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
  • 6403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 )xQxc.  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ,2JqX>On>Y  
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, Te'^O,C)y$  
hx4!P(o1  
==x3|^0y  
qU8UKIP  
  class filler VR?7{3  
  { N(Y9FD;H  
public : {%D "0*^  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} jbIWdHZ/US  
} ; Z.6`O1OY}?  
wdBytH6r.  
?3SlvKI}H`  
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: $ajw]2kx  
B0p>'O2  
SUD]Wl7G`r  
=)M8>>l  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); };9dd3X  
 %W"\  
PkDL\Nqe  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 x|0Q\<mEe  
Y@eHp-[  
H[@}ri<  
R'dF<&Kj|  
二. 战前分析 3JW9G04.  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 fH`1dU  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 C*Ws6s>+z  
BT>*xZLpS  
Aog 3d\1$  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 0nx <f>n  
  /* --------------------------------------------- */ C,2IET  
vector < int *> vp( 10 ); h83ho  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); D\({]oj]  
/* --------------------------------------------- */ >[|:cz  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); #*S/Sh?Q  
/* --------------------------------------------- */ 1bzPBi  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ;ok];4`a  
  /* --------------------------------------------- */ 5B'-&.Aj+  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); %c^]Rdl  
/* --------------------------------------------- */ h>mQ; L  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); A!^K:S:@  
/bCrpcH  
{ w!}:8p  
b@YSrjJ  
看了之后,我们可以思考一些问题: rA=F:N 2  
1._1, _2是什么? jv2l_  
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。 @2$PU{dH  
2._1 = 1是在做什么? [-6j4D  
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。 qgZ(o@\  
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。 !YJdi~q  
AX'(xb,  
}i[i{lKj  
三. 动工 t ?bq ~!X  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: /SMp`Q88  
S\0"G*  
:\80*[=;Z  
yr sP'th  
template < typename T > _9n.ir5YX  
class assignment u x:,io  
  { S<p "k]  
T value; sK?[ 1BI  
public : ?rBj{]=  
assignment( const T & v) : value(v) {} 8(3vNuyP  
template < typename T2 > 44%::Oh  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } &<_sXHg<x  
} ; iZjvO`@[  
][G<CO`k  
ZLL0 6p   
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Nq*\{rb  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment qk_ s"}sS  
c"O\fX  
k9^P#l@p  
[j93Mp  
  class holder 0A 4(RLGg  
  { f[|xp?ef  
public : TqQ>\h"&_  
template < typename T > 0eQ5LG?)  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const ORtl~V'  
  { |qI_9#M\(  
  return assignment < T > (t); m7M*)N8  
} WX0@H[$i#  
} ; y~- ?   
W 8E<P y  
#mllVQ  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: vjXvjv{t  
ir]uFOj  
  static holder _1; R4IFl z  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 xY!]eLZ)&  
3I"&Qp%2  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); K] Eq"3  
而不用手动写一个函数对象。 sS-5W-&P{T  
c&0IJ7fZG  
Pi8U}lG;  
gpw(j0/Fs  
四. 问题分析 /u #9M {  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 B1LnuB%  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 8|d[45*q  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 4yBe(&N-d  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 #e9B|Y?b  
下面我们可以对这几个问题进行分析。  bM-Y4[  
}*R" yp  
五. 问题1:一致性 :m37Fpz&b  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 8tdUnh%/  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 "%.#/!RG  
3}h&/KN{  
struct holder a#raUF7e  
  { 8AefgjE  
  // ]AHUo;(f%  
  template < typename T > J|'T2g  
T &   operator ()( const T & r) const o1n c.2/0J  
  { _puQX@i  
  return (T & )r; |Zt=8}di  
} jM7}LV1Ck  
} ; + u)'  
l|&|+u#  
这样的话assignment也必须相应改动: o_5|L9  
0 \h2&  
template < typename Left, typename Right > Ft>ixn  
class assignment R#T6I i  
  { ho(Y?'^t3  
Left l; (> 8fcQUBb  
Right r; IsRsjhg8x  
public : G)e 20Mst  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} k~q[qKb8y:  
template < typename T2 > [j![R  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } <v2R6cj5  
} ; \\/X+4|o'  
-_314j=`/  
同时,holder的operator=也需要改动: +QHhAA$  
u{3KV6MS  
template < typename T > S((8DSt*  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const He]F~GXP  
  { ntF(K/~Y  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); GB !3Z  
} "^trHh8=  
~z aV.3#  
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。 ~P/G^cV3s  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 L9kSeBt  
tjTF?>^6|  
return l(rhs) = r; [2FXs52  
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。 )Tb;N  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: pD>3c9J'^F  
J`x9 XWYw  
template < typename Tp > kh5V&%>?  
