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
  • 3808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 > 5?c93?  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 .t9`e=%  
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, ^uphpABpD  
xwW(WHdC]  
Pa#Jwo  
/|#2ehE  
  class filler xi4b;U j  
  { TaaCl#g$?  
public : cvf?ID84  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} Jr%F#/  
} ; q2OF-.rE  
eD3\>Y.z  
7h2/8YUgQ  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: `sy_'`i>X  
LNrM`3%2-  
M,yxPHlN  
pAq PHD=  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); Nf2lw]-G4  
-e?n4YO*\  
HRQfT>"/  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 +?*.Emzl@  
~p:hqi1+<+  
|/c-~|%  
tUW^dGo.  
二. 战前分析 nv7)X2jja  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 }sJ}c}b  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 4~ &X]/_'  
;j[gE  
ux*G*QZ  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ew~uOG+  
  /* --------------------------------------------- */ 7/fJQM  
vector < int *> vp( 10 ); T,Q7 YI  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); "vkM*HP  
/* --------------------------------------------- */ uZ@qlq8  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); !>wu7u-  
/* --------------------------------------------- */ a+CJJ3T-  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ??|,wIRz  
  /* --------------------------------------------- */ A[`c+&  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); ~(NFjCUY?  
/* --------------------------------------------- */ (&V)D?/hS  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); AAuwE&Gg  
cVarvueS  
=Lb(N61  
/UY'E<wBx  
看了之后,我们可以思考一些问题: BT^=p  
1._1, _2是什么? nB[B FVkU  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 0S }\ML  
2._1 = 1是在做什么? 4PR&67|AH_  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 V?>&9D"m  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 MSp) Jc  
F x$W3FIO]  
%s5( ''a.  
三. 动工 blP8"(U  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: NXz/1ut%  
JDp=w,7LF  
gxe u2 HG  
n$h+_xN  
template < typename T > $GQEdVSNo  
class assignment ^JY:$)4["  
  { .b!HEi<F  
T value; ti]8_vP}*  
public : x>Dix1b:.  
assignment( const T & v) : value(v) {} 5p-vSWr !  
template < typename T2 > hYA1N&yz@  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } c=a;<,Rzb  
} ; : Q2=t!  
%kH,Rl\g  
X'%BS  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 h Y *^rY'  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Nr"GxezU+A  
0C"2?etMx  
. S;o#Zw*R  
t:,lz8Y~  
  class holder qC=ZH#  
  { z,@R jaX  
public : Dr(;A>?qG  
template < typename T > Ra^c5hP:.E  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const ycEp,V;[Z  
  { hh.`Yu L  
  return assignment < T > (t); LW/> %  
} 5nmE*(  
} ; Wh"xt:  
]/%CTD(O  
UIZ9" Da  
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: .%\||1F<  
RaymSh  
  static holder _1; DGz}d,ie  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 D.a\O9q"&{  
j.V7`x  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); +K2HMf'  
而不用手动写一个函数对象。 63t'|9^5  
goD#2lg  
o?3C-A|  
:Fh_Ya0  
四. 问题分析 DIhV;[\  
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。 QYAt)Ik9q  
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。 )IIWXN2A  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 gy#G;9p  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 _?bF;R  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 $z5C+K@  
KEq48+j  
五. 问题1:一致性 qV``' _=<  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| Tv% Z|%*  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 /"R{1  
<BBSC  
struct holder tqKX\N=5^  
  { 9/R=_y-  
  // 4s <Z KU  
  template < typename T > Q%V530 P;  
T &   operator ()( const T & r) const m8gU8a"(  
  { O"RIY3m  
  return (T & )r; ]*{tno  
} 'X_%m~}N  
} ; =;?Maexp3$  
x51xY$M  
这样的话assignment也必须相应改动: C6D Eq>v  
\#"&S@%c  
template < typename Left, typename Right > q _:7uQ  
class assignment )Q|sW+AF  
  { )G#O#Yy  
Left l; 3Ea/)EB]  
Right r; y99|V39'  
public : Xcg+ SOB  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} xp\6,Jyh  
template < typename T2 > h<!!r  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } !\\1#:*_W  
} ; |~Vq"6`  
&iJvkt  
同时,holder的operator=也需要改动: RTL@WI  
iTCY $)J  
template < typename T > P Qi=  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const o'YK\L!p  
