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
  • 7947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 c i_XcG  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 V5qvH"^  
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, &6r".\; ^  
H_vOZ0  
mS&[<[x  
}qi6K-,oU  
  class filler #CHsH{d  
  { [[oX$0Fp\!  
public : =>4>Z_q  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} G@ BrU q  
} ; l3b$b%0'  
z#8GF^U:T  
tJbOn$]2"  
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: .kBi" p&  
hTf]t  
<;SQ1^N  
l4|bpR Cp  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); Uj1^?d+b  
dB^J}_wp  
9\R:J"X  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 b4S7 Q"g  
) m%ghpX  
v3Te+oLg  
Hx62x X  
二. 战前分析 z! D >l  
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。 -`&4>\o2Lx  
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 ZQsE07  
%Kd8ZNv  
S-Ryt>G  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); vn6/H8  
  /* --------------------------------------------- */ S2;{)"mS  
vector < int *> vp( 10 ); aq0J }4U  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); CZxQz  
/* --------------------------------------------- */ no)Spo'  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); }\OLBg/  
/* --------------------------------------------- */ +m Mn1&  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ( y'i{:B  
  /* --------------------------------------------- */ 4YXtl +G  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); _ZC4O&fL  
/* --------------------------------------------- */ D0~WK stl  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); bhnm<RZ  
m:/nw,  
It(8s)5  
:-Ho5DHg  
看了之后,我们可以思考一些问题: J<>z}L{  
1._1, _2是什么? QE=Cum  
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。 4~ZQsw `  
2._1 = 1是在做什么? #W~5M ?+  
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。 rcOpOoU|  
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。 JrOp-ug  
f(|qE(  
gE`G3kgn{  
三. 动工 Ej F<lw  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: lk 1c 2  
ipw_AC~  
tA3]6SIK@  
v}+axu/?  
template < typename T > #fzvK+  
class assignment rRYP~ $c  
  { ` {k>I^Pg  
T value; G0^23j  
public : "z=A=~~<{  
assignment( const T & v) : value(v) {} [o*u!2 r  
template < typename T2 > D$YAi%*H  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } HC?yodp^  
} ; h 34|v=8d  
Jr%u[d>  
|t4k&Dkx`  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 B[S.6 "/H  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 7iLm_#M  
r*0a43mC1  
bqsb (C  
7$8z}2  
  class holder ?*9U d  
  { gD@ &/j7  
public : q4xB`G  
template < typename T > 67<zBw2  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 4)]g=-3  
  { Olj]A]v}  
  return assignment < T > (t); n&r-  
} (=QaAn,,R  
} ; ie 2X.#  
5w@  ;B  
v"F.<Q  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: dt',)i8D  
&oWWc$  
  static holder _1; Hm-+1Wx  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 B(:Kw;r?  
|n}W^}S5  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 );  --Dw  
而不用手动写一个函数对象。 c1jHg2xim  
{,]BqFXv  
MN$j{+!Q  
^;6~=@#*C  
四. 问题分析 zt[TShD^  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 0 u,=OvU  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 PJAE~|a  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 j<szQ%tJlI  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 prlB9,3|C  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 &M6)-V4  
/raM\EyrlP  
五. 问题1:一致性 JAC W#'4hV  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| Xd)ba9{  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ]n _-  
PUltn}M  
struct holder `]LaX&u  
  { >BrxJw#M  
  // E&{*{u4  
  template < typename T > (e= ksah3>  
T &   operator ()( const T & r) const s|pb0  
  { j+Y4>fL$  
  return (T & )r; { )'D<:T  
} a_waLH/  
} ; KjZ^\lq'  
umcbIi('  
这样的话assignment也必须相应改动: CBnD)1b\  
_8 vxb  
template < typename Left, typename Right > JV36@DVQ  
class assignment \$?[>=<wB  
  { at,Xad\j  
Left l; R>/M>*C  
Right r; **_VNDK+  
public : M0=ZAsN  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} o4w+)hh  
template < typename T2 > u\t[rC=yd  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } iBp 71x65  
} ; P^rSpS9  
E0xUEAO  
同时,holder的operator=也需要改动: $rFv(Qc^=  
iL|*g3`-f  
template < typename T > l2VO=RDiW  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ;cp-jY_U  
  { _q6+]  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); ua|qL!L+  
} h,FP,w;G  
+}mj6I  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 K8|6r|x  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 g?`D8  
II>X6  
return l(rhs) = r; Y0s^9?*  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 1Y}gki^F  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: R#Bt!RNZ  
P%ZWm=lg  
template < typename Tp > 7c %@2  
class constant_t &sS k~:  
  { \RQ5$!O  
  const Tp t; Y1`.  
