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
  • 4912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 p -$C*0{  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 qy|bOl  
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, #R5\k-I  
StJb-K/_cL  
-`' |z+V  
8;gi8Y  
  class filler 4<[?qd 3v=  
  { ; $rQ  
public : 4r$#-  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} xVPSL#>  
} ; w>2lG3H<  
]y {tMC  
:la i0> D  
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: IRg2\Hq  
 /!ElAL  
$^Xxn.B9  
~);4O8~.  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); ~DD _n  
"]"0d[d  
C@Wzg  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 I7vP*YE 7F  
N[ = I  
JA4Zg*7I  
i$y=tJehi  
二. 战前分析 bkJ bnW=  
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。 =OK#5r[UV  
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 k5< n:dS  
-o+t&m  
04U|Frc  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); }tt%J[  
  /* --------------------------------------------- */ Z0&^(Fb  
vector < int *> vp( 10 ); FJ84 'T\~  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); bbjba36RO  
/* --------------------------------------------- */ $tu   
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); ^X&`YXjuN  
/* --------------------------------------------- */ Vu(NP\Wm  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 6 :4GI  
  /* --------------------------------------------- */ | +;ZC y  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); DG;u_6;JR  
/* --------------------------------------------- */ :kHk'.V1(  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ftY&Q#[  
#)S}z+I  
mH,s!6j?Vp  
4>(K~v5;N  
看了之后,我们可以思考一些问题: B <s+I#  
1._1, _2是什么? H s)]  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 r)S:= Is5  
2._1 = 1是在做什么? F,_cci`p  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 ),{3LIr  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 2M+RA}dX  
(~G*' /)  
@zS/J,:v}  
三. 动工 0c>>:w20D  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: qt OuA  
^U~Er'mT  
E{6ku=2F  
aKMX-?%t4  
template < typename T > v Z10Rb8  
class assignment Fe[6Y<x+:  
  { sA6HkB.  
T value; ~jw:4sG  
public : No\#N/1@P  
assignment( const T & v) : value(v) {} *4~7p4 [  
template < typename T2 > )%jS9e{d  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } ?4SYroXUX|  
} ; q[/g3D\G  
@16y%]Q-E#  
IRM jL.q  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 U+VJiz<!  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment <@`K^g;W  
wSjy31  
ZS:[ZehF  
UP-2{zb |?  
  class holder 9>+>s ?IgK  
  { x/1FQ>n:9  
public : zpT{!V  
template < typename T > `T[yyOL/  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const [vtDtwL  
  { QPVr:+\B{  
  return assignment < T > (t); 8;=?F>]xn  
} W=2.0QmW  
} ; bY`Chb.  
|QzJHP @  
Rt%Dps%  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: .~'q yD2V  
Ge$&k  
  static holder _1; Q3lVx5G>4  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 _)-2h[  
&\?{%xj  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 );  UDpI @  
而不用手动写一个函数对象。 J'cE@(US  
.WOF:Nu4  
@W+8z#xr'  
,,XHw;{  
四. 问题分析 w;VUP@Wm  
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。 Y\!:/h]E&  
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。 s5 Fn("h]n  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 p38s&\-kEN  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 L%9yFg%u  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 avS9"e  
hQSJt[8My  
五. 问题1:一致性 5}N O~Xd<  
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?| Cyv_(Oh?dv  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 'iYaA-9j  
uJ*|SSN~  
struct holder YVY(uq)d  
  { C~iFFh6:  
  // b(ryk./ogx  
  template < typename T > Vfw +m1sS  
T &   operator ()( const T & r) const I |D]NY^  
  { RkdAzv!Y7  
  return (T & )r; # 9f 4{=\  
} n O}x,sG2'  
} ; jM@@N.  
d\z':d .Tt  
这样的话assignment也必须相应改动: 43J8PMY  
}=3W(1cu-  
template < typename Left, typename Right > HSl$ U0  
class assignment ]*S_fme  
  { uuh vd h=  
Left l; 1_W5@)  
Right r; Qe/=(P<  
public : Hi{!<e2  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} hG'2(Y!  
