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
  • 4974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 \1=T sU&^  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 =^Bq WC2~  
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, .(`(chRa}  
cj$,ob&DX  
$@_YdZ!  
l0gH(28K  
  class filler R!sNg   
  { n (OjjR m  
public : y.jS{r".  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} QH& %mr.S  
} ; 11i"nR|  
8&?^XcJ*x  
^bF}_CSE  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: z VnIr<!8_  
S/a/1 n$ U  
c}YJqhk0J  
Zk wJ.SuU  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); Xyb8u})p'  
ri_P;#lz  
8&i;hZm  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Xfj)gPt}  
kBrvl^D{5  
4#TnXxL  
#o"tMh!f  
二. 战前分析 J09*v )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。 .=?Sz*3  
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 @8|~+y8,  
D[V`^CTu  
OMl8 a B9  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 0 9tikj1  
  /* --------------------------------------------- */ |d5ggf .w  
vector < int *> vp( 10 ); Q%rVo4M#2  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); #1MKEfv(~  
/* --------------------------------------------- */ C,[ L/!  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); P~&O4['<  
/* --------------------------------------------- */ TLy ;4R2Nn  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); QyTh!QM~`  
  /* --------------------------------------------- */ h!QjpzQe  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); x]H3Y3  
/* --------------------------------------------- */ 'T%IvJ#Xu  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); O2C6V>Q;  
`$H7KIG  
Xu6jHJ@x  
X z8$Xz,O  
看了之后,我们可以思考一些问题: <|otZJ'2r  
1._1, _2是什么? ! &y  
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。 [qSQ#Qzi2i  
2._1 = 1是在做什么? k9cK b f@  
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。 $$42pb.  
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。 eDuX"/kHA  
SF0Jb"kS  
!5NGlqEF#  
三. 动工  /; +oz  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 5Lw{0uLr  
2ed@HJu  
Ec+22X  
?.8<-  
template < typename T > :#qUMiu$  
class assignment r|M'TA~:  
  { 'HCnB]1  
T value; ^<!Ia  
public : #&k8TY  
assignment( const T & v) : value(v) {} ehU"*9  
template < typename T2 > ; /=L  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } Q< dba12  
} ; *JwFD^<j  
*}7U`Aa  
4yhcK&  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 O(odNQy~  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment :sFo  
&ryiG  
0"4J"q]&  
5H~@^!7t  
  class holder >;m{{nj  
  { (:JjQ`i  
public : )q^(T1  
template < typename T > 0Qt~K#mr/  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const R!9qQn?  
  { 3zbXAR*  
  return assignment < T > (t); v C^>p5F  
} 9g96 d-  
} ; ci;&CHa  
jBS'g{y-!  
Ny]lvgu9X  
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: \` &ej{  
Bf/ |{@  
  static holder _1; gUspGsfr  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 nVNs][  
_$!`VA%  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); pVY4q0@  
而不用手动写一个函数对象。 SGQD ro=l  
Jlz9E|*qV  
]/a g*F  
&h\7^=s.  
四. 问题分析 _O LI%o  
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。 yk`)Cq%=;  
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。 s_TD4~ $  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 XYMxG:  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ),yH=6  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 {|Bd?U;  
\,hrk~4U;(  
五. 问题1:一致性 #.o0mguU  
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?| Q]^Yi1PbS  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 <;aJ#qT  
=88t*dH(,"  
struct holder  UPR/XQ  
  { %iX/y  
  // h>| g2h  
  template < typename T > N70zjy4?fL  
T &   operator ()( const T & r) const n?}5!  
  { jK e.gA  
  return (T & )r; _%;M9Sg3  
} u|T%Xy=LU  
} ; Fk aXA.JE  
v:?o3 S  
这样的话assignment也必须相应改动: 9Eu #lV  
sLZ>v  
template < typename Left, typename Right > 8sH50jeP  
class assignment BO]=vH  
  { * O5:  
Left l; l!/!?^8|f  
Right r; >GmN~"iJ  
public : QTfu:m{  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} &/iFnYVhy  
template < typename T2 > >2u y  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } lf6|.  
