: c+' =hR[  
&*,:1=p  
template < typename Left > @ GDX7TPV  
struct value_return QB{rVI>mI!  
  { }xb=<  
template < typename T > %1U`@0  
  struct result_1 9}tG\0tL*  
  { h 8 @  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; @9G- m(?*  
} ; df*w>xS  
2 YxTMT  
template < typename T1, typename T2 > rjWLMbd.<  
  struct result_2 y9HK |  
  { 5F $V`kYT  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; CQg X=!q  
} ; wzWbB2Mb5  
} ; j ) vlM+  
R4's7k  
4rNL":"O  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 3 /6/G}s  
ZU2laqa_  
下面我们来剥离functor中的operator() A2H4k|8  
首先operator里面的代码全是下面的形式: g[z.*y/  
 -7]Xjb5  
return l(t) op r(t) )9nElb2  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) YE+$H%Jl!  
return op l(t) -M5=r>1;  
return op l(t1, t2) >H|` y@]  
return l(t) op 9ptFG]lZ  
return l(t1, t2) op .w? .ib(  
return l(t)[r(t)] c9Es%@]  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] =([av7  
=H5\$&xj4.  
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: alFjc.~}  
单目: return f(l(t), r(t)); ;&;W T  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); Ze^jG-SL$9  
双目: return f(l(t)); q }C+tn"\  
return f(l(t1, t2)); GR4?BuY,  
下面就是f的实现,以operator/为例 H^%.=kf  
|FR3w0o  
struct meta_divide Ju` [m  
  { kAzd8nJ'  
template < typename T1, typename T2 > `m~syKz4A  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) V`hu,Y;%  
  { f6=w3RS  
  return t1 / t2; D$e B ,~  
} jdqj=Yc  
} ; ctmQWrk|B  
7Hw<ojkt  
这个工作可以让宏来做: }odV_WT  
|01?w|  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ bMoAD.}  
template < typename T1, typename T2 > \ pb;")Q'  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; (zo^Nn9VJ  
以后可以直接用 N]/!mo?  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) |I8Mk.Z=FA  
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 @]CF&: P A  
(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。。。) Fw4*  
8Z#j7)G  
sYbH|}  
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 ?h\mk0[  
g<*jlM1r  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > S4NL "m  
class unary_op : public Rettype e,1u  
  { @)YY\l#  
    Left l; &R-H"kK?  
public : *=F(KZ  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} B33$ u3d  
*tQk;'/A]  
template < typename T > !%L,* '  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const wNCCH55Pt  
      { /ci]}`'ws  
      return FuncType::execute(l(t)); ,%"xH4d  
    } h+UnZfm  
]5CNk+`'  
    template < typename T1, typename T2 > @ CsV]97`  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ,lN5,zI=S  
      { A]`:VC=IU  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); D}mL7d1  
    } &wH:aD  
} ; QOFvsJ<s  
H:&?ha,9  
>O`l8tM  
同样还可以申明一个binary_op eBW=^B"y+  
Jcf"#u-Q/  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > P8yIegPY  
class binary_op : public Rettype nn~YK  
  { B;zt#H4  
    Left l; - Xupq/[,  
Right r; Rhgj&4  
public : h,t|V}Wb  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 1hQN8!:<  
"l~Ci7& !a  
template < typename T > |cbd6e{!  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ,32xcj}j)r  
      { f|3q^wjs  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); N_wp{4 0/  
    } ks(SjEF  
Ws[D{dS/  
    template < typename T1, typename T2 > a=}*mF[ug  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const wGKo.lt   
      { +=@^i'  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); '"YYj$> '  
    } 7v~j=Z>  
} ; 'VnwG  
Ggm` ~fS  
-$8.3\6h  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 L_O$>c  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 7 _jE[10  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) !AHAS  
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。 fZryG  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! :J_oj:0r"f  
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。。。 Pi6C/$ K  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 GuQRn  
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) JNU/`JN9f  
下面是修改过的unary_op I2Ev~!  