class constant_t t6"4+:c!>  
  { 8WyG49eic  
  const Tp t; 'rF TtT  
public : 6 XG+YIG6w  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} -[7.VP   
template < typename T > p5 [uVRZ  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const -!}1{   
  { X<?;-HrS;  
  return t; 5$#<z1M.&  
} ZHF@k'vm/9  
} ; T }8aj  
.K93VTzy  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 0SDCo\  
下面就可以修改holder的operator=了 AVJF[t,  
#/ 4Wcz<  
template < typename T > -Kc-eU-&q  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const |/(5GX,X  
  { stDn{x .  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ::5-UxGL<2  
} P#0 _  
FE5R ^W#u-  
同时也要修改assignment的operator() y%GV9  
MUo?ajbqOd  
template < typename T2 > ~ACB #D%  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } >Y,7>ahyt  
现在代码看起来就很一致了。 *PI3L/*  
^Uf`w7"iY  
六. 问题2:链式操作 h\dIp`H  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 h!Q >h7  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 _AO0:&  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 lu{}j4  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 LNg1q1 P3  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct K)14v;@  
<AIsNqr  
template < typename T > F0!r9U((  
struct result_1 ]6aM %r=c  
  { t #AQD]h  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; Iq5F^rH`[  
} ; U-k;kmaj  
|'J3"am'  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: i3GvTg-X  
;'Y?wH[  
template < typename T > -@73"w/  
struct   ref cn#a/Hx  
  { yO($KL +  
typedef T & reference; Z5U~g?  
} ; PY2`RZ/@  
template < typename T > 9w(j2i q  
struct   ref < T &> K1hw' AaQ  
  { OYzJE@r^  
typedef T & reference; ZN)/doK  
} ; SB;Wa%  
{NFeX'5bP  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: y, Z#? O  
=#u2Rx%V  
template < typename T > h1Lp:@:|  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const \uYUX~}i"  
  { >hhd9  
  return l(t) = r(t); Uyh   
} ^U =`Rx  
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。 ! Q#b4f  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 l:ED_env:  
_5)#{ o<  
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 M{S7ia"s  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 0{ ,zE  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 s%:fB(  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 y >OZ<!`  
最后的布局是: MPB6  
                Add zZxP= c  
              /   \ T'V(%\w  
            Divide   5 ]`NbNr]K  
            /   \ *Z]| Z4Q/`  
          _1     3 GWhZ Mj  
似乎一切都解决了?不。 i-<=nD&?t  
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。 k`t'P6 bU  
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。 ceOjuzY  
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: ^AM_A>HnG  
:b>|U"ux  
template < typename Right > q5 A+%#  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ELPJ}moWZ  
Right & rt) const e%P;Jj476  
  { {, |"Rpd  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); `~}7k)F(  
} X=hgLK^3<,  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 lVFX@I=pI  
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。 ^"Y'zI L  
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。 1Q%.-vs  
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。 gB"Tc[l1  
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。 W(8g3  
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? epL[PL}  
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: :}-u`K*  
yI%> w4Z  
template < class Action > EzyIsp> _  
class picker : public Action SQ!lgm1bA  
  { ]UI+6}r  
public : t[maUy _A  
picker( const Action & act) : Action(act) {} o ,!"E^  
  // all the operator overloaded GlZ9k-ZRF  
} ; ? 1{S_  
@Otc$hj  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 KC u6:)6'  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: ^ZlV1G;/W@  
Rf^cw}jU  
template < typename Right > nsp K.*?  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 8.^U6xA  
  { ;?!rpj  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); E oR(/*'  
} OT[m g4&  
^;3rdBprm  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > CJOl|"UyJ  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 ]aRD6F:L  