  { quq!Jswn  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 1t#|MH ?U_  
} <sjz_::V8R  
=Zaw>p*H  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 0!1cHB/c  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ;PMy9H  
N_VWA.JHt  
return l(rhs) = r; @4]dv> Z  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 #/hXcF  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: cA!o xti  
 '^,|8A2  
template < typename Tp > &Z7NF|  
class constant_t !Bhs8eGr3  
  { bp P3#~ K  
  const Tp t; -{$L`{|G  
public : D}nRH@<`  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 9t&m\J >8;  
template < typename T > Z.U8d(  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const !XF:.|  
  { g'.(te |  
  return t; -&np/tEu&  
} (.g?|c  
} ; >WY\P4)k  
z3yAb"1Hg  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 m=^ihQ  
下面就可以修改holder的operator=了 Q\2~^w1V  
(:7Z-V2(  
template < typename T > oUN;u*  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 1@^*tffL:  
  { a0&R! E;  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); b5^-q c6X  
} ;k,#o!>  
cN]g^  
同时也要修改assignment的operator() iE"+-z\U  
)Tf,G[z&ge  
template < typename T2 > {6;S= 9E\  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } oJ0ZZu?{D  
现在代码看起来就很一致了。 mX@!O[f%9e  
GbBz;ZV%z,  
六. 问题2:链式操作 ;0O>$|kg  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 _Xfn  
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。 h09fU5l  
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。 $HFimU,V=0  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 PW"uPn  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct SbD B[O%  
cdD?QnZ  
template < typename T > 2zbV9Bhq  
struct result_1 s-T#-raE  
  { OUtMel_  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ~s) `y2Y  
} ; <USr$  
z_t%n<OvK  
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: <io;d$=}  
|@pn=wW  
template < typename T > G@1T!`  
struct   ref |SwW*C  
  { %xP'*EaM?  
typedef T & reference; E:$r" oS  
} ; OF1Qr bj  
template < typename T > j>|mpfU  
struct   ref < T &> ^ZDpG2(zk  
  { QlH,-]N$L  
typedef T & reference; d0G d5%  
} ; T1YbF/M'  
KO=H!Em\l  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: G`FY[^:  
4So ,m0v  
template < typename T > je5GZFQw  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ^:^8M4:  
  { :<R"Kk@  
  return l(t) = r(t); NFBhnNH+  
} #;s5=aH  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 pLsWy&G  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 -zH` 9>J5|  
7tU=5@M9D  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么  sf'+;  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: GvT ~zNd  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 *T0!q#R  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 3KN})*1  
最后的布局是: nb #)$l  
                Add KDJ-IXoU  
              /   \ >vfbXnN  
            Divide   5 rHD_sC*  
            /   \ fwz-)?   
          _1     3 2D ' $  
似乎一切都解决了?不。 3 UG UZ  
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。 e c4vX  
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。 .v_-V?7  
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: 0yBiio  
}"6 PM)s  
template < typename Right > U6LENY+Ja  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const oaM 3#QJ  
Right & rt) const LAU\.d  
  { 1t<  nm)  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); |)b:@q3k+n  
} lD@`xq.M;  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 EOzw&M];r  
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。 Ks\\2$Cm7  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 uu;1B.[b  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 O <"\G!y~  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 N:&EFfg3  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? >\ x!a:}  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: a0 8Wt  
! ^TCe8  
template < class Action > tY!GJusd  
class picker : public Action {# Vp`ji  
  { G^qt@,n$;  
public : XywsjeI4  
picker( const Action & act) : Action(act) {} e&ci\x%  
  // all the operator overloaded ^#)]ICV  
} ; th`pf   
}BJR/r  
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。 D> EN:_v  
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: P8n |MN  
,]_<8@R  
template < typename Right > p\ _&  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const T!Z).PA#  
  { o'Kl+gw4  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 3D2i32Y@!  