template < typename T2 > Z.LF5ur  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } S67T:ARS  
} ; FHH2  
zGFW?|o<  
同时,holder的operator=也需要改动: P3XP=G`E  
(Gxv?\  
template < typename T > D+_PyK~ jc  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const X'bp?m  
  { }Lwj~{  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); **YNR:#Y  
} RZE:WE;5  
PZA;10z  
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。 $j}sxxTT  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 =09j1:''<d  
*DoEDw  
return l(rhs) = r; ~h[lu^ZSi  
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。 G@Zi3 5  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: S+OI?QS  
")M.p_b[Z=  
template < typename Tp > 8CSvg{B  
class constant_t !c`Q?aGV)  
  { 0\}j[-`pF  
  const Tp t; ~KfjT p#  
public : -+I! (?  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} <F.Ol/'h  
template < typename T > 7#|NQ=yd  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const Sdt2D  
  { &FvNz  
  return t; U14dQ=~b/  
} $l[*Y  
} ; 1@qb.9wZ6  
7iJk0L$]x  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 .r*b+rc;]  
下面就可以修改holder的operator=了 U ._1'pW  
=yNHJHRA#  
template < typename T > #XY]@V\  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const cwC, VYVl  
  { J2[QHr&tn  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); qP<,"9!I  
} \M532_w  
}w]xC  
同时也要修改assignment的operator() >qUO_>  
8"* $e I5  
template < typename T2 > |~CnELF)  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } a@r K%Iff  
现在代码看起来就很一致了。 D3lYy>~d5;  
80]TKf>  
六. 问题2:链式操作 ];2eIe  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 h+^T);h};|  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 n0i&P9@B1  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 FfgJ 2y  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 0j/81Y}p  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct xNqQbk F  
G =4y!y  
template < typename T > B# H  
struct result_1 IFTW,9hh  
  { #"yf^*wX  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 7ER 2 h*  
} ; f}'gg  
^{K8uN7  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: qL+y8*  
(Mm{"J3uv  
template < typename T > A7RX2  
struct   ref #f~a\}$I  
  { d,+n,;6Cf  
typedef T & reference; jb![ Lp  
} ; i }g xq  
template < typename T > t5Mo'*j =  
struct   ref < T &> K]Cvk%  
  { v(7A=/W_  
typedef T & reference; E6@ ;e-]j  
} ; {n{}Y.  
:{ T#M$T  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 3ElpS^ 2W  
l=]vC +mU  
template < typename T > n1/lE)  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const Wkk Nyg,  
  { 1;gSf.naG  
  return l(t) = r(t); 2!otVz! Mh  
} ,< icW &a  
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。 bgK(l d`  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 QPcB_wUqu  
>oNk(. %  
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 Z%{f[|h9}  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: '> Q$5R1  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 U44H/5/  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 +=k|(8Js#  
最后的布局是: l.W:6", w  
                Add F`Y<(]+   
              /   \ KUyJ"q<W  
            Divide   5 5#o,]tP  
            /   \ (*x "6)`  
          _1     3 k0IU~y%  
似乎一切都解决了?不。 `~]ReJ!X%  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 fx-*')  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 oCYD@S>h  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: /nP=E  
6;pREM+  
template < typename Right > MX0B$yc$  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const T!a[@,)_  
Right & rt) const RGLA}|  
  { `x VA]GR4c  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Wd5t,8*8  
} y#DQOY+@^#  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 *]6dV '  
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。 W 8NA.  
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。 ^e,RM_.  
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。 i?/?{p$#a-  
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。 $bosGG  
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? 9p4U\hx  
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: ex+AT;o  
vrv*k  
template < class Action > swFOh5z  
class picker : public Action ~`E4E  
  { B^?XE(.  
public : #+PbcL  
picker( const Action & act) : Action(act) {} o {LFXNcg[  
  // all the operator overloaded `C?OAR44  
} ; fO>~V1  
Q9>]@DrAx  
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。 3@?YTez#  
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: $@k w>2  
F8Wq&X#r  
template < typename Right > 1[`<JCFClc  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 6{X>9hD  
  { .A/H+.H;  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); }2,#[m M  
} 6S[D"Q94  
3= zQ U  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > *KH@u  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 eBIR *TZ):  
"J{zfWr  
template < typename T >   struct picker_maker a4RFn\4?  