public : s$H5W`3  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ;lYO)Z`3\  
template < typename T > }s}9@kl;&  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const MYN1zYT6j  
  { B{)Du :)  
  return t; $ZcmE<7k  
} ^jf$V #z0/  
} ; JYv&It  
ZmmuP/~2K  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 OR?8F5o?p  
下面就可以修改holder的operator=了 ]\#RsVX  
ni~45WX3  
template < typename T > oC4rL\d{  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const (/k,q  
  { xZ;';}&pj  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); X\1D[n:  
} ngm7Vs  
B2845~\.  
同时也要修改assignment的operator() |I OTW=>  
,ypxy/  
template < typename T2 > ulj`+D?H  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } rBr28_i   
现在代码看起来就很一致了。 V{d"cs>9  
n0vPW^EQ  
六. 问题2:链式操作 ^f<f&V  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 5)T{iPU%X  
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。 <}4|R_xY#  
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。 6@l:(-(j2A  
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。 "Ww^?"jQ)  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct cst=ms  
c$e~O-OVD?  
template < typename T > =WO{h48]  
struct result_1 \s~ W;m  
  { zcxG%? Q  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; OVj,qL)  
} ; 9 z3Iwl  
j<l>+., U  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: E>4 \9  
NoKYHN^*w  
template < typename T > i^QcW!X&  
struct   ref (qPZEZKx  
  { 57[O)5u.+  
typedef T & reference; JRodYXjE  
} ; l  
template < typename T > \ [>Rt  
struct   ref < T &> {|rwIRe  
  { dDm<'30?*v  
typedef T & reference; YDmFR,047  
} ; *-P@|eg  
B"Fg`s+]U  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: -C8awtbC  
>Zr/U!W*?  
template < typename T > Pc4sReo'  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const )L#I#%  
  { 0j_!)B  
  return l(t) = r(t); 'fVk1Qj^  
} GGLVv)  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 =%]dk=n?TN  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 :$}67b)MO  
x1Si&0T0P<  
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 ]h|GaHiE  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: =3( ZUV X  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 f3596a  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 E3gQ`+wNg?  
最后的布局是: `mWg$e,  
                Add Q0 ^?jh  
              /   \ A$5!]+  
            Divide   5 -7pZRnv  
            /   \ |J6CH87>  
          _1     3 T 7 h C]R  
似乎一切都解决了?不。 F`3 8sq  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 }NYsKu_cM  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 M~"K@g=Wr  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: `q5*VqIhs  
u;Z~Px4]v  
template < typename Right > *sw$OnVb  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const sX**'cH  
Right & rt) const W5yqnjK $4  
  { Fh?q;oEj  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); YE^|G,]  
} Ybok[5  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ^(6.M\Q  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 ml3]CcKn  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 =)T5Y,+rJ  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 rsc8lSjH  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 )?_c7 R  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? c3Mql+@  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: s\KV\5\o  
S&QZ"4jq  
template < class Action > 5q8bM.k\7N  
class picker : public Action k@wxN!w;  
  { zb9$  
public : )fC^h=Qp  
picker( const Action & act) : Action(act) {} Q}m)Q('Rk  
  // all the operator overloaded K}wUM^  
} ; c5t?S@b  
"0]i4d1l  
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。 V= .'Db2D  
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: W{0<ro`  
*.i` hfRc  
template < typename Right > nNL9B~d  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const WJg?R^  
  { QU\|RX   
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ,Z52d ggD  
} py,z7_Nuh  
evn ]n  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 5X[=Q>  
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。 WO '33Q(  
HZM&QZHx)`  
template < typename T >   struct picker_maker 2>UyA.m0  
  { ,rG$JCS'KQ  
typedef picker < constant_t < T >   > result; (A ?e}M^}  
} ; T$RZRZo  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > .ipYZg'V  
  { fc&4e:Ve  
typedef picker < T > result; !rwv~9I  
} ; 3 UBG?%!$f  
& }}o9  
下面总的结构就有了: ,H.q%!{h_  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 ya|7hz{  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 e&wW lB![  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 v_oNM5w  
至此链式操作完美实现。 A!hkofQ  
 DMf:u`<  
:GO}G`jY  
七. 问题3 ^OYar(  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 yyBy|7QgO  
:;]6\/ky  
template < typename T1, typename T2 > QZzi4[-as  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const M3x%D)*  
  { Ga~IOlS  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); P~=|R9 t  
} CFn!P;.!  