qWpCe*C  
template < typename T >   struct picker_maker +m.8*^  
  { ) T1 oDk  
typedef picker < constant_t < T >   > result; *N r|G61  
} ; 5jQP"^g  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > Fdw[CYHz  
  { ."X~?Nk  
typedef picker < T > result; xdM#>z`;  
} ; =Q}mJs  
h%s  
下面总的结构就有了: eh>E).  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 )r i3ds  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 @qDrTH]5  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 @,&m`qzd+  
至此链式操作完美实现。 @>@Nu g2   
5Nb_K`Vp*  
aTm.10{^  
七. 问题3 weV#%6=5\  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 pCUOeQL(  
2S6EDXc  
template < typename T1, typename T2 > =.oWguzu  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ws?s   
  { 1^#Q/J,  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); t"p#ii a  
} ]M(f^   
zjS:;!8em  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: cmU+VZ#pk  
h3EDN:FQ  
template < typename T1, typename T2 > 1$VI\}  
struct result_2 0|!<|N<  
  { <M?#3&5A  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; {\/nUbo[  
} ; }.) 43(>]  
X9A[  
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? ]~Vu-@ /}  
这个差事就留给了holder自己。 #ljg2:I+  
    9:i,WJO  
(y=o]Vy  
template < int Order > FTnQqDuT  
class holder; [0ffOTy  
template <> ]C6[`WF  
class holder < 1 > idS RWa  
  { QeJ.o.m{  
public : _ 1> 4Q%  
template < typename T > )v{41sM+  
  struct result_1 o;>3z*9?3  
  { 0,$-)SkT  
  typedef T & result; rY?F6'}  
} ; /)?P>!#;\  
template < typename T1, typename T2 > K_|~3g  
  struct result_2 yLO &(Mb  
  { :@`(}5F4  
  typedef T1 & result; s|j<b#<xQ  
} ; &9_\E{o%]  
template < typename T > <o7#?AcPu  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const yX V|4  
  { (g/X(3  
  return (T & )r; 5[2.5/  
} 50GYL5)q  
template < typename T1, typename T2 > ,e FQ}&^A  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const s!/holu  
  { FgQ_a/*  
  return (T1 & )r1; fk7Cf"[w  
} NZC='3Uz  
} ; N 3yB1_   
Y `7#[g  
template <> #!Cter2  
class holder < 2 > iQzX-a|4]  
  { TflS@Z7C  
public : 9g &Ch9-/  
template < typename T > KCh  
  struct result_1 Mev-M2A  
  { zt[4_;2Y  
  typedef T & result; *Iwk47J ;a  
} ; |] !o*7"4  
template < typename T1, typename T2 > mOgOHb2  
  struct result_2 q$?7 ~*M;x  
  { uz#PBV8Q  
  typedef T2 & result; q_]   
} ; )ehB)X  
template < typename T > y+";  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const k=mT!  
  { uH&,%k9GVK  
  return (T & )r; {eswe  
} :DMHezaU  
template < typename T1, typename T2 > -RH4y 2  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const E/7vIg F  
  { qbU1qF/  
  return (T2 & )r2; j[/SXF\=  
} ]opW; |{e  
} ; !0OD(XT  
|)?aH2IL  
K Z!N{.Jk  
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> >。 g| ._n  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: - Y8ks7  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: S#h'\/S  
(~7m"?  
return l(i, j) = r(i, j); Z<N&UFw7QJ  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) P~\a)Szy  
].-J.  
  return ( int & )i; up &NCX  
  return ( int & )j; d{2 y/  
最后执行i = j; Im?= e  
可见,参数被正确的选择了。 (~G5t(+  
Gf H*,1x  
ii_|)udz  
:m* !?QGdL  
G9i&#)nWr  
八. 中期总结 $m:2&lU3  
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: &Mhv XHI  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 [+%d3+27  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 {1Ju} =69  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 8<yV  
X;OsH  
]g>m?\'n  
<+T\F;   
*K+jsVDY  
]_ejDN\>{V  
九. 简化 cuQ7kECV  
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。 =mKfFeO.  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Q{AZ'XV  
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: Ha)3i{OM  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 pcI&  
  +-*/&|^等 lL(p]!K'  
2. 返回引用。 ;wJ7oj<  
  =,各种复合赋值等 smfG, TI  
3. 返回固定类型。 !2zo]v4?  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) FJsK5-  
4. 原样返回。 ?kL|>1TY  
  operator, %\}dbYS '  
5. 返回解引用的类型。 | rE!  