} ; XO%~6Us^  
*<UGgnmLE  
同时,holder的operator=也需要改动: _Yy:s2I8B  
xFU5\Zuw  
template < typename T > vcwK6G  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const HZ{n&iJ  
  { ,2ME2@OP  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); fy`+Efuj  
} gd_ ^  
cFDxjX?~  
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。 8!;$qVt  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 |UYED%dC  
%2}C'MqS  
return l(rhs) = r; EDtCNqBS~2  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 viJJ e'\2  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: z(rK^RT  
h07eE g  
template < typename Tp > /7x\;&bc  
class constant_t Hg aZbb>'  
  { ^j[Ku  
  const Tp t; X5 j=C]  
public : ifvU"l  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ODek%0=  
template < typename T > &>g~-s  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const N2[jO+6  
  { F;-90w  
  return t; l=xt;c!  
} ^EuW( "  
} ; d+Ds9(gV  
|_, /u_  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 0 7\02f  
下面就可以修改holder的operator=了 =q5@,wN^  
G0pBR]_5z$  
template < typename T > x~z_,':  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const -p]>Be+^x  
  { /'\;8A$J`  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); SHwRX? B|  
} yjFe'  
WcU@~05b  
同时也要修改assignment的operator() QkL@JF]Re  
@iRO7 6m  
template < typename T2 > ol<lCp  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 4#7Umj  
现在代码看起来就很一致了。 9qre|AA  
+aj^Cs1$  
六. 问题2:链式操作 i5VG2S  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 06jMj26!  
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。 GQ[pG{ _+  
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。 =LK}9ViH  
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。 V~[:*WOX  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct L1{T ?aII  
aHC%19UN  
template < typename T > UGCox-W"  
struct result_1 B4^`Sw  
  { &XtRLt gS  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 8%-%AWF]  
} ; e3g_At\  
rREzM)GA  
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: /BKtw8  
]4o?BkL  
template < typename T > -X8eabb  
struct   ref EHhd;,;O  
  { sUbF Rq  
typedef T & reference; }[v~&  
} ; 2( _=SfQ  
template < typename T > -njQc:4W,-  
struct   ref < T &> ;ctU&`  
  { ;cLUnsB\  
typedef T & reference; 6__K#r  
} ; 3S;N(A4  
cix36MR_  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ?+\E3}:  
:XYy7xz<  
template < typename T > 7E~4)k0<  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ?:/|d\,7@  
  { <m]wi7  
  return l(t) = r(t); CV3DMA  
} W&KM/9d  
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。 S(w\ZC  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 !W~<q{VTs  
sOz sY7z3Z  
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 nvH|Ngg Q  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: SK-W%t  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 @[v8}D  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 @RVOXkVo  
最后的布局是: Q6x%  
                Add e T-9  
              /   \ {(Fe7,.S3  
            Divide   5 t !~ S9c  
            /   \ ] D6|o5  
          _1     3 lkwh'@s.  
似乎一切都解决了?不。 {g_@Tuu  
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。 ;{Jb6'K1h  
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。 ^mfjn-=3  
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: <[<247%  
y 1nU{Sc@  
template < typename Right > #KE;=$(S  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const y<*-tZV[  
Right & rt) const %Rarr  
  { l"5y?jT  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); o_rtH|ntX5  
} 6pm~sD  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 j|(:I:]  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 9^\hmpP@D  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 N"1 QX6  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 Q.ukY@L.'  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 4U{m7[  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? /[?Jylj  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: 0H+c4IW  
w+=Q6]FxJ  
template < class Action > [b;Uz|o  
class picker : public Action -l[jEJS}  
  { (}jL_E  
public : <+q$XL0  
picker( const Action & act) : Action(act) {} enumK\  
  // all the operator overloaded |^ iA6)Q  
} ; :\bfGSD/gd  
>qpqQ; bm  
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。 8Zw]f-5x\  
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: ;"@:}_t  
Ay%:@j(E  
template < typename Right > wv^b_DR  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const (OqHfv  
  { +'%\Pr(  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); afUTAP@  
} 1R^4C8*B  
@ef$b?wg  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > RH~sbnZ)F  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 Nb1J ~v  
oyW00]ka  
template < typename T >   struct picker_maker 4By]vd<;=  
  { @woC8X  
typedef picker < constant_t < T >   > result; h>W@U9  
} ; %)JRbX<c  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > Nf5WQTa4  
  { GoD ?KC  
typedef picker < T > result; 4E'|.tt(  
} ; k>>`fE\K  
\ 3G*j`  
下面总的结构就有了: U`1l8'W}:#  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 4+Ti7p06&\  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 blp=Hk  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 VVLIeJ(*XT  
至此链式操作完美实现。 H"D 5 e  
N7pt:G2~%  
?K<Z kYw?  
