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
  • 5919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 3ik~PgGoKQ  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 w BoP&l  
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, Cn_r?1{W  
M} +s_h9  
2;w> w#}>  
iT+t  
  class filler lbh7`xCR  
  { /XdLdA!v  
public : &3itBQF  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} z9v70 q  
} ; vOl3utu7  
2Tv W 6  
$F]*B `  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: Fw^^sB  
b27t-p8  
)r(e\_n  
s~c cx"HH  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); %UG|R:  
8k_hX^  
3~LNz8Z*  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 G)gb5VW k  
MFipXE!  
lQ4$d{m`  
c4bvJy8  
二. 战前分析 $- Y8@bw  
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。 XG5"u  
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 7UUu1"|a|  
\vuWypo  
.s|5AC[  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ;Q[E>j?w=  
  /* --------------------------------------------- */ q3|SZoN  
vector < int *> vp( 10 ); BG6Lky/omz  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);  TZdJq  
/* --------------------------------------------- */ !yz3:Yzu  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); KYq<n& s  
/* --------------------------------------------- */ 0;%\L:,O  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ; NO#/  
  /* --------------------------------------------- */ x6vkd%fCj  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); c]|Tg9AW  
/* --------------------------------------------- */ ojVN -*5  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); Ij9=J1c4  
v7D0E[)~  
 J@J`)  
TjpAJW@-  
看了之后,我们可以思考一些问题: |:`)sx3@#  
1._1, _2是什么? ${97G#  
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。 C%/@U[;  
2._1 = 1是在做什么? V3/OKI\o  
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。 7}(YCZny5  
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。 =r&i`L{]  
X3y28 %R   
|_a^+!P  
三. 动工 _Ecs{'k  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: "Q{7X[$$^  
u=0161g  
U?Vik  
]UZP dw1D  
template < typename T > T7(d  
class assignment "i!W(}x+  
  { cu#r#0U-  
T value; 'yh)6mid  
public : e'fo^XQn[  
assignment( const T & v) : value(v) {} 6 I43a1[s  
template < typename T2 > GxE`z6%[  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } q^L"@Q5;  
} ; +hs:W'`%  
+KIBbXF7  
u_*y~1^0  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 q~{O^,4S  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment D"{%[;J  
zJOyr"B'8  
d^"|ESQEU  
hz h3p[  
  class holder $]a*ZHd;2&  
  { r_o\72  
public : X#X/P  
template < typename T > )H&ZHaO,_  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const }x_:v!G  
  { r]S"i$  
  return assignment < T > (t); .EjjCE/v-  
} i\* b<V  
} ; %V(U]sbV  
8C I\NR{x8  
W>[TFdH?  
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: s2#}@b6'.  
w; :{  
  static holder _1; }G"bD8+  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 :2~2j-m  
#6#%y~N  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 2=| Ks]<P  
而不用手动写一个函数对象。 G}nj 71=H  
mw83pU6  
~SwGZ  
gj }Vnv1[  
四. 问题分析 Io('kCOR;  
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。 unr`.}A2>  
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。 /5Yl, P  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 2TQ<XHA\  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 S4!B;,?AxN  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ]hbrzv o  
&b]_#c   
五. 问题1:一致性  o%$R`;  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| p`'3Il3  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 SOS|3q_`  
r4]hcoU  
struct holder G(1_P1  
  { `b_n\pf ]  
  // /K<>OyR?  
  template < typename T > iS`ok  
T &   operator ()( const T & r) const R l)g[s  
  { Y*S(uqM  
  return (T & )r; IYhn*  
} B!J&=*=e  
} ; NFf?~I&mfu  
Uu|R]azbO  
这样的话assignment也必须相应改动: !]&+g'aC3  
] B>.}  
template < typename Left, typename Right > A=np ?wc  
class assignment 8(H!iKHe  
  { o\nFSG kn  
Left l; Bey9P)_Of  
Right r; o9Tsyjbj  
public : :T#f&|Gg;  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} mqiCn]8G  
template < typename T2 > =ibKdPtTh^  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } O#)YbaE  
} ; .gCun_td#  
hh-sm8  
同时,holder的operator=也需要改动: |gfG\fL3V  
| 8akp  
template < typename T >  |  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const Q%0 N\  
  { M[0NB2`Wp  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); &p55Cg@e)  
} > v4+@o[~  
1:q`KkJx  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 nDz.61$[  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 '.7ER  
W'v o?  