} #Mrc!pT]xy  
W?R@ eq.9  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 7~m[:Eg6[s  
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。 v)%0`%nSR  
tDn:B$*}W,  
template < typename T >   struct picker_maker R 9b0D>Lxt  
  { u E<1PgW  
typedef picker < constant_t < T >   > result; bSj-xxB]e  
} ; =.ReM_.  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ],l\HHQ  
  {  } @4by<  
typedef picker < T > result; TWSx9ii!M:  
} ; JbLHW26pl  
!6*m<#Qm  
下面总的结构就有了: W>y &  
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。 }5]7lGR  
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。 VhLS*YiSY  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 >h{)7Hv  
至此链式操作完美实现。 }}gtz-w  
n'qWS/0U=  
nUf0TkA  
七. 问题3 vX<^x2~9(  
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。 G?<uw RV  
,j e  
template < typename T1, typename T2 > r&ux|o+  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const lkJ"f{4f  
  { QyD(@MFxb  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); (qDPGd*1  
} k]9+/ $  
kV@?Oj.&I,  
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: rBZ0Fx$/[  
W}'l8z]   
template < typename T1, typename T2 > sny$[!)  
struct result_2 U%rq(`;  
  { H_FT%`iM  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ;C,t`(  
} ; JiFB<Q\  
&.[I}KH|B  
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? <7_s'UAL!  
这个差事就留给了holder自己。 ?ZP@H _w6}  
    3wN{k\n s  
Q)2i{\GPVn  
template < int Order > @Io@1[kj  
class holder; '9@AhiNV  
template <> #T++5G  
class holder < 1 > e5#?@}?  
  { IZ<Et/3H  
public : @K1'Q!S *  
template < typename T > _f"KB=A_x  
  struct result_1 rVZlv3  
  { tP4z#0r2  
  typedef T & result; z>z9xG'  
} ; :pvB}RYD  
template < typename T1, typename T2 > =d#(n M*  
  struct result_2 {JQCfs  
  { D-LQQ{!D5  
  typedef T1 & result; 00/ RBs 5  
} ; Q$b4\n?44  
template < typename T > $V,ZH* g  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const (/KeGgkhv  
  { jbWgL$  
  return (T & )r; HsKq/Oyk  
} SA%uGkm:e  
template < typename T1, typename T2 > TlD^EJG  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const OM?FpRVU8  
  { &[P(}??Y\  
  return (T1 & )r1; yb!/DaCd  
} WOi+y   
} ; SvQ!n4 $  
*yYeqm  
template <> 8(g}/%1mt3  
class holder < 2 > p# JPLCs  
  { S/dj])g  
public : X3'd~!a)  
template < typename T > 9Y+7o%6e  
  struct result_1 F0tcVdv  
  { OV|n/~  
  typedef T & result; s*R UYx  
} ; XbIxGL  
template < typename T1, typename T2 > U#:N/ts*(  
  struct result_2 X 4\V4_  
  { >dXB)yl  
  typedef T2 & result; T%4yPmY  
} ; >4bWXb'S}C  
template < typename T > -ufaV#  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 'LYN{  
  { |? rO  
  return (T & )r; AnoA5H  
} 1 dOB|  
template < typename T1, typename T2 > mc4|@p*  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const vI]V@i l  
  { =R*IOJ  
  return (T2 & )r2; ET(/h/r  
} cZ3A~dTOR  
} ; A3|2;4t  
mbHMy[R  
9Zr6 KA{  
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> >。 ;H9 W:_ahE  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: |Xmzq X%  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: -Gjz+cRns  
qv[w 1;U"  
return l(i, j) = r(i, j); GJ:oUi  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) xVTl  
5b->pc  
  return ( int & )i; -@Z9h)G|  
  return ( int & )j; {4*5Z[  
最后执行i = j; ' pIC~  
可见,参数被正确的选择了。 {LT2^gy=  
f8-~&N/_R  
,6ae='=d  
Fb ~h{  
qe/5'dw  
八. 中期总结 u q A!#E  
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: zXk^u gFy  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 / 2MhP=,  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 WBR# Ux  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor "n{JH9sA:  
l!": s:/'  
-`$J& YU  
}!"Cvu  
(dh9aR_a  
# )s +I2  
九. 简化 iLNO}EUL  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 8! /ue.T  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Zzmo7kFx3  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: 7!;zkou  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 V P(JV  
  +-*/&|^等 7Kpv fyL{  