七. 问题3 ,CKvTxz0  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 WW6yFriuW  
~S;!T  
template < typename T1, typename T2 > Lzz) n%y5  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const V{GXc:=  
  { rhoeZ  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); x.\XUJ4x  
} lY,/ W  
T.2ZBG ~|[  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: SSQT;>  
Bk@WW#b  
template < typename T1, typename T2 > {82rne `[  
struct result_2 UE;Bb*<   
  { w+Vk3c5uI)  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; EzpwGNfz}  
} ; x~Agm_Tu+'  
qguVaV4Y  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? -#%X3F7/w  
这个差事就留给了holder自己。 PGY9*0n  
    A$<>JVv  
lR}%)3_k  
template < int Order > h?A'H RyL~  
class holder; 1LyT7h  
template <> @'HT;Q!\Vd  
class holder < 1 > MHl^/e@  
  { VF= Z`  
public : CO'ar,  
template < typename T > f?0D%pxc}&  
  struct result_1 1 7i$8  
  { /x/4NeD  
  typedef T & result; ((cb4IX  
} ; 6Hn)pD#U  
template < typename T1, typename T2 > Y-]YDXrPQ  
  struct result_2 e`AUYli"  
  { doH2R @  
  typedef T1 & result; !&JiNn('  
} ; ^9'$Oa,*  
template < typename T > *:j-zrwu&  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ! ]\2A.b[  
  { L~ 2q1  
  return (T & )r; ngLJ@TP-  
} gLx/w\l6  
template < typename T1, typename T2 > gD1+]am  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const cUsL 6y  
  { 8T7f[?  
  return (T1 & )r1; G h=<0WaF=  
} ?} X}#  
} ; kXEtuO5FUM  
Of#K:`1@  
template <> esteFLm`6  
class holder < 2 > z^3Q.4Qc6^  
  { CpSK(2j  
public : )7w@E$l"  
template < typename T > FT4l$g7"  
  struct result_1 ~$*`cO  
  { )2]a8JVf  
  typedef T & result; RF!'K ko  
} ; ZYDW v/u  
template < typename T1, typename T2 > 5A,=vE  
  struct result_2 3`ml; L?D  
  { j[H0SBKC  
  typedef T2 & result; .<dOED{v  
} ; qg)qjBQwA  
template < typename T > -nG wuEngP  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const itHM7d  
  { fa yKM  
  return (T & )r; [G=:?J,P  
} U$%|0@`~  
template < typename T1, typename T2 > AI~9m-,mE  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const jiq2x\\!  
  { 7$#rNYa,z  
  return (T2 & )r2; ke^d8Z.  