7]G3yt->  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: 5]gd,&^?>  
ZG<<6y*.  
template < typename T1, typename T2 > IEO5QV:u:  
struct result_2 e >MC 3D`5  
  { ` 8.d  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; mO]>(^c  
} ; h*&-[nSo  
lB3W|-Ci  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? LL.YkYu  
这个差事就留给了holder自己。 q(_pk&/  
    Z9TG/C,eo  
YB~}!F [(  
template < int Order > rHh<_5-/>  
class holder; >Ei_##  
template <> 4Yx?75/  
class holder < 1 > @R>J\>  
  { MSsboSxA  
public : ] S]F&B M|  
template < typename T > 7pmhH%Dn$  
  struct result_1 %?R}sUo  
  { @ Al\:  
  typedef T & result; hesL$Z [  
} ; ,%yjEO  
template < typename T1, typename T2 > ?r#e  
  struct result_2 jsc1B  
  { .J'}qkz~  
  typedef T1 & result; X >C*(/a  
} ; fY$M**/,  
template < typename T > yp_:] RE  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const (B]rINY|  
  { mq su8ti  
  return (T & )r; OZs^c2 W  
} t-i;  
template < typename T1, typename T2 > KR%DpQ&{'  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const X.bNU  
  { fD]}&xc  
  return (T1 & )r1; WFULQQ*  
} j8L!miv6  
} ; eDgRYa9\  
?nCG:\&;'=  
template <> mKQ !@$*  
class holder < 2 > > QDmSy*&  
  { 6Jrh'6 o@  
public : gI<TfcC  
template < typename T > Z$~Wr3/  
  struct result_1 Ztr,v$  
  { V8 }yK$4b  
  typedef T & result; ,QdUfM  
} ; Bc`jkO.q  
template < typename T1, typename T2 > z*"zXL C  
  struct result_2 5iwJdm  
  { L "P$LEk  
  typedef T2 & result; SBg BZm}%  
} ; 3g`uLA X>u  
template < typename T > :q<8:,rP  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const I|@%|sTW  
  { aI{Ehbf=  
  return (T & )r; oMM`7wJw  
} HSE9-c =  
template < typename T1, typename T2 > g VplBF7{  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const m?V4r#t  
  { n GZZCsf <  
  return (T2 & )r2; %l( qyH)*  
} [?Wt ZM^q  
} ; GBFYa6\4sT  
mADq_` j  
d @<(Z7|  
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> >。 mw-0n  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: ` <cB 6  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: q~48lxDU  
q]ER_]%Gna  
return l(i, j) = r(i, j); ?k CK$P  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) k^:)|Z  
^y]CHr  
  return ( int & )i; o['HiX  
  return ( int & )j; Ep>3%{V  
最后执行i = j; s{4|eYR  
可见,参数被正确的选择了。 # y%Q{  
%O#)=M~  
R'`q0MoN1  
U R>zL3  
$e)d!m.  