  operator*(单目) n|70x5Z?}J  
6. 返回地址。 $` Z>Lm*  
  operator&(单目) S'Z70 zJ  
7. 下表访问返回类型。 mL:m;>JJ n  
  operator[] DKy >]Hca  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ~\IF9!  
  operator<<和operator>> $ \Q<K@{  
/ h}PEu3y  
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。 u}K5/hC  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 35Ai;mU'  
je&dioZ>  
template < typename Left > I~\O  
struct value_return Z/2,al\  
  { 3]O`[P,*%  
template < typename T > IL~]m?'V(  
  struct result_1 P0%N Q1bn  
  { n-b>m7O(  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ?^%YRB&  
} ; k $e D(cW$  
y z[%MXI  
template < typename T1, typename T2 > +1otn~(E  
  struct result_2 *QbM*oH  
  { H$z>OS_6U  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; { 1+Cw?1d  
} ; A",eS6  
} ; 3R5K}ZBi%  
*j|/2+pq  
iYk':iv}S  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait UWQtvQ f  
;[(= kOI  
下面我们来剥离functor中的operator() /xl4ohL$a  
首先operator里面的代码全是下面的形式: @GN(]t&3  
<Q2u)m'  
return l(t) op r(t) b;S6'7Jf9  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) N]B)Fb  
return op l(t) VZ\O9lD  
return op l(t1, t2) ^oS$>6|  
return l(t) op uQH%.A  
return l(t1, t2) op }x*7l`1  
return l(t)[r(t)] =WIE>*3[  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] lV P9=  
(C,e6r Y  
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: U(U@!G)  
单目: return f(l(t), r(t)); &Fw[YGJayz  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); PeO]lq  
双目: return f(l(t)); "yg.hK`  
return f(l(t1, t2)); *8z"^7?^=  
下面就是f的实现,以operator/为例 P+[QI U  
+"jl(5Q  
struct meta_divide ;avQ1T'{?g  
  { 3\;v5D:  
template < typename T1, typename T2 > d)N^PJ/  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) j]r XoV>  
  { /+>)"D6'  
  return t1 / t2; ZTN(irK  
} &|)hCJu  
} ; $j57LY|r  
DW#Bfo  
这个工作可以让宏来做: ,Kuk_@(}5~  
>9ob*6q,  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 1Fv8T'  
template < typename T1, typename T2 > \ T YYp"wx  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; Vzpt(_><  
以后可以直接用 zJ5hvDmC  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) vkJ)FEar  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 !{;[xXK4M  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) ! 0^;;'  
fV 3r|Bp  
3filAGR?  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 z<hFK+j,'^  
Re>AsnA[  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > l09Fn>wa  
class unary_op : public Rettype "u_i[[y  
  { cv2]*  
    Left l; 2gt+l?O<PS  
public : 9z:K1  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} :Zza)>l  
UVrQV$g!  
template < typename T > ]nQ+nH  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const I"-dTa  
      { #<4--$Xo  
      return FuncType::execute(l(t)); xOythvO  
    } t-WjL@$F/  
tR1FO%nC  
    template < typename T1, typename T2 > r088aUO P  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ^5>s7SGB"  
      { $_sYfU9  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); jo}1u_OJ  
    } -ey)J +?t  
} ; TjxA#D)   
s.VA!@F5  
K1OkZ6kl  
同样还可以申明一个binary_op r$ =qQ7^#  
zN%97q_  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > yG\UW&P  
class binary_op : public Rettype # Q}_e7t  
  { )n( Q  
    Left l; UP2}q?4  
Right r; F?9SiX[\  
public : );Z]SGd  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Ry?4h\UX5  
e # 5BPI  
template < typename T > LEZ&W ;bCo  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ;$7v%Ls=  
      { Fi4UaJ3K  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); y%S})9  
    } " !-Kd'V  
} #Doy{T  
    template < typename T1, typename T2 > _1aGtX|W  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const <J&7]6Z  
      { D^+?|Y@N  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); IxOc':/jY  
    } )1lu=gc  
} ; z C=a3  
^ q?1U?4  
^/toz).Q  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 :_xh(W+2<  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 &$=!dA  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) */(I[p  
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。 K*Ks"Vx  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 'H|~u&?  