2. 返回引用。 2InM(p7j~K  
  =,各种复合赋值等 u+c2 m  
3. 返回固定类型。 .g94|P  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) _#we1m  
4. 原样返回。 -s\R2_(  
  operator, uQKo2B0  
5. 返回解引用的类型。 QcX&q%*0  
  operator*(单目) wbI1~/  
6. 返回地址。 AmJdZs|/  
  operator&(单目) J+wnrGoK  
7. 下表访问返回类型。 "LH3ZPD  
  operator[] ?xuWha@:  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ,; Uf>8~  
  operator<<和operator>> ~du U& \  
7jGfQ  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 0}po74x*r  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: v^ v \6uEP  
At !@Rc  
template < typename Left > ) )t]5Ys%;  
struct value_return S;oRE' kk  
  { ^1<i7u  
template < typename T > &Lbwx&!0b  
  struct result_1 ?!.J 0q  
  { bdEI vf7  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; lqa~ZF*  
} ; !pHI`FeAV  
"sWsK %  
template < typename T1, typename T2 >  x$FcF8  
  struct result_2 <9c{Kt.5(  
  { wk'&n^_br  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; d. ZfK  
} ; L-zU%`1{M  
} ; 7Sh1QDYZ  
tKds|0,j|  
'&$zgK9T?  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait X&Sah}0V&  
4vNH"72P  
下面我们来剥离functor中的operator() /SyAjZ  
首先operator里面的代码全是下面的形式: =5:S"WNj  
f8G<5_!K_  
return l(t) op r(t) -9Ygn_M  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) aj=-^iGG  
return op l(t) BkY#wJ'  
return op l(t1, t2) L(9AcP  
return l(t) op I!Mkss xc  
return l(t1, t2) op \rE] V,,2  
return l(t)[r(t)] DyA1zwp}  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Nq|y\3]  
t;u)_C,bmP  
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: %a:T9v  
单目: return f(l(t), r(t)); keStK8  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); mx#)iHY  
双目: return f(l(t)); -B(p8YH  
return f(l(t1, t2)); ,?`kYPZ  
下面就是f的实现,以operator/为例 _;:_ !`  
>/NegJh'F}  
struct meta_divide <fA}_BH%]  
  { W|(<z'S  
template < typename T1, typename T2 > &}K%F)S  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) V#R; -C  
  { (cV1Pmn  
  return t1 / t2; -Owb@Nw  
} 7Jd&9&O U  
} ; lHHx D  
px(~ZZB"  
这个工作可以让宏来做: Lr(JnS  
="P FCxi  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ PO^#G @  
template < typename T1, typename T2 > \ (ak&>pk;  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; Wg<o%6`  
以后可以直接用 <I0om(P  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) E*kZGHA  
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 DZA '0-  
(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。。。) 'pO-h,{TS  
[fELf(;(  
V|*3*W  
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 s OLjT34  
UIU6rilB  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 8@|{n`n]  
class unary_op : public Rettype \< a^5'  
  { T)Q_dF.N  
    Left l; "L8Hgwg  
public : gvL*]U7  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} S,f#g?V  
woF {O)~X  
template < typename T > )J2UNIgN  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ~:|V,1  
      { |KO[[4b ?+  
      return FuncType::execute(l(t)); oa[O~z{~  
    } K@:Ab'(P^|  
" BLJh)i  
    template < typename T1, typename T2 > NbCIL8f]  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const P m&^rC;  
      { 2 zG;91^  
      return FuncType::execute(l(t1, t2));  =WEDQ\ c  
    } `.]oH1\  
} ; nT(AO-Ue^  
@X9T"  
lhf5[Rp  
同样还可以申明一个binary_op l)'*jZ  
sE!g!ht  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > u yE#EnsH  
class binary_op : public Rettype q-,`\ TS  
  { D=Yr/qc?  
    Left l; rV?@Kgxi  
Right r; C)UU/4a;  
public : 0kw)-)=  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 6$zd2N?  
Eb CK9  
template < typename T > A"R(?rQi=  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const g1]bI$;  
      { P\QbMj1U  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); %;<g!Vw.k  
    } L|;sB=$'{  
ZF8`= D`:R  
    template < typename T1, typename T2 > FPPl^  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const P^U.VXY}  
      { ,4B8?0sH|  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); }r;=<mc,O  
    } YN7`18u  
} ; g`tV^b")  
x|()f 3{.  