} *:[b'D!A  
} ; h(|;\~  
Zd+>  
(,U7 R^  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 !pl_Ao~(  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Rhv%6ekI  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: B#:E?a;{  
]K*GSU  
return l(i, j) = r(i, j); ?^F5(B[+Y  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) NFV_+{X\  
kJ__:rS(T_  
  return ( int & )i; S QSA%B$<  
  return ( int & )j; %!yxC  
最后执行i = j; s{B_N/^  
可见,参数被正确的选择了。 Wxc^_iqA1  
h&P {p _Y  
X+%u(>>  
+NT:<(;|i5  
fQ1 0O(`g,  
八. 中期总结 j<@fT ewZ  
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: W.p66IQwL&  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 58PKx5`D  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 7~D`b1||  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 4/f[`].#W  
YLigP"*~^  
?l>e75V%w  
Y!aLf[x]  
7g8B'ex J  
aTX]+tBoe  
九. 简化 t%:G|n Sz  
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。 boIVU`F-!  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 d _uF Y:  
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: w~n kNqm  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 BPqwDj W  
  +-*/&|^等 OFQ{9  
2. 返回引用。 \wFhTJY  
  =,各种复合赋值等 C-&#r."L  
3. 返回固定类型。 K]9tc)  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) rCkYfTYI  
4. 原样返回。 =:;YTie  
  operator, kv/(rKLp*  
5. 返回解引用的类型。 6z PV'~q  
  operator*(单目) K/~Y!?:J r  
6. 返回地址。 C_C$5[~-:  
  operator&(单目) O4n8MM|`  
7. 下表访问返回类型。 ]2P/G5C3tU  
  operator[] #c :9 V2  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 VGfD;8]z  
  operator<<和operator>> e`vUK.UoW  
a~6ztEhGm  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 <e[!3,%L  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 3JTU^-S<  
9W$m D w6f  
template < typename Left > E $<;@  
struct value_return ??q!jm-m  
  { `9:v*KuM#R  
template < typename T > xTGP  
  struct result_1 'H|;%J6d>  
  { *TJ<  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; q;IhLBl'  
} ; |HNQ|r_5S  
p FXd4*  
template < typename T1, typename T2 > MwN1]d|6  
  struct result_2 HK^a:BI  
  { <nf=SRZ  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 9DmSs=A  
} ; E*h0#m|)  
} ; bU:V%B?=]  
Z"4VH rA  
zV6AuUIt  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait |3aS17yL>  
N"&$b_u[  
下面我们来剥离functor中的operator() 8xc8L1;  
首先operator里面的代码全是下面的形式: Hxj'38Y  
O\3r%=TF  
return l(t) op r(t) LR hP7D+A  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) }rFThI  
return op l(t) (R,NV3m?w  
return op l(t1, t2) A>H*`{}  
return l(t) op $>nkGb%Kp  
return l(t1, t2) op S.qk%NTTD  
return l(t)[r(t)] t*eleNYeS~  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] F]hx  
Z#srQD3].(  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: ^ yY{o/6  
单目: return f(l(t), r(t)); S83]O!w0  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); *;>V2!N=U  
双目: return f(l(t)); nomu$|I  
return f(l(t1, t2)); nLzX Z6JlU  
下面就是f的实现,以operator/为例 V+P8P7y37B  
,<`|-oa  
struct meta_divide c1gz #,  
  { bCH*8,Bmh  
template < typename T1, typename T2 > F+lm[4n  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ]JkpRaP$  
  { -lnTYxo+]^  
  return t1 / t2; A/ox#(!v  
} 0G+L1a-  
} ; v+|@}9|Z  
&C CHxjsKR  
这个工作可以让宏来做: 41P4?"O  
i=,B88ko  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ~ra#UG\Y8  
template < typename T1, typename T2 > \ 6RR4L^(m  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 4`?sE*P@`  
以后可以直接用 ~)WfJ  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) #L|JkBia  
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  O6M}W_  
(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。。。) ~e,f)?  