  { U.'@S8  
typedef picker < constant_t < T >   > result;  0QqzS  
} ; p'k+0=  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   >  7~nCK  
  { E0]h|/A]  
typedef picker < T > result; z44~5J]  
} ; SYPMoE!U:  
l|em E ^  
下面总的结构就有了: \q'fB?bS^  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 )N 6[rw<  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 a&"*UJk<?  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 H`lD@q'S  
至此链式操作完美实现。 "@w%TcA  
E}9ldM=]s  
rI+w1';C1  
七. 问题3 z xUj1  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 Pm(:M:a  
_lv:"/3R  
template < typename T1, typename T2 > GPLt<K!<#  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const '2$!thm  
  { oK:P@V6!  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); %H@76NvEz  
} zn1Rou]6  
~C7<a48x  
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: 1DtMY|wP  
]=VS~azZ5  
template < typename T1, typename T2 > ?}v%JUcs  
struct result_2 >TnQ4^;v.  
  { /8t+d.r;/  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 0uO=wOIhH  
} ; WAXts]=  
m<"fRT!Y  
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? RLOQ>vYY  
这个差事就留给了holder自己。 yUmsE-W  
    I''R\B p  
A{x 7  
template < int Order > 2qMsa>~  
class holder; Z WRRh^  
template <> 8{SU?MHQLE  
class holder < 1 > G? gXK W  
  { u<=KC/vZe  
public : "Lq|66  
template < typename T > JOx ,19r  
  struct result_1 k+#l;<\2  
  { 5vX 8mPR_  
  typedef T & result; 6y,P4O*q  
} ; _s^:zPl  
template < typename T1, typename T2 > {hRie+  
  struct result_2 ! M&un*  
  { /dJ)TW(Ir  
  typedef T1 & result; #t2UPLO~  
} ; J2< QAX  
template < typename T > 0$L0fhw.  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const !_-sTZ  
  { ;i9<y8Dha  
  return (T & )r;  Vm;Q w  
} j-`X_8W  
template < typename T1, typename T2 > ~J>gVg%66  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const =Cy>$/H64  
  { b}Hl$V(uD  
  return (T1 & )r1; 1m<?Q&|m$  
} !H|82:`t+  
} ; Ryba[Fz4Di  
3 E!<p  
template <> "R2t&X[9  
class holder < 2 > DxKfWb5 R  
  { w-H%B`/  
public : V l~Y  
template < typename T > C7 ]DJn  
  struct result_1 d9-mWz(V+  
  { '*N9"C  
  typedef T & result; k/_8!^:'  
} ; A?IZ( Zx(`  
template < typename T1, typename T2 > S`@6c$y k  
  struct result_2 Ur([L&  
  { k'ZUBTRq!  
  typedef T2 & result; 3_\{[_W  
} ; 2@3.xG  
template < typename T > $TA6S+  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const gJ3OK!/  
  { jxnQG A  
  return (T & )r; RHx+HBZ  
} ~i }+P71  
template < typename T1, typename T2 > }xf='lE  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const nRXSW&V"m  
  { ..q63dr  
  return (T2 & )r2; Le` /  
} ?VZ11?u  
} ; 88#qu.  