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。。。 qM",( Bh  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ]]2k}A[-I  
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) 5dl,co{q  
下面是修改过的unary_op QB&BTT=!  
T_LLJ}6M  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ?qmp_2:WU  
class unary_op _'!kuE,*1  
  { :U'Cor H  
Left l; x GH1epf  
  )*|(i]  
public : ut_pHj@  
iidT~l  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} /7/0x ./{  
FJ54S  
template < typename T > Mzkkc QLK  
  struct result_1 mrM4RoO  
  { Qhn;`9+L  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; fvqd'2 t  
} ; T2=HG Z  
s_[VHPN  
template < typename T1, typename T2 > X(Qu{HhI  
  struct result_2 63 2bN=>  
  { z wk.bf>m  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Y3Oz'%B  
} ; D#Kuo$  
^zr^ N?a  
template < typename T1, typename T2 > `VT>M@i/  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const asVX82<  
  { hH>``gK  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); G$bJ+  
} !yJICjXj  
wRvb8F 0  
template < typename T > 3@<zg1.9-  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 0N;%2=2_E  
  { DHw<%Z-J  
  return OpClass::execute(lt(t)); W0I4Vvh_"  
} 8)j@aiF`  
eE(b4RCM  
} ; skg|>R,kE  
n V&cC  
Bp?  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug MYdO jcN  
好啦,现在才真正完美了。 `<frgXu64  
现在在picker里面就可以这么添加了: [ f/I2  
-c*\o3)  
template < typename Right > swcd&~9r  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 8sOQ9  
  { O;uG?.\  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ,$lemH1d  
} i=S~(gp  
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。 "ju'UOcS/  
iE].&>w  
F@YKFk+a  
BuOgOYh9  
Fhf<T`  
十. bind EGVM)ur  
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。 mtAE  
先来分析一下一段例子 ?C-Towo=i  
78 f$6J q  
kz} R[7  
int foo( int x, int y) { return x - y;} GVGlVAo|@  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 V3Z]DA  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 g}LAks  
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。 0#_'o ,  
我们来写个简单的。 i3$$,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: fyknP)21I  
对于函数对象类的版本: L gk   
tc+WWDP#"  
template < typename Func > I\O\,yPhhP  
struct functor_trait 3uWkc3  
  { }<a^</s  
typedef typename Func::result_type result_type; <y.]ImO  
} ; zi@]83SS#  
对于无参数函数的版本: cVnJ^*Z  
/]^#b  
template < typename Ret > ^D%Za'  
struct functor_trait < Ret ( * )() > zP\7S}p7%  
  { R%Y`=pK>}  
typedef Ret result_type; q*7<)VwI  
} ; PNs~[  
对于单参数函数的版本: =FP0\cQ.  
4GdX/6C.  
template < typename Ret, typename V1 > 58Xzup_"  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > e'%v1-&sP  
  { "qz3u`[o  
typedef Ret result_type; "Jq8?FoT  
} ; (V`Md\NL`  
对于双参数函数的版本: i%m"@7.kk  
W,5Hx1z R  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > &#`l;n:]+  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 1\*\?\T>_  
  { /D&%v *~E  
typedef Ret result_type; {76c%<`WaP  
} ; HBS\<}  
等等。。。 4`m~FNVS   
然后我们就可以仿照value_return写一个policy G 2bDf-1ew  
x!LQxoNF  
template < typename Func > t]jFo  
struct func_return s#~GH6/  
  { 8BOZh6BV  
template < typename T > ,l YE  
  struct result_1 W!Hm~9fz  
  { ^&@w$  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; tGvG  
} ; -VxTx^)>  
4fk8*{Y  
template < typename T1, typename T2 > y;w x?1)  
  struct result_2 U4f5xUY0)  
  { V&8Vw F^-  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Z>c3  
} ; lGwl1,=  
} ; RqEH| EUZ  
,mhQ"\+C  
R'EUV0KX>Y  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 7w,FX.=;cv  
DI+]D~N  
template < typename Func, typename aPicker > d@`M CchCB  
class binder_1 *4+3ObA  
  { Vtc36-\1*  
Func fn; *_a@z1  
aPicker pk; {"oxJ`z4  
public : "Ve.cP,7(  
CYYkzcc^  
template < typename T > `ps)0!L L`  