return l(rhs) = r; -LlS9[r0  
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。 1gX$U00:  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: :79u2wSh  
]'0}fuV  
template < typename Tp > ?p>m ;Aq  
class constant_t "lB%"}  
  { uFfk!  
  const Tp t; -s 7a\H{~  
public : zo1 fUsK?  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} .Z@iz5  
template < typename T > @ b} -<~  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const )p{,5"0u  
  { p }3$7CR/  
  return t; f/sLQdK,  
} -E.fo._L5  
} ; :VX2&*  
$]J<^{v  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 s =<65  
下面就可以修改holder的operator=了 a@C}0IP)  
0*KL*Gn  
template < typename T > QH kjxj  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const O*>`md?MH  
  { perhR!#J  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); R'^J#"[  
} eo&G@zwN   
 $kxu-  
同时也要修改assignment的operator() m=60a@o]  
g2YE^EKU~  
template < typename T2 > 4UMOC_  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } z7&m,:M  
现在代码看起来就很一致了。 N^'(`"J s  
xN!In-v[j;  
六. 问题2:链式操作 jT4 m(j  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 e[db?f2!  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 =TA8]7S~U  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 7 LiyA<  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 a._>?rVy  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct /wi/i*;A  
&_'3(xIO  
template < typename T > #`%V/#YK  
struct result_1 JHJ]BMm  
  { `KieN/d%  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; m~gcc  
} ; X#ud_+6x  
oKPG0iM:  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: @u:q#b  
&pH XSU  
template < typename T > 6|1*gl1_LD  
struct   ref 4p>,  
  { Tzfk_h3hE  
typedef T & reference; -(zw80@&  
} ; i({MID)/_  
template < typename T > ^$y`Q@-9  
struct   ref < T &> P9M%B2DQ6f  
  { *,,:;F^  
typedef T & reference; +9.GNu  
} ; y]uBVn'u  
}-p-(  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: #r@>.S=U]  
!j9(%,PR  
template < typename T > J$S*QCo  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const q,=YKw)*  
  { /mK]O7O7  
  return l(t) = r(t); -`PLewvX  
} MTn}]blH  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 C-H6l6,  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 eyos6Qi  
72= 4#  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 %Ybr5$_  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 07>D G#  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 -~ Dn^B1^  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 I:YE6${k!  
最后的布局是: -#r=  
                Add 'K|F{K  
              /   \ 4Dasj8GsV  
            Divide   5 Gyc _B  
            /   \ <,J O  
          _1     3 u`pw'3hY  
似乎一切都解决了?不。 [+qB^6I+P%  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 l=47#zbpZ]  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 B+2.:Zn6  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: 2>m"CG  
;6`7 \  
template < typename Right > 1{G@'# (  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const  k.\4<}  
Right & rt) const 4Td)1~zc3  
  { ! )(To  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ,t39~w  
} Sb`SJ):x  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 M%5_~g2n'\  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 [o.#$(   
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。 8]WcW/1r !  
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。 s 4n<k]d  
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。 AH^'E  
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? 6df`]s c  
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: o}yA{<"  
AA}+37@2I  
template < class Action > n`p/;D=?  