 H\=LE  
^s2m\Q(  
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> >。 Z[k#AgC)  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: [EmOA.6  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 1J-Qh<Q   
C '-zh\a  
return l(i, j) = r(i, j); OHHNWg_5  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) aI={,\  
$K?T=a;z  
  return ( int & )i; )pjjW"C+  
  return ( int & )j; %9QMzz5  
最后执行i = j; # 5y9L  
可见,参数被正确的选择了。 {}g %"mi#  
&N"'7bK6n  
jB%"AvIX  
$AA~]'O>6:  
>lraYMc<rZ  
八. 中期总结 ` y^zM/Ib  
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: _oJ2]f6KX  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 Dh&:-  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ,G[r+4|h  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor c{mKra  
>P\h,1  
A,m4WO_q3  
&0+x2e)7g  
YgfSC}a  
~*7O(8  
九. 简化 Jt2,LL:G  
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。 3tT|9Tb@  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ` URSv,(  
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: 8"km_[JE e  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 g>~cs_N@  
  +-*/&|^等 (VYR!(17  
2. 返回引用。 9Hf*cQ  
  =,各种复合赋值等 83KfM!w  
3. 返回固定类型。 h_&4p= SQ  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ptV4s=G2  
4. 原样返回。 _{6,.TN  
  operator, ~LawF_]6  
5. 返回解引用的类型。 ;RWW+x8IB  
  operator*(单目) 8%o~4u3  
6. 返回地址。 lo+xo;Nd  
  operator&(单目) 4? m/*VV  
7. 下表访问返回类型。 5Noe/6  
  operator[] ^oQekga\l  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ${hyNt  
  operator<<和operator>> -6rf( ER  
SkiJ pMN  
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。 7fTxGm  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 1@A7h$1P  
cVQatm  
template < typename Left > xi6 80'  
struct value_return ^Sy^+=wK3  
  { 29"mE;j  
template < typename T > j\2] M  
  struct result_1 44|deE3Z  
  { YF}9k  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; bnijM/73  
} ; $brKl8P  
9v~1We;{$  
template < typename T1, typename T2 > \s=QiPK  
  struct result_2 Bu7A{DRf  
  { %6AYCN?Ih  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; UhsO\9}qH  
} ; 0jBKCu  
} ; MWBXs7 5I  
W`#gpi)7N  
xME(B@j  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait xN6?yr  
It%T7 X#  
下面我们来剥离functor中的operator() o;3j:# 3 |  
首先operator里面的代码全是下面的形式: -NAmu97V}  
" Wp   
return l(t) op r(t) <O;&qT*b  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) }dy9I H  
return op l(t) oG!6}5  
return op l(t1, t2) "?$L'!bM@  
return l(t) op A&N$tH  
return l(t1, t2) op !q!"UMiG  
return l(t)[r(t)] ,# ]+HS^B  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 7g-Dfg.w  
4Mk8Cpz  
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: Y|mW.  
单目: return f(l(t), r(t)); 1{^CfamF  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); [!W5}=^H  
双目: return f(l(t)); y'^F,WTM  
return f(l(t1, t2)); neF8V"-u&  
下面就是f的实现,以operator/为例 eaEbH2J  
{`a(Tl8V  
struct meta_divide 8pqs?L@W  
  { Gc wt7~  
template < typename T1, typename T2 > FtE90=$  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ri:,q/-  
  { '}_=kp'X  
  return t1 / t2; )&>L !,z  
} f6Ml[!aU  
} ; =tq1ogE  
ThtMRB)9  
这个工作可以让宏来做: 6_WmCtvF  
Z%#^xCz;w>  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ jDkm:X}:  
template < typename T1, typename T2 > \ {t&*>ma6)  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; d [r-k 2  
以后可以直接用 :WVSJ,. !  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) OZ=Cp$  
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 f_rp<R>Uu  
(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。。。) Wj&nUp{  
$|k%@Q>  
975 _d_U  
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 xpAok]  
^CUSlnB\(  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > )#a7'Ba  
class unary_op : public Rettype  7SaiS_{:  
  { WVOoHH  
    Left l; P7Xg{L&@.  
public : "v5ElYG  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} rS4%$p"  
(Ux [[  
template < typename T > [,rn3CA  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const (Izf L1  
      { ?IILt=)<  
      return FuncType::execute(l(t)); iUTU*El>  
    } f~q4{  
L"^OdpOs  
    template < typename T1, typename T2 > 5Dd:r{{ Q  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const s"WBw'_<<  
      { $C u R}g  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); 6x/s|RWL1  
    } Fwb5u!_,  
} ; aZ6'|S;  
<6/= y1QC)  
0'`S,  
同样还可以申明一个binary_op 6lsEGe  
`Ug tvo  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > $Zxt&a  
class binary_op : public Rettype  t!jYu<P  
  { "TNVD"RLY  
    Left l; J:AMnUOcDi  
Right r; @MOCug4  
public : B)M& \: _  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} &pL/ @2+  
l[oe*aYN7  
template < typename T > Lc|{aN  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const P 6.!3%y  
      { TcJ$[  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); &qKig kLd  
    } P\AqpQv  
t+O e)Ns  
    template < typename T1, typename T2 > ,:UX<6l R  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const q_sEw~~@!  