八. 中期总结 J=JYf_=4bc  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: ~Pq1@N>n  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 FctqE/>}I  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 J\^ZRu_K  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor <C`qJP-  
CkKr@.dV  
lTBPq?4{  
r({!ejT{U  
sKVN*8ia  
O0`sg90,C  
九. 简化 /g BB  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 d!mtSOh  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 [p^N].K$  
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: X`JWYb4  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 MF)Xc\}0p  
  +-*/&|^等 UE3(L ^  
2. 返回引用。 #  -e  
  =,各种复合赋值等 7=(r k  
3. 返回固定类型。 rJ|Q%utYz  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) DN3#W w2[r  
4. 原样返回。 BQu_)@  
  operator, kclClB:PS  
5. 返回解引用的类型。 r~&"D#)sy  
  operator*(单目) #; CC"  
6. 返回地址。 >>oR@  
  operator&(单目) #9M6 q  
7. 下表访问返回类型。 ^x-vOG lR  
  operator[] MB06=N  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ?f<JwF<  
  operator<<和operator>> nk|j(D  
?^t"tY  
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。 t{Ck"4Cg  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: PeT _Ty  
:iqFC >D  
template < typename Left > &7"a.&*9xX  
struct value_return /T1z z2l~  
  { a+sHW<QeS  
template < typename T >  AV{3f`  
  struct result_1 7N9~nEU  
  { #-*7<wN   
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; sLrSi  
} ; Z M_ 6A1  
ywWF+kR_  
template < typename T1, typename T2 > RZ 4xR  
  struct result_2 {G$I|<MD2T  
  { zO8`xrN!  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; mO<sw  
} ; wTb7 xBI  
} ; Whp;wAz  
B7BXS*_b  
t>.1,'zb  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ^wNx5t  
:ZG^`H/X1d  
下面我们来剥离functor中的operator() \i_y(;  
首先operator里面的代码全是下面的形式: e&%m[:W:<  
|TM&:4D]^  
return l(t) op r(t) ,S[,F0"%  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) j}$dYbf$  
return op l(t) WwG +Xa  
return op l(t1, t2) jR-DH]@y  
return l(t) op &S[tI$  
return l(t1, t2) op FdwT  
return l(t)[r(t)] k.=67L  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Q M7z .  
banie{ e  
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: lCT N dW+=  
单目: return f(l(t), r(t)); 2c:H0O 0o  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); D lz||==  
双目: return f(l(t)); :aHD'K  
return f(l(t1, t2)); 6Q S[mWU  
下面就是f的实现,以operator/为例 !9|)v7}  
DE"KbA0}  
struct meta_divide nn>< k"  
  { R-nC+)^  
template < typename T1, typename T2 > uMOm<kn  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) %SORs(4  
  { 7 +A-S9P)  
  return t1 / t2; )P4#P2  
} Vfew )]I  
} ; D~_|`D5WK  
`s74g0h  
这个工作可以让宏来做: kB_uU !G  
] =ar&1}J  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ .C=&` ;Vs  
template < typename T1, typename T2 > \ 3&i8C,u]/O  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; kcT?<r  
以后可以直接用 \%\b* OO  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) [ox!MQ+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 r"#h6lYK&  
(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。。。) 5<Mht6"H  
_\yrR.HIa  
h $)t hW  
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 LX A1rgUWT  
 yH_L<n  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > N!" ]e*q  
class unary_op : public Rettype :()(P9?  
  { pcw!e_"+  
    Left l; 86d *  
public : | rJ_  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} %4QCUc*lr  
dLOUL9hf  
template < typename T > N{Og; roGD  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const V+M2Gf  
      { "o#N6Qu71  
      return FuncType::execute(l(t)); -f?Rr:#  
    } B@!a@0,,_  
)Y':u_Lo  
    template < typename T1, typename T2 > ),`MAevp  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const bqY}t. Y&"  
      { 0 [6llcuj  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); Fs_,RXW"  
    } 7kpCBLM(}  
} ; 8>q:Q<BB2  
f M 8kS  
BcV;EEi  
同样还可以申明一个binary_op Yh/-6wg  
$$YLAgO4  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 4/D ~H+k  
class binary_op : public Rettype v8g3]MVj3  
  { pJ7wd~wF*  
    Left l; B.fLgQK0  
Right r; L^PZ\OC  
public : q|m8G  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 9R.IYnq  
(?-5p;  
template < typename T > wqo2iRql  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ?QO)b9  
      { j}YZl@dYV  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); @(.?e<  
    } (zkh`8L  
 01I5,Dm  
    template < typename T1, typename T2 >  N3^pFy`  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const <x@\3{{U  
      { e2w$":6>  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ixN>KwH  
    } |E @Gsw  
} ; g#FqjE|mx  
6 .DJR Y  
g-xbb&]  
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 qS{lay  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 UNocm0!N'  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) @%J?[PG  
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。 xD#PM |I  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! lD2>`s 5  
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。。。 @Zd+XWFw  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 }4xxge?r  
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) THQ W8 V  
下面是修改过的unary_op oMda)5 &  
yAEOn/.~  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > g=; rM8W  
class unary_op j-$aa;  
  { HCQv"i}-  
Left l; 6,  ag\  
  <Xw 6m$fr:  
public : ;}K1c+m!5V  
^8)&~q*  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} U0u@[9!  