class picker : public Action Iv?1XI=  
  { ix 5\Y  
public : [!4V_yOb  
picker( const Action & act) : Action(act) {} 1czU$!MV  
  // all the operator overloaded sAjN<P  
} ; a)!R4  
*]ME]2qP  
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。 8x9;3{R   
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: 9 $zx<O  
vyT-!mC  
template < typename Right > $LtCI  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const `8;\}6:"1  
  { Ee=!bv(%70  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ,n$HTWa@0  
} 9<5ii  
h#u k-7  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 1(jx.W3  
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。 |2I/r$Q  
@`HW0Y_:  
template < typename T >   struct picker_maker aQV?}  
  { 0VIR =Pbp  
typedef picker < constant_t < T >   > result; vSk1/  
} ; % xBQX  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > }1NNXxQ  
  { unyU|B  
typedef picker < T > result; \3 O1o#=(  
} ; ,N8SP 'R  
yg"FF:^T  
下面总的结构就有了: Q>uJ:[x+  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 gY_AO1  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 kuv+TN  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 la`f@~Bbr1  
至此链式操作完美实现。 vh^?M#\  
'fY29Xr^  
H WFnIUv  
七. 问题3 YyC$\HH6  
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。 >FL%H=]  
Tlk!6A:  
template < typename T1, typename T2 > "4.A@XsY  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ![m6$G{y  
  { ephvvj~zW4  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); &Vg)/t;  
} !Za yN  
P#AS")Sj  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: HcHwvf6y  
vP,$S^7$  
template < typename T1, typename T2 > H2CpZK'  
struct result_2 gVs@T'  
  { Q=^TKsu  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; O66b^*=N}x  
} ; 1c4:'0  
%5j*e  
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? 2QKt.a  
这个差事就留给了holder自己。 :%IB34e  
    ^-(DokdBn  
}zrapL"9X  
template < int Order > `|4k>5k  
class holder; a!, X@5  
template <> G1wJ]ar  
class holder < 1 > UFyk%#L  
  { iO}KERfU  
public : "fu@2y4^  
template < typename T > *4c5b'u  
  struct result_1 &,$N|$yK}|  
  { ra^"Vr  
  typedef T & result; <BK?@Xy  
} ; ghW  
template < typename T1, typename T2 > p-,Bq!aG$  
  struct result_2 *Z3b6X'e  
  { Uf~5Fc1d =  
  typedef T1 & result; LB^xdMXi  
} ; MZ>Q Rf  
template < typename T > lO HW9Z  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Y9B"yV  
  { d/\ajQ1::  
  return (T & )r; !'>,37()  
} +(h{ 3Y|  
template < typename T1, typename T2 > X5=I{eY}  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const fD%20P`.  
  { 2j$~lI  
  return (T1 & )r1; Kr+#)S  
} ?B<.d8i  
} ; Myh?=:1~(c  
f\H1$q\p\  
template <> -f"{%<Q  
class holder < 2 > /?*ut&hwv  
  { &a'LOq+r'  
public : ,vuC0{C^  
template < typename T > j k&\{  
  struct result_1 @I?: x4  
  { HP:[aR!2P  
  typedef T & result; AL|3_+G  
} ; D{JwZL@7k2  
template < typename T1, typename T2 > C4gzg  
  struct result_2 ~Jlq.S'  
  { =:\5*  
  typedef T2 & result; SA?1*dw)  
} ; =D)ADZ\<r  
template < typename T > T2|os{U  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Us% _'}(/U  
  { ?h,.1Tb  
  return (T & )r; KIY9?B=+  
} o 9d|XY_  
template < typename T1, typename T2 > ul!q)cPb{  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const X#o;`QM  
  { _.SpU`>/f  
  return (T2 & )r2; [<nd+3E  
} )-25?B  
} ; `tl-] ^Y2  
Bq tN=  
p:3w8#)MZ  
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> >。 wcGv#J],  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: n/YnISt  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ulfs Z:  
#p-\Y7f  
return l(i, j) = r(i, j); *pyC<4W  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) ?5wsgP^  
JX`>N(K4\  
  return ( int & )i; BJ{?S{"6%G  
  return ( int & )j; oslj<  
最后执行i = j; QRwOv  
可见,参数被正确的选择了。 3A\Z ]L  
UI*&@!%bzp  
{a(<E8-^  
bb$1zSA  
E CPSE {  
八. 中期总结 Mo4c8wp&SM  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: @2TfW]6  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 n2Q ?sV;m  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 x!u6LDq0  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor e1hf{:&/G@  
,Bj]j -\Y  
vgi`.hk  
 &%T*sR  
juxAyds  
cG4}daK]d  
九. 简化 BRv#`  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 Cj J n  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 !$<Kp6  
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: >L$9fn/J  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 P=X)Ktmv  
  +-*/&|^等 OXZx!h  
2. 返回引用。 ScRK1  
  =,各种复合赋值等 ,I:[-|Q  
3. 返回固定类型。 Wj, {lJ,  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 1[\I9dv2  
4. 原样返回。 61*b|.sl'#  
  operator, P@Vs\wAT  
5. 返回解引用的类型。 C#RueDa.  