      { i$C-)d]  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); lI6W$V\,  
    } &n>7Ir  
} ; nR[^|CAR  
rEM#D]k  
at| \FOKj  
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 H:Y&OZ  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 [1SMg$@<  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) |cgui  
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。 cS(;Qs]Q  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! G>K@AW #  
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。。。 0e16Ow6\!1  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 8vSIf+  
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) [EOVw%R  
下面是修改过的unary_op @PX\{6&  
,F9nDF@)  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > &I/qG`W  
class unary_op ugLlI2 nJ  
  {  Gq1)1  
Left l; r[pF^y0   
  ;&S;%W>|  
public : 9->q|E4  
y`S o&:1  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} <<,>S&/  
mp1ttGUtM  
template < typename T > QIK 9  
  struct result_1 `N'V#)Pi  
  { (`c G  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 59lj7  
} ; sJU`u'w  
qybxXK:  
template < typename T1, typename T2 > ^2C>L}  
  struct result_2 jn=:G+0  
  { Ilq=wPD}j  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; R5(T([w'  
} ; [E|uY]DR  
fd1C {^c  
template < typename T1, typename T2 > y}"7e)|t%  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const /pykW_`/-  
  { y vI<4F  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); "@yyXS r  
} X{Zm9T  
B(,:haAr  
template < typename T > ue\t,*KYd  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const |`0n"x7  
  { fzPZ|  
  return OpClass::execute(lt(t)); |]sx+NlNc  
} JvL{| KtyU  
S|AjL Ng#  
} ; g7n "  
?fK1  
E!mmLVa9  
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 qZ+H5AG2  
好啦,现在才真正完美了。 ?obm7<  
现在在picker里面就可以这么添加了: Gu;OV LR|  
;;#`#v  
template < typename Right > _A'{la~k  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const v("wKHWTI@  
  { DNP@A4~  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); G%{0i20_  
} QJBr6   
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。 #*^+F?o,(  
5-vo0:hk  
"pvH0"Q*  
%l !xkCKA  
OZ(dpV9.S  
十. bind xDjV `E]  
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。 T?wzwGp-[  
先来分析一下一段例子 qLK?%?.N<  
Jp~zX lu  
X.V[0$.;  
int foo( int x, int y) { return x - y;} L:R<e#kgS  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 ]Kh2;>= Xj  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 8Vn4.R[vE  
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。 7o]HQ[xO  
我们来写个简单的。 )jDJMi_[  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 'jfRt-_-  
对于函数对象类的版本: j-b*C2l  
&c%Y<1e`%  
template < typename Func > K7(MD1tk  
struct functor_trait r>t1 _b+nu  
  { ,wj"! o#  
typedef typename Func::result_type result_type; C+N k"l9  
} ; Qa4MZj ;$K  
对于无参数函数的版本: EgM*d)X  
JL^2l$up  
template < typename Ret > ]?LB?:6  
struct functor_trait < Ret ( * )() > zP)~a  
  { ~ 'Vxg}  
typedef Ret result_type; C9~~O~7x  
} ; A :e;k{J  
对于单参数函数的版本: h~} .G{"  
l#qv 5f  
template < typename Ret, typename V1 > D E/:['  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > E"PcrWB&  
  { Xm!-~n@-m7  
typedef Ret result_type; nJFg^s 1  
} ; B[o`k]]  
对于双参数函数的版本: kOrl\_!z3  
!0}\&<8/m  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > WO*9+\[v  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > o l ({AYB  
  { sen=0SB/  
typedef Ret result_type; UKBJ_r  
} ; 6lFfS!ZFA  
等等。。。 rf K8q'@  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy dcfe_EuT  
nsuX*C7  
template < typename Func > xge7r3i  
struct func_return L 3XB"A#  
  { U5r}6D!)  
template < typename T > c j$6  
  struct result_1 }}{Yw  
  { {6Au3gt/  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; !CY&{LEYn0  
} ; x3G:(YfO  
+[-i%b3q  
template < typename T1, typename T2 > 5Fw - d  
  struct result_2 }IaA7f  
  { ]uh3R{a/  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; #f,y&\Xmf  
} ; \2v"YVWw  
} ; nv/[I,nw  
Gh( A%x)  
t ?eH'*>  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 @%ECj)u`O  
83Ou9E!W  
template < typename Func, typename aPicker > zGo|JF  
class binder_1 K\?]$dK5  
  { DBH#)4do@  
Func fn; k;^ :  
aPicker pk; uE5X~  
public : e":G*2a  
vGd1w%J-  
template < typename T > PAF8W lg  
  struct result_1 9$*s8}|  
  { 7<\C ?`q"  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; C(?blv-vM0  
} ; V-yUJ#f8[  
tT%/r,  
template < typename T1, typename T2 > +0$/y]k  
  struct result_2 r%]Qlt ~K  
  { *C|  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ^s:y/Kd  
} ; >l5$9wO  
O6s.<` \  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} iJh!KEy~A5  
Sm{>rR  
template < typename T > Q[4: xkU  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const fxQN+6;  
  { $iw%(H  
  return fn(pk(t)); %yS3&Ju  
} 3251Vq %  
template < typename T1, typename T2 > H*I4xT@  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const G;iEo4\?  