NJ;m&Tm,DF  
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 m'k>U4  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ;>F1?5P{  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) Y0m?ZVt  
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。 yJ6g{#X4K<  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! hF`<I.z}  
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。。。 'tU\~3k  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 SMfa(+VI  
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) A5]yC\*zt  
下面是修改过的unary_op e<FMeg7n  
Z`zLrXPD)  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 4X+I2CD  
class unary_op ]\k& l ['  
  { <'7s3  
Left l; %?[0G,JG  
  m`]d`%Ex  
public : o02G:!gB  
1'8-+?r  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} mgM"u94-]  
oTcf[<   
template < typename T > EWv[Sp  
  struct result_1 |WfL'_?$  
  { PSX o"   
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; nV`W0r(f'  
} ; y9=<q%Kc-  
K8_\U0 K  
template < typename T1, typename T2 > <s$T7Zk  
  struct result_2 FN (O  
  { Sq:J'%/z  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; wb h=v;  
} ; GaL UZviJ_  
9\=SG"e(  
template < typename T1, typename T2 > cqW(9A|8  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ZPz=\^  
  { NzeiGj  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); Y]uVA`%"b  
} vF>]9sMv  
(A=Z,ed  
template < typename T > s<aG  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const |`V=hqe{  
  {  !$!%era`  
  return OpClass::execute(lt(t)); iM6(bmc.  
} b*{UO  
$j v"$0Fc  
} ; <HIM k  
]<r.{EJ  
 Q0,eE:  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug #JXXq%4 @  
好啦,现在才真正完美了。 %T\ 2.vl  
现在在picker里面就可以这么添加了: J8Vzf$t};  
 acQHqR  
template < typename Right > *Tr{a_{~C  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 8F's9c,  
  { } j;es(~D  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); mG0_&'"YIG  
} m&be55M;  
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。 3"k n5)x  
^=PY6!iW  
P:3o}CB1I  
r}:U'zlC{  
5@I/+D  
十. bind "}H2dn2n  
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。 a0Fq$  
先来分析一下一段例子 -%{+\x2  
9U=6l]Np  
=A$d)&  
int foo( int x, int y) { return x - y;} *19a\m=>oi  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 AE Elaq.B  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 ,068IEs  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 +ef>ek  
我们来写个简单的。 nNnfcA&W  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: =En1?3?  
对于函数对象类的版本: _9Rj,  
!T8sWMY  
template < typename Func > 1rLxF{,  
struct functor_trait #YK3Ogb,  
  { d3#e7rQ8  
typedef typename Func::result_type result_type; {eQijW2Z3  
} ; lQm7`+  
对于无参数函数的版本: 8LXK3D}?3  
s'IB{lJ9  
template < typename Ret > l m(mY$B*_  
struct functor_trait < Ret ( * )() > >$=l;jO`n  
  { xh!T,|IR  
typedef Ret result_type; Gm0}KU  
} ; vGI)c&C>  
对于单参数函数的版本: 7  `c!  
Pt-O1$C[  
template < typename Ret, typename V1 > *O)i)["  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > iWW >]3Q  
  { /WK1(B:  
typedef Ret result_type; P.1Z@HC  
} ; V-X Ty iv  
对于双参数函数的版本: %[azMlp<  
*!3qO^b?  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > pZt>rv  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > Hc8!cATQk  
  { J6rWe  
typedef Ret result_type; %,aSD#l`f  
} ; x{Dw?6TP  
等等。。。 'SrDc'?  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy T\:*+W37  
&Mt0Qa[  
template < typename Func > dNov= w  
struct func_return [6/8O  
  { NZFUCD)  
template < typename T > :()K2<E  
  struct result_1 Wc;N;K52   
  { 'UZ i>Ta  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; $*Wa A`(U  
} ; &h=f  
fGe"1MfU  
template < typename T1, typename T2 > W2M[w_~QE  
  struct result_2 %dhrXK5  
  { 1' dZ?`O  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ;sz_W%-;@  
} ; Xr88I^F;  
} ; :&2% x  
B8!$?1*^a  
R"\(a  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 dX[ Xe  
;4Xx5*E  
template < typename Func, typename aPicker > zN-Y=-c  
class binder_1 K2V?[O#  
  { &>K|F >7q  
Func fn; IMpL+W.  
aPicker pk; ~SsfkM"  
public : |t;Ktl  
T| R!Aw.  
template < typename T > rL?{+S]&^)  
  struct result_1 g9d/nR X&  
  { q~*|Wd'&  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; o? K>ji!  