  operator*(单目) Pd~z%VoO  
6. 返回地址。 U\>k>|Jr{  
  operator&(单目) ".?y!VY  
7. 下表访问返回类型。 #r]GnC,  
  operator[] D3y4e8+Z'  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 MI~Q Xy,  
  operator<<和operator>> ]NKz5[9D  
EW/NH&{  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 'lmjZ{k  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: l !ZzJ&  
|V^f}5gd  
template < typename Left > 4thPR}DH}  
struct value_return J~ wu*x  
  { ozA%u,\7k  
template < typename T > ,/[1hhP@  
  struct result_1 <f0yh"?6VH  
  { Z 2lX^z  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ]Nue1xV_  
} ; i'}"5O+  
N5b&tJb M0  
template < typename T1, typename T2 > N8X)/W  
  struct result_2 n%s$!R- \  
  { 2(R{3E4.  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; \3)U~[O>:  
} ; <iM}p^jX9  
} ; T%**:@}+  
$=Tq<W*c  
@FN1o4&3  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait iu{QHjZK(  
lLEEre  
下面我们来剥离functor中的operator() {wD "|K  
首先operator里面的代码全是下面的形式: P5'VLnE R{  
?l`|j*  
return l(t) op r(t) \*c=bz&l  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) =-G4 BQ  
return op l(t) Sf t,$  
return op l(t1, t2) ")w~pZE&+  
return l(t) op AS lmW@/9v  
return l(t1, t2) op $C8s  
return l(t)[r(t)] q2M%AvR  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] N]G`]  
.G|U#%"6x  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: |2I p*  
单目: return f(l(t), r(t)); 4hUUQ;xj  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); Nl{on"il  
双目: return f(l(t)); mHNqzdaa  
return f(l(t1, t2)); )F6p+i="  
下面就是f的实现,以operator/为例 C6d#+  
ZV[-$  
struct meta_divide &CfzhIi*!  
  { XL(2Qk  
template < typename T1, typename T2 > tz2$j@!=  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) / q^_ 'Lp  
  { `U{#;  
  return t1 / t2; j)}TZx4~  
} :{?Pq8jP  
} ; ,MD >Jx|  
YwJ<0;:+hS  
这个工作可以让宏来做: :oJ!9\5  
~Yg+bwh  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 0:eK}tC  
template < typename T1, typename T2 > \ b=:%*gq,  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; o|V=3y Ok  
以后可以直接用 MA v-#  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) C(}Kfi@6N  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 n'@XgUI,  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) Ky{C;7X  
~P9^4  
EtDzmpJR>  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 O! w&3 p  
?$b*)<  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 7[8d-Sf24{  
class unary_op : public Rettype g]._J  
  { 5 ~"m$/yE  
    Left l; P2 +^7x?  
public : 3UJSK+d\  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} ak(P<OC-  
#}8gHI-9%  
template < typename T > mMad1qCi7  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const r7v 1q  
      { 6!RK Zj)  
      return FuncType::execute(l(t)); 8 HdjZ!  
    } ,m)YL>k  
~uJO6C6A  
    template < typename T1, typename T2 > i\\,Z L  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const MUp{2_RA  
      { iRL|u~bj  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); q)]S:$?BT  
    } @oFuX.  
} ; ] -G~  
gR k+KGKn<  
_"qX6Jc  
同样还可以申明一个binary_op o [nr)  
OI)/J;[-e  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Yk5Cyq  
class binary_op : public Rettype " R-Pe\W  
  { 2}.EFQp+  
    Left l; ~Yl%{1  
Right r; o]0\Km  
public : n^rzl6dy  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} $p.0[A(N  
Fh^Ax3P(  
template < typename T > @|9V]bk  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 7XiR)jYo*  
      { Tc;j)_C)  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); ffh3okyW0  
    } -}Gk@=$G  
;5=5HYx%  
    template < typename T1, typename T2 > `wLMJ,@f.  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const WOf*1C  
      { MT.D#jv&  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); iR4!X()  
    } t%30B^Ii%K  
} ; 2@pEuB3$?!  