  { y' C-[nk  
  return fn(pk(t1, t2)); [U{UW4  
} &:#h$`4  
} ; }Fb!?['G5  
4"?^UBr  
SX0_v_%M  
一目了然不是么? N@T.T=r  
最后实现bind ed!>)Cb  
V A^l+Z,d  
T]9\VW4  
template < typename Func, typename aPicker > es:2M |#O  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) aptY6lGv-|  
  { tOl e>]  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); u{H?4|'(  
} %3Z/+uT@v]  
kSncZ0K{  
2个以上参数的bind可以同理实现。 e&<yX  
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。 0ezYdS~o  
{Tp2H_EG  
十一. phoenix 6=GZLpv  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Q 9F)  
W&Y"K)`  
for_each(v.begin(), v.end(), VyLH"cCv  
( (=x"Y{%  
do_ D@ek9ARAq  
[ I27,mS+]  
  cout << _1 <<   " , " #o`Ny4sq/  
] ` |Z}2vo;j  
.while_( -- _1), PXKJ^fa  
cout << var( " \n " ) <cN~jv-w$  
) m:QG}{<.h  
); B^ 7eoW  
a6xj\w  
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: 7*+]wEs  
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 >p\e 0n  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 )(M7lq.e7  
那么我们就照着这个思路来实现吧: &]6) LFm  
=qVP]  9  
~#K@ADYr  
template < typename Cond, typename Actor > gk0.zz([  
class do_while tA.`k;LT  
  { L71!J0@a#  
Cond cd; nSx8E7 |V  
Actor act; -T@`hk`  
public : ~EiH-z4U  
template < typename T > PyC0Q\$%  
  struct result_1 (?)7)5H  
  { \;5\9B"i  
  typedef int result_type; UPU+ver  
} ; 2 !1.E5.I  
U%<rn(xWXD  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} }j5 a[L  
alMYk  
template < typename T >  l~s7Ae  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const lJ;J~>  
  { ;r\(p|e  
  do Z4TL6 ]^R  
    { w42OF7f  
  act(t); zk_Eb?mhwV  
  } ;zTuKex~  
  while (cd(t)); Ol /\t  
  return   0 ; 6aO2:|:yP  
} gO?44^hMe  
} ; @LE[ac  
f7urJ'!V  
K-vWa2  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). H;ZHqcUX  
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。 7u.|XmUz  
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。 [4Ll0GSp  
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。 kK>Xrj6  
下面就是产生这个functor的类: |iYg >  
zSTR^sgJ  
RSfM]w}Hq#  
template < typename Actor > +ZsX*/TOn  
class do_while_actor Z$KLl((  
  { D |bBu  
Actor act; R"Liz3Vl%  
public : b}!3;:iD  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} rM}0%J'  
S:Q! "U  
template < typename Cond > ~^I> #Dd  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; : 9!%ZD  
} ; "bQ[CD  
jF"YTr6  
9W7#u}Z  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 j|fd-<ng  
最后,是那个do_ le)DgIT>=  
8ip7^  
.Ce8L&cU  
class do_while_invoker nt1CTWKM8^  
  {  v9RW5  
public : *V^ #ga#A  
template < typename Actor > is; XmF*5=  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const O>y'Nqz  
  { MhEw _{?  
  return do_while_actor < Actor > (act); !eR3@%4  
} r{Rg920  
} do_; yTM3^R(  
V3N0Og3  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? cR{>IH4^  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 H!IshZfktn  
最后来说说怎么处理break和continue 2C^B_FUg|]  
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。 LE^G&<!  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八