TRvZ  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > cgZaPw2 bw  
class unary_op D@54QJ<  
  { 'Z!G a.I  
Left l; iw]k5<qKj  
  f[~1<;|-  
public : -E>)j\{PX7  
 mw$Y  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} .J.vC1 4gi  
S'i;xL>  
template < typename T > kToOIx  
  struct result_1 bY8GA  
  { M?&zY "c  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Buc_9Kzw<+  
} ; 19u =W(  
oVO.@M#  
template < typename T1, typename T2 > D,;\F,p  
  struct result_2 +++pI.>(*Q  
  { ur%$aX)  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; y;`eDS'0.N  
} ; wz(K*FP  
440FhD Mj  
template < typename T1, typename T2 > p]|LV)R n  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const a:!uORQby  
  { pa/9F[  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); !c(QSf502  
} d,#.E@Po  
GrI&?=S^  
template < typename T > ocA]M=3~k  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const n Y w\'c  
  { f=:.BR{  
  return OpClass::execute(lt(t)); 5~VosUp e7  
} ?T'][q  
2W$lQ;iO  
} ; SG]K   
WStnzVe  
!C&%T]  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug Z5)eREi=  
好啦,现在才真正完美了。 ]|oJ)5P  
现在在picker里面就可以这么添加了: .[pUuVq]  
F'W> 8  
template < typename Right > Hcv u7uD  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 4br6$  
  { kn  Hv?#  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); [#b2%G1  
} v<h;Di@  
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。  W'/>et  
&^QPkX@p  
AlX3Wv }  
:=!Mh}i  
DdjCn`jqlf  
十. bind YMzBAf  
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。 Go8F5a@j  
先来分析一下一段例子 BQrL7y  
F @SG((`  
*@M3p}',M  
int foo( int x, int y) { return x - y;} %J P!{mqj  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 Da,Tav%b  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 8 njuDl  
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。 X#J6Umutm  
我们来写个简单的。 _/x& <,3  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 9M2f!kJP$  
对于函数对象类的版本: v*TeTA %  
G}Z4g  
template < typename Func > h_ ZX/k  
struct functor_trait 3 N%{B  
  { tbG8MXX  
typedef typename Func::result_type result_type; sBjXE>_#)  
} ; IC~ljy]y_  
对于无参数函数的版本: J W"  
uLW/f=7 L  
template < typename Ret > )x\z@g  
struct functor_trait < Ret ( * )() > $h[Yzl  
  { j$P I,`  
typedef Ret result_type; TmP8 q  
} ; x:-`o_Q*i  
对于单参数函数的版本: /bcY6b=:  
eE3-t/=  
template < typename Ret, typename V1 > /$`;r2LG  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > h}6_ybmZ  
  { tgN92Q.i6T  
typedef Ret result_type; G11cNr>*  
} ; 2ksA.,UB^9  
对于双参数函数的版本: )Vk:YL++  
qi\n]I  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > rO^xz7K^  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 'lQYJ0  
  { ~ x`7)3  
typedef Ret result_type; vInFo.e[4  
} ; g!^J,e=  
等等。。。 In(NF#  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy Mq+< mX7  
0xP:9rm  
template < typename Func > {hd-w4"115  
struct func_return OmNn,PCl8  
  { # "r kuDO  
template < typename T > `ue?Z%p|  
  struct result_1 ,+-h7^{`  
  { G8P+A1 f/>  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; =] KIkS3  
} ; e^frVEV  
[=~!w_  
template < typename T1, typename T2 > iS-K ~qa  
  struct result_2 /0\QL+^!  
  { HD00J]y_   
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 4*8&[b  
} ; dq1TRFu  
} ; j+0.= #{??  