2L?Pw   
B6]M\4v  
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 y3mJO[U0 a  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 uJ%XF*>_D  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) oz\r0:  
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。 liVj-*m  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Gu K!<-Oz"  
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。。。 p}k\l dmh{  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 k0-,qM#p;X  
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) <>[]- Vq  
下面是修改过的unary_op (1;%V>,L  
4CioVQdj  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > I$1~;!<  
class unary_op #jX%nqMxW  
  { {b26DKkQS  
Left l; Kv6#WN~  
  +FtL_7[v  
public : PH]ui=  
?1/wl;=fm  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} PD@@4@^  
JJE0q5[  
template < typename T > REKv&^FLN  
  struct result_1 W$?Bsz)  
  { Y1U\VU  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 0D_{LBO6LU  
} ; ~(d#T|ez  
(ysDs[? \  
template < typename T1, typename T2 > |[ ,|S{  
  struct result_2 ~b SjZ1`  
  { <}^l MBa  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; G:?l;+P1  
} ; ^[-3qi  
\d"M&-O  
template < typename T1, typename T2 > Mj-B;r  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const  tvvRHvL  
  { 1N\-Ku  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 9N{"ob Z  
} *6 1G<I  
agxR V  
template < typename T > @1G`d53N  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const  Q~AK0W  
  { 73'.TReK  
  return OpClass::execute(lt(t)); h**mAa0fo  
} FQ6{NMz,h  
gjhWoZV  
} ; =[V  
Z\P&i#  
,[0rh%%j  
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 <{b#nPc!,#  
好啦,现在才真正完美了。 IBe0?F #  
现在在picker里面就可以这么添加了: 334tg'2]  
00(#_($  
template < typename Right > MbeO(Q  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const Xw[|$#QKM  
  { XveG#oyiU  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 6?(vXPpT$  
} \Dn an5H/  
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。 NHq*&xy  
Y'%k G5nF  
G/5]0]SO  
m;"dLUb  
f1UGDC<p9  
十. bind &nEQ `3~F  
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。 by%k*y  
先来分析一下一段例子 yu] nK-Y7S  
H@pF3gh  
+~]LvZtI_  
int foo( int x, int y) { return x - y;} ~J,e^$u  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 ia}V8i  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 S`?cs^?  
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。 9Wi+7_)  
我们来写个简单的。 jFMf=u&U  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: G Za<  
对于函数对象类的版本: Y>: e4Q  
p[M*<==4  
template < typename Func > F),wj8#~>-  
struct functor_trait 5W=jQ3 C  
  { rq>Om MQ67  
typedef typename Func::result_type result_type; -{'WIGm  
} ; wX*F'r"z  
对于无参数函数的版本: F-2&P:sjQ  
' Zmslijf  
template < typename Ret > z^r  
struct functor_trait < Ret ( * )() > ~}fQ.F*7R  
  { q-)Ynp4'  
typedef Ret result_type; c- {;P>L  
} ; `;fk,\8t%  
对于单参数函数的版本: P_f^gB7  
|&]04  
template < typename Ret, typename V1 > my^2}>wi  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > C0@[4a$8f  
  { B&oP0 jS  
typedef Ret result_type; d;9F2,k$w  
} ;  E\! <=  
对于双参数函数的版本: T=n)ea A  
#+,O  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > m=uW:~  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > rF8n z:8  
  { O A9G] 8k  
typedef Ret result_type; *(sUz?t  
} ; F ak"u'~  
等等。。。 =`MU*Arcs[  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy v{dvB:KP5X  
pl.K*9+  
template < typename Func > rWo&I _{  
struct func_return ?pJUbZ#J  
  { ;jgJI~3l  
template < typename T > =(Ll}V,  
  struct result_1 -h/KrB  
  { >^fkHbgNQ  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; f^63<gqY  
} ; S=bdue  
^Gs=U[**  
template < typename T1, typename T2 > %[9d1F 3  
  struct result_2 ~HH6=qjU)  
  { ') -Rv]xe  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; )+ss)L EC  
} ; vtS [Tkk|A  
} ; Os# V=P  
^cy.iolt  
'U" ub2j  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 T@ecWRro  
gZD,#D.hR  
template < typename Func, typename aPicker > dUg| {l  
class binder_1 GcL:plz  
  { {tlt5p!4  
Func fn; <!r0[bKz@  
aPicker pk; /Ky xOb)  
public : LT ZoO9O  
)ZA3m _w]  
template < typename T > (f*0Wp;  
  struct result_1 17nONhh  
  { a8Q=_4 l  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 6GZ zNhz  
} ; Bco_\cpt]z  
&>. w*  
template < typename T1, typename T2 > (IY= x{b  
  struct result_2 gADEjr*H  
  { 5|E_ ,d!v  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; c5t],P  
} ; >pV|c\  
g}\Yl.  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} oL2 a:\7  
'&.QW$B\B_  
template < typename T > ATb[/=hP<R  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const "7*cF>FE8  
  { Mk-Rl  
  return fn(pk(t)); # ~SQujgB  
} LK'|sO>|  
template < typename T1, typename T2 > pg.z `k  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const %j3 *j  
  { 8=%%C:  
  return fn(pk(t1, t2)); DgQw9`W A  
} i"{ \ >  
} ; x3JX}yCX  
c9 UJ=  
; iK9'u  
一目了然不是么? T!T6M6?  