D+rDgrv  
template < typename T > GSV,  
  struct result_1 #Q6wv/"Ub  
  { S6}_Z  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; d T/*O8  
} ; &nn!{S^  
/6F 1=O(c>  
template < typename T1, typename T2 > @FkNT~OZ  
  struct result_2 ,IuO;UV#)  
  { YkPz ~;  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; *Q=-7a m  
} ; WlP@Tm5g/  
jLvI!q   
template < typename T1, typename T2 > 7|zt'.56[  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 8+a/x#b-  
  { 4q@o4C<0  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); b7v] g]*  
} wd*T"V3  
|NtT-T)7  
template < typename T > {114 [  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const z1!ya#,$  
  { m|~,#d@  
  return OpClass::execute(lt(t)); R2Tvo?xI7  
} C Cq<y  
K1O/>dN_\O  
} ; 9YHSL[  
SfJ/(q  
k;zb q  
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 S,AZrgh,"X  
好啦,现在才真正完美了。 $$ _ uQf  
现在在picker里面就可以这么添加了: hl}#bZ8]  
KtEM H  
template < typename Right > /G[y 24 Q  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const xx;'WL,g  
  { 6z%3l7#7Yi  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); %n}fkj'  
} { KwLcSn  
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。 /7S]%UY  
 +KFK..  
2!68W X  
`k\]I |6  
yF0,}  
十. bind Z+t?ah00  
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。 c'`7p/l.  
先来分析一下一段例子 | nry^zb  
n4."}DO  
"G6d'xkP  
int foo( int x, int y) { return x - y;} idO3/>R [  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 ::H jpM  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 @T/C<-/:  
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。 vW$] :).  
我们来写个简单的。 jn}6yXB  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: }r^MXv~(  
对于函数对象类的版本: I]SR.Yp%  
 vA`[#(C  
template < typename Func > 5tq$SF42X  
struct functor_trait MiRH i<g0  
  { \TMRS(  
typedef typename Func::result_type result_type; /Z2*>7HM8[  
} ; qWE"vI22M  
对于无参数函数的版本: S"3g 1yU^_  
Cc Ni8Wg_  
template < typename Ret > sef!hS06  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 1}ZBj%z4l  
  { /4~RlXf@  
typedef Ret result_type; pNiqb+^nz  
} ; n+uq|sYVa  
对于单参数函数的版本: )1x333.[c  
gP1$#KgU  
template < typename Ret, typename V1 > |?8CV\D!  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Q ;k_q3  
  { +#B%YK|LR  
typedef Ret result_type; =?*V3e3{  
} ; 3J,/bgL5  
对于双参数函数的版本: *c3 o&-ke9  
9oq(5BG,  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > cQ+, F2  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > :He:Bdk  
  { p$9N}}/c  
typedef Ret result_type; ~o # NOfYi  
} ; .{x5(bi0S  
等等。。。 P{>T?-Hj  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy q"5 2-42  
;=^WIC+Nr  
template < typename Func > 0e7v ?UT  
struct func_return x~{ m%)I  
  { N@d4)  
template < typename T > in+`zfUJ9  
  struct result_1 {?L}qV  
  { JK_$A;Q  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; (U.&[B  
} ; O0$ijJa|  
hR`dRbBi%  
template < typename T1, typename T2 > R>0ta  Q  
  struct result_2 ?1412Tq5  
  { +M.|D,wg2  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; *@BBlkcx  
} ; (Q&z1XK3  
} ; /:USpuu  
'Gt`3qG  
Bf* F ^  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 SfR!q4b=  
pEaH^(I*  
template < typename Func, typename aPicker > }oU&J81  
class binder_1 ~~fL`"  
  { WYzY#-j  
Func fn; e4`KnHsL  
aPicker pk; ix/uV)]k`  
public :  C3<3  
[X=eCHB?  