>DSNKU+j  
~gSF@tz@  
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 MYur3lj%_  
FKDamHL<  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > buMiJzU  
class unary_op : public Rettype C5.\;;7^&  
  { Q1P,=T@  
    Left l; $8<j5%/ $M  
public : GapX$Jb,p  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} zav*  
TmRrub  
template < typename T > 'LtgA|c=  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Ek gZxT_&  
      { Pu/-Qpqh  
      return FuncType::execute(l(t)); !UUmy% 9  
    } awj}K  
:)^# xE(  
    template < typename T1, typename T2 > +ZD[[+  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Eg287B  
      { ?NL&x  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); I;bg?RsF  
    } X_^_r{  
} ; Ww a41z  
t?3{s\z8+  
)]0[`iLe  
同样还可以申明一个binary_op ]4LT#  
Yc. ~qmG/z  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > -eSPoZ  
class binary_op : public Rettype mGM inzf  
  { m!FM+kge  
    Left l; iXr`0V   
Right r; Ivd[U`=Q  
public : /ze_{{o  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} #*ZnA,  
!."%M^J  
template < typename T > ;f\R$u-  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const !ch[I#&J-  
      { )%H5iSNG$P  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); B5?c'[V9  
    } gMoyy  
'Wx\"]:  
    template < typename T1, typename T2 > 5VoOJ_hq  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const SevfxR  
      { g 'd*TBnk  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); +Y.uZJ6+  
    } #%} u8\q  
} ; p;c_<>ws-Y  
IV 3@6t4k  
w|hyU4- ^  
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 rH#c:BwSm  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Wf+Cc?/4  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) )ZQ9a4%  
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。 4cVs(`g^  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! R~x;X3  
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。。。 x]mye  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 /4wm}g9  
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) vo}_%5v8  
下面是修改过的unary_op +QCU]Fozk  
=ihoVA:|  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 8KGv?^M 6W  
class unary_op cfy/*|  
  { Xdp`Z'g  
Left l; ]Gi+Z1q  
  E&T'U2  
public : ;#6<bV  
aQym= 6 %e  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} bdsHA2r`s  
tc49Ty9$[  
template < typename T > QB.*R?A  
  struct result_1 ;?HZ,"^I  
  { AT'_0> x8  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; E=tx.h4xG~  
} ; \ 3js}  
\4`saM /x  
template < typename T1, typename T2 > 7}iewtdy,  
  struct result_2 ixI5Xd<  
  { 5LhJ8$W  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; x" :Bw;~  
} ; =J[[>H'<d  
GqK&'c   
template < typename T1, typename T2 > I W] 841  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ~gLEhtW  
  { w'zO(6 `  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); -XDP-Trk  
} u`H@Q&(^wa  
{eD>E(Y@z1  
template < typename T > O( 5L2G  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const  <*6y`X  
  { MTFVnoZMQ_  
  return OpClass::execute(lt(t)); ~XT a=  
} p *W ZY=Q  
n[cyK$"  
} ; #&`WMLl+8  
&Ow?Hd0  
^1FZ`2u;  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug ]rX?n  
好啦,现在才真正完美了。 Pu\DYP: (  
现在在picker里面就可以这么添加了: ]Buk9LTe  
*l'$pJ X  
template < typename Right > /cg]wG!n8  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const MIXrLh3  
  { I?B,rT3 h  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); pTV@nP  
} C&s }m0R  
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。 L8-[:1  
:+dWJNY:  
HV.|Eh_7  
52C-D+zCJ  
x#e\ H F  
十. bind rEpKX  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。  &t%&l0  
先来分析一下一段例子 J-%PyvK$?  
VOF:+o@.  
YQ8x6AJ  
int foo( int x, int y) { return x - y;} (!&O4C5  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 [ sO<6?LY  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 [m+O0VK$  
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。 m$y$wo<K[7  
我们来写个简单的。 *,*:6^t  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: !)*T  
对于函数对象类的版本: fz?Wr: I  
RKJWLofX&  
template < typename Func > &=yqWW?  
struct functor_trait eiSO7cGy  
  { d8q$&(]<  
typedef typename Func::result_type result_type; fjZveH0  
} ; zvs 2j"lb  
对于无参数函数的版本: wb Tg  
@LMV?  
template < typename Ret > !=Vh2UbC3  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 9(evHR7  
  { q@"4Rbu6  
typedef Ret result_type; "YvBb:Z>  
} ; G C#95  
对于单参数函数的版本: S0QU@e  
& I'F-F;  
template < typename Ret, typename V1 > xfV2/A#h  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Yw1q2jT  
  { Z 7ZMu  
typedef Ret result_type; :V1ZeNw  
} ; l0bT_?LhK  
对于双参数函数的版本: o!dkS/u-m  
= Ow&UI  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > *l8vCa9Y  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > [x()^{;2  
  { d_|v=^;  
typedef Ret result_type; ]{,=mOk  
} ; ~hw4gdtS  
等等。。。 u H;^>`DT  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy s?I=}  
=&G|} M  
template < typename Func > "dU#j,B2  
struct func_return 8o5^H>  
  { c+M@{EbuN  
template < typename T > a}]@o"  
  struct result_1 0`Qs=R`OM  
  { +fR`@HI  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Xwq2;Bq  
} ; Q-%=ZW Z  
tZ2iSc  
template < typename T1, typename T2 > j%<@ui u  
  struct result_2 b,V=B{(~  
  { lxJ.h&"P  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; wDTV /"Y  
} ; g wiC ,  
} ; U`4Z j1y  
%+JTQy  
EHM 7=|#  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 2Rp{]s$jo  
M@86u^80  
template < typename Func, typename aPicker > yBjWPx?  