  struct result_1 m(RXJORI  
  { *n" /a{6>  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; UcBe'r}G  
} ; \PDd$syDA  
NI#X @  
template < typename T1, typename T2 > HEA#bd\  
  struct result_2 ,@1p$n  
  { A+6 n#  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; eSWL rryY  
} ; /|#&px)G  
7+X:LA~U  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 4wC+S9I#E^  
l^ZI* z7N  
template < typename T > \fA{1  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const * #jsgj[  
  { | N0Z-|  
  return fn(pk(t)); q0f3="  
} ^O^l(e!3  
template < typename T1, typename T2 > HGm 3+,  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 6qcO?U  
  { @-UL`+  
  return fn(pk(t1, t2)); .>Ljnk  
} a=M\MZK>  
} ; ;"(foY"L  
Wu4Lxv]B4  
?5_7;Ha  
一目了然不是么? =FE|+!>PA  
最后实现bind mM`wITy  
6-?66g mT  
!r# ?C9Sq  
template < typename Func, typename aPicker > -S3MH1TZ  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) $O9^SB  
  { X]\ \,  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); :_!8 WB  
} N<QXmgqx  
9Xx's%U  
2个以上参数的bind可以同理实现。 %f($*l.  
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。 jqPkc28  
TMY d47  
十一. phoenix A&nU]R8S  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: gy&[?m6M=  
W5SJ^,d)J  
for_each(v.begin(), v.end(), k0T?-iM  
( )M)7"PC  
do_ cA%%IL$R  
[ ]`Oo%$Ue  
  cout << _1 <<   " , " *S/_i-ony  
] H$I =W>;  
.while_( -- _1), L!=QR8?@E  
cout << var( " \n " ) ~gGZmT b  
) 4 :U?u  
); {&"N%;`Q  
kF/9-[]$g,  
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: rETRTp0HT  
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 cJ54s}  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 #dM9pc jh  
那么我们就照着这个思路来实现吧: a'z)  
+nJUFc  
lo[.&GD  
template < typename Cond, typename Actor > foQ#a  
class do_while 6`f2-f9%iq  
  { ">#wOm+ +  
Cond cd; N!g9*Z  
Actor act; tKpmm`2  
public : 9<KAXr#  
template < typename T > 1Tu *79A  
  struct result_1 .'Vww  
  { $m42:amM  
  typedef int result_type; \Ym5<];E  
} ; x g0iN'e'K  
,_Z+8  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} j ?MAED  
By%=W5  
template < typename T > wXsmn1w9  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ~R(%D-k  
  { )E~ 79!  
  do >%wLAS",w  
    { 0{= `on;  
  act(t); ,T2G~^0  
  } -;'1^  
  while (cd(t)); R) c'#St  
  return   0 ; gvL f|+m  
} nw-I|PVTNa  
} ; >Q(3*d >  
3+XOZh8  
3`k;a1Z#O'  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). {~F4WjHJp  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 5=f|7yl  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 KN*  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 eM+!Y>8Y  
下面就是产生这个functor的类: K"r*M.P>  
X-wf:h?i  
8O38# {[S  
template < typename Actor > kkQVNphc  
class do_while_actor }I :OsAw  
  { XHK70: i  
Actor act; bFW=ylF9  
public : @7B$Yy#  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} .C--gQpIv  
(;q;E\Ej q  
template < typename Cond > 5F~'gLH/F-  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; gXjV?"^kUl  
} ; <kCU@SK  
3? HhG  
>"C,@cN}B  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 62Z#Y Q}x  
最后,是那个do_ [Nk3|u`h  
)Q .>rX,F  
5=Di<!a;  
class do_while_invoker [<6S%s  
  { $g sxO!G  
public : {HCz p,Y  
template < typename Actor > a]MX)?  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const S;)w.  
  { 6Aku1h  
  return do_while_actor < Actor > (act); tQjLOv+?=  
} @~%r5pz6  
} do_; kOed ]>H  
"T|PS 6R~  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? (Tbw3ENz  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 yr lf+tl  
最后来说说怎么处理break和continue &sU?Ok6  
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。 TTKs3iTXz  
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
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