} ; ]"j%:fr  
*/$]kE  
template < typename T1, typename T2 > ,JPDPI/a  
  struct result_2 HW"5MZ8E  
  { s:z  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; _)4zm  
} ; BIg2`95F|  
x@pzgqi3  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} #]^M/y h  
s5MG#M 9  
template < typename T > r'XWt]B+[  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Qk@BM  
  { /1=x8Sb  
  return fn(pk(t)); n^l5M^.  
} I+jc  
template < typename T1, typename T2 > |O"Pb`V+  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 'gsO}xj  
  { yHZ&5  
  return fn(pk(t1, t2)); W v,?xm  
} 'kg~#cf/+  
} ; U2\k7I  
H;Gs0Qi;  
 Lu[Hz8  
一目了然不是么? c^5fhmlt  
最后实现bind k9VWyq__  
Q2Uk0:M  
^nQJo"g\  
template < typename Func, typename aPicker > blaXAqe  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) .PuxF  
  { z@jKzyq  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); m}6>F0Kv  
} "ZmxHMf  
`H^ H#W  
2个以上参数的bind可以同理实现。 j2 >WHh  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 K;TTGK  
(@O,U  
十一. phoenix yC!>7@m  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: D?H|O[  
Us>  
for_each(v.begin(), v.end(), +|4olK$[  
( 4~WSIR-  
do_ 9R&.$5[W(s  
[ B\;fC's+  
  cout << _1 <<   " , " ax 2#XSCO  
] ?~]mOv>  
.while_( -- _1), a^VI)  
cout << var( " \n " ) v)*eLX$  
) Y$qjQ1jF+  
); !8RJHMX&  
=~dsIG  
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: ER4#5gd  
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 7EL0!:Pp3  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 X'2%'z<  
那么我们就照着这个思路来实现吧: Dd$8{~h"G  
E <r;J  
:`4LV  
template < typename Cond, typename Actor > 5yroi@KT   
class do_while %@C$xM"  
  { D{4]c)>  
Cond cd; s:tWEgZk?  
Actor act; T%YN(f  
public : 4!?4Tc!X  
template < typename T > a4q02 cV  
  struct result_1 &kH7_Lz  
  { =v{ R(IX%  
  typedef int result_type; -^rdB6O6j  
} ; JNu+e#.Y  
dcE(uf  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} nyG5sWMpe  
q1/mp){  
template < typename T > ;Z,l};b  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const MA7&fNjB  
  { #vPk XcP  
  do grJ(z)c  
    { obgO-d9l  
  act(t); Ti#x62X{  
  } m x2Ov u  
  while (cd(t)); 7~H$p X  
  return   0 ; a]I~.$G   
} M%Q_;\?]  
} ; AJP-7PPD  
gO]8hLT  
:1#$p  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). + ^4HCyW  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 2d&HSW  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 >R\!Qk  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 6%&w\<(SG  
下面就是产生这个functor的类: 8%b-.O:_$  
i6^-fl  
o;pJjC]  
template < typename Actor > hCj8y.X|E(  
class do_while_actor 8: VRq  
  { ~jC$C2A0  
Actor act; N,ZmGzNP)  
public : Mo4igP  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} mDA1$fj"  
}O6E5YCm  
template < typename Cond > 9;A9Q9Yr  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; !1bATO:x  
} ; +1Rz+  
e&9v`8}   
!@ )JqF.  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 2W)KfS  
最后,是那个do_ h<BTu7a`r  
-TyBb]  
{ka={7  
class do_while_invoker YXGxE&!  
  { 1(Lq9hs`  
public : w|ct="MG  
template < typename Actor > <I2~>x5db  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const v0%FG9Gk  
  { 7+P-MT  
  return do_while_actor < Actor > (act); 08nA}+k  
} t y%Hrw  
} do_; 7t6TB*H  
rX|{nb  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? Ys@\~?ym+  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 e~$aJO@B.R  
最后来说说怎么处理break和continue k| >zauK  
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。 Dwah_ p8  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八