template < typename T > kU^@R<Fo  
  struct result_1 :iWV:0)P  
  { hOC,Eo  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; vcSS+  
} ; TX+t   
#UI`G3w<  
template < typename T1, typename T2 > }}xR?+4A  
  struct result_2 -OW$  
  { ~,guw7F  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; "yz@LV1  
} ; ~g,QwaA[  
T(}da**X  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} kN) pi "  
*lTu-  
template < typename T > #,9|Hr%  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const WUV Q_<i+  
  { M<L<mP}  
  return fn(pk(t)); i@;a%$5  
} wvYxL c#p0  
template < typename T1, typename T2 > Bl1I "B  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ]fc:CR  
  { q>X:z0H  
  return fn(pk(t1, t2)); \ lKQ'_  
} <;T7q EIlo  
} ; @kK=|(OB'  
JjCf<ktE.  
*w6N&  
一目了然不是么? PDsLJ|:yL  
最后实现bind N1-LM9S  
>@|<1Fx|  
-Tt}M#W   
template < typename Func, typename aPicker > Jzj~uz  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 2#[Y/p  
  { ~@O4>T+VW  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); . =5Jpo  
} %In"Kh*  
h=tY 5]8  
2个以上参数的bind可以同理实现。 E}GSii%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。 /6fPC;l  
CNz[@6-cYU  
十一. phoenix ;wF|.^_2  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: yUG5'<lX  
$5o<Mj  
for_each(v.begin(), v.end(), /l`XJs  
( 9%wppNT/  
do_ u rOGOa$  
[ [4t KJ+v  
  cout << _1 <<   " , " IY:O?M  
] vqHJc2yYkZ  
.while_( -- _1), Y^G3<.B  
cout << var( " \n " ) ^`7t@G$ D  
) E.3}a>f  
); Rt|Hma  
n\YxRs7 hF  
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: `3KprpE8v  
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 L_r & 'B  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 CvJm7c  
那么我们就照着这个思路来实现吧: ZL>V9UWN  
P(;c`   
,W-0qN&%/  
template < typename Cond, typename Actor > Gpu?z- )  
class do_while g2]-Q.  
  { O /&%`&2  
Cond cd; a< EC]-nw  
Actor act; Uu+C<j&-  
public : M&FuXG%  
template < typename T > a*hThr+$M  
  struct result_1 X A|`wAGP  
  { z,)sS<t(  
  typedef int result_type; &^H "T6  
} ; aiHr2x6  
d/&|%Z r  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} \_E.%K  
fz3*oJ'  
template < typename T > /WfVG\NF  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const g@k9w{_  
  { 4:']'E  
  do xNkY'4%  
    { (0Cszm.  
  act(t); G= cxc_9  
  } { 1%ZyY  
  while (cd(t)); >B  
  return   0 ; d@tr]v5 B  
} zTB9GrU  
} ; E2|iAT+=.  
obq}#  
M<unQ1+wh  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). O| ]Ped9  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 W6T&hB  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 5KR|p Fq  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 6hK"k  
下面就是产生这个functor的类: DeA'D|  
HqBPY[;s  
o3qv945  
template < typename Actor > D3xaR   
class do_while_actor CE,O m^  
  { @U{M"1zZe  
Actor act; 8 36m5/kH[  
public : JZzf,G:  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} hH}/v0_jb  
e9_+$Oo  
template < typename Cond > 6sl<Z=E#  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; VWy:U#;+8  
} ; lg >AWTW[  
lM*O+k  
2H[a Y%1T  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 =7fh1XnW  
最后,是那个do_ "ru1;I  
e0HP~&BRs  
%}X MhWn{  
class do_while_invoker }dJ ~Iy  
  { 8 -;ZPhN&  
public : z|*6fFE   
template < typename Actor > L0b] ^_ tI  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const }27Vh0v  
  { Qu FCc1Q  
  return do_while_actor < Actor > (act); X.l"f'`l  
} ~q(C j"7  
} do_; xm5FQ) T  
0t?<6-3`/  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? K=TW}ZO  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 i%PHYSJ.  
最后来说说怎么处理break和continue O^weUpe\  
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。 YO$b#  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录 或 注册
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八