最后实现bind #$GDKK  
xgi/,Nk '  
fA]b'8  
template < typename Func, typename aPicker > QQ5G?E  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) G:]w UC\  
  { MU; L7^  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); P1Z+XRWOM  
} L(yR"A{FsE  
D-[` wCa,  
2个以上参数的bind可以同理实现。 St6U  
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。 YuZxKuGy  
-}B&>w,5  
十一. phoenix k8}*b&+{vz  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: F .(zS(q  
;eG,T-:  
for_each(v.begin(), v.end(), AC$:.KLI  
( q5irKT*Hs  
do_ 1%?J l~M  
[ #N=!O/Y  
  cout << _1 <<   " , " ib4shaN`  
] eN/o}<(e  
.while_( -- _1), se)vi;J7K  
cout << var( " \n " ) ctv=8SFv(  
) Q)7iu  
); d8|bO#a%9  
(qDu|S3P  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: 26c,hPIeXY  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor V0,%g+.^  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 K&t+3O  
那么我们就照着这个思路来实现吧: c({V[eGY  
O;u&>BMk  
u'o."J^&'  
template < typename Cond, typename Actor > VFZ_Vw  
class do_while Wgt[ACioN  
  { OIuEC7XM^C  
Cond cd; C>d_a;pX  
Actor act; ~v 2E<S3  
public : +w ;2kw  
template < typename T > A{5^A)$  
  struct result_1 M>pcG.6V  
  { a)+;<GZ~  
  typedef int result_type; H0zKL]D'>  
} ; 1]L 0r  
C0xj M0  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} X  8V^  
t,*hxzD"  
template < typename T > jXBAo  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const &TmN^R>  
  { #PzRhanX  
  do p nS{W \Q  
    { kvzGI>H:  
  act(t); E1U~ ew  
  } A8?uCkG  
  while (cd(t)); &*wN@e(c  
  return   0 ; jpl"KN?X  
} H1]An'qz,  
} ; q;dg,Om  
Pd99vq/  
w&eX)!  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). vjy59m  
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。 +ht -Bl  
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。 <<zYF.9L]  
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。 KaJCfu yp  
下面就是产生这个functor的类: w`kn!k8  
e12.suv  
_H:mBk,,  
template < typename Actor > zj ;'0Zu  
class do_while_actor Y<'T;@  
  { 6!|-,t><  
Actor act; 2]Nc@wX`p  
public : : Gp,d*M  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} f$G{7%9*  
jl;%?bx  
template < typename Cond > iRo/~(  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; '!)|;qe  
} ; Jww LAQ5  
!TJCQ[Aa }  
v !~lVv&  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 oUMY?[Wp  
最后,是那个do_ jY>BU&  
sx;7  
G@Z,Hbgm  
class do_while_invoker wf4?{H  
  { prf  
public : R<}n?f\#JZ  
template < typename Actor > }B{bM<dF  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const K&zp2V  
  { "~y@rqIba  
  return do_while_actor < Actor > (act); xef@-%mcoy  
} 50 :gk*hy  
} do_; ;aJBx  
S&y(A0M  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? iw!kV  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 ~_SoP  
最后来说说怎么处理break和continue E2M|b  
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。 @Sxb}XI!f  
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:
10+5=?,请输入中文答案:十五