C'<'7g4  
_3&/(B%H  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 :uvc\|:s  
<Kp+&(l,l  
template < typename Func, typename aPicker > J|?[.h7tO  
class binder_1 IUawdB5CB  
  { =1Sy@MbH3  
Func fn; MB O,\t.  
aPicker pk; ;tr)=)q &  
public : Rp4FXR jC  
gMay  
template < typename T > 9:\A7 =  
  struct result_1 D pNX66O  
  { O3xz|&xY&  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; m)k-uWc$C  
} ; I}%mfojC  
}K;iJ~kD1  
template < typename T1, typename T2 > -x?Hj/  
  struct result_2 D(@SnI+  
  { \E&thp  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Zh? V,39  
} ; ?o>6S EGW  
k(9s+0qe  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 24O d] f  
J[o${^  
template < typename T > `axQd%:AC  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const E6Q91Wz9f  
  { w= B  
  return fn(pk(t)); cf&C|U  
} <G}m#  
template < typename T1, typename T2 > 7YD\ !2b  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const C=s((q*  
  { $~ VcQ  
  return fn(pk(t1, t2)); T7s+9CE  
} 2_I+mQ  
} ; -G!6U2*#  
`|JI\&z  
9Q=>MOB-  
一目了然不是么? ^T+<!k  
最后实现bind 1sMV`qv>  
!,R  
8z0Hx  
template < typename Func, typename aPicker > /t5g"n3  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 9?!u2 o  
  { F*. /D~K  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); \CDAFu#  
} P 4H*jy@?  
`43vxcMg  
2个以上参数的bind可以同理实现。 uzO {{S-  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 % dYI5U89  
Cl{{H]QngX  
十一. phoenix Bd QQ9$@5  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: \Qp}|n1JY  
4t*<+H%  
for_each(v.begin(), v.end(), sq48#5Tc^r  
( ~{9x6<g!  
do_ '%:5axg?]  
[ z(jU|va{_1  
  cout << _1 <<   " , " dZ-Ny_@&  
] t3 K>\ :  
.while_( -- _1), 2-PI JO  
cout << var( " \n " ) @_(nd57oSs  
) EI<"DB   
); R:BBF9sK?  
VDPxue  
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: g8Ok ^  
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 A?\h|u<  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 D`8E-Bq  
那么我们就照着这个思路来实现吧: ;g6 nHek  
V02309Y  
& 8zk3  
template < typename Cond, typename Actor > q~mcjbLz  
class do_while ^sJ1 ^LT  
  { 2k%Bl+I  
Cond cd; +7`u9j.  
Actor act; l;XUh9RF`A  
public : FU^Y{sbDg  
template < typename T > 20n%o&kG]8  
  struct result_1 oUCS |  
  { sek6+#|=  
  typedef int result_type; h!ZZ2[  
} ; ER/\ +Z#Z  
B>1M$3`E  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 0H; "5  
R,uJK)m  
template < typename T > Wnb)*pPP  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const >Zi|$@7t-  
  { K~P76jAe$  
  do HE9. k.sS  
    { "MW55OWYU  
  act(t); 1LV|t+Sex  
  } "tpvENz2s  
  while (cd(t)); * .oi3m  
  return   0 ; \%Pma8&d  
} R%Kl&c  
} ; t!NrB X  
(q055y  
k&n\ =tKN  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 4U_rB9K$  
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。 o-~-F+mj#  
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。 gGF$M `  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 ^.nwc#  
下面就是产生这个functor的类: ?SBh^/zf  
3L%Y"4(mm  
w;@`Yi.WQ  
template < typename Actor > goG] WGVr  
class do_while_actor bDxPgb7N=  
  { N)`tI0/W  
Actor act; x*3@,GmZl  
public : y[TaM9<  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} F I80vV7  
&pa)Ee>  
template < typename Cond > I #Arr#%  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; s9^"wN YQ  
} ; xKRfl1  
ZKVp[A  
[I#Q  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 b=6ZdN1  
最后,是那个do_ f J,8g/f8  
*C,$W\6sz  
1Al=v  
class do_while_invoker :DF`A(  
  { ;Of?fe5:  
public : Q&\ZC?y4  
template < typename Actor > Tom}sFl][  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const GA({ri  
  { 0b!fWS?,k0  
  return do_while_actor < Actor > (act); \Qe'?LRu{  
} x'VeL|  
} do_; r%O rH-T  
h+\$ Z]  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? Ke'YM{  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 EfMG(oI  
最后来说说怎么处理break和continue H{p[Ghp  
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。 _Eet2;9  
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
温馨提示:欢迎交流讨论,请勿纯表情、纯引用!
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五