class binder_1 ]OUOL/J  
  { 0#nXxkw  
Func fn; I8>1RXz  
aPicker pk; `\uv+^x{  
public : pKlT.<X7  
H;te)km}  
template < typename T > Gjh7cm>  
  struct result_1 `^h##WaXap  
  { @G{DOxE*  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; |#kf.kN  
} ; gV>\lMc[-%  
i-W2!;G  
template < typename T1, typename T2 > IY6S\Gn  
  struct result_2 PG]mwaj])  
  { #gT^hl5/  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; %),O9*[9  
} ; pjn%CR`;  
Mo=-P2)>lt  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} srA~gzF  
!{0!G  
template < typename T > z,P7b]KVe  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const by[(9+/z$  
  { @_nhA/rlc  
  return fn(pk(t)); "Jd1&FsCwX  
} 2DQC)Pe+z  
template < typename T1, typename T2 > ![n`n(oN  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const FaM~ 56Pa  
  { iB_j*mX]  
  return fn(pk(t1, t2));  ]bSt[  
} e5]0<s$  
} ; aN3{\^  
fX|,s2-FW  
$ wB  
一目了然不是么? jO.E#Ei}~  
最后实现bind Q;M\P/f  
m"}G-#  
C5 !n {  
template < typename Func, typename aPicker > R>q'Ymu~  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) J[AgOUc  
  { l<6/ADuS  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); Y{@[)M{<  
} %syBm  
K; lC#  
2个以上参数的bind可以同理实现。 m %3Kq%?O  
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。 6w ,xb&S  
Z&!$G'X  
十一. phoenix v836nxLM  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: ?g.w%Mf*  
giq`L1<  
for_each(v.begin(), v.end(), 2kve?/  
( \59hW%Di  
do_ u] b6>  
[ D1k]  
  cout << _1 <<   " , " XrF9*>ti?  
] P.7B]&T6  
.while_( -- _1), lU& IS?^?  
cout << var( " \n " ) jd*H$BU^  
) i[n 1}E.@  
); S3f BZIPp  
>6 q@Tr  
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: )]R8 $S  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor Y8(yOVy9  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 39CPFgi<l*  
那么我们就照着这个思路来实现吧: zYsGI<4  
}J`Gm  
&aOOG8l  
template < typename Cond, typename Actor > Y$^QH.h  
class do_while q?\D9aT9  
  { bcfOp A  
Cond cd; ]CYe=m1<2Q  
Actor act; Y._AzJ&B[  
public : 70~]J8T+u  
template < typename T > na)_8r~  
  struct result_1 oJy/PR 3  
  { z_)$g= 9$  
  typedef int result_type; +L6$Xm5DAv  
} ; gy.; "W  
7Jk.U=vY  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} }Of^Y@{q.  
|99eDgK,  
template < typename T > G39t'^ZK*#  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const v\vn}/>*d  
  { I%Z &i-33y  
  do b`mEnI VIz  
    { Pc<ZfO #  
  act(t); 9q?gmAn.  
  } }$ der  
  while (cd(t)); 7=9jXNk Y  
  return   0 ; ]g :ZokU  
} uwJkqlUOz  
} ; 1+'3{m \5T  
+zvK/Fj2q  
z,WrLZC  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). _U %B1s3y  
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。 _DQdo  
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。 ^.Q),{%Xo  
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。 Aj_}B.  
下面就是产生这个functor的类: aUV>O`|_  
\JchcQ  
n$QFj'  
template < typename Actor > aU @z\sQ  
class do_while_actor 9w1)Mf}  
  { )XFMlSx)  
Actor act; Qi M>59[  
public : 81&!!qhfS  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} i2DR}%U  
O?_'6T  
template < typename Cond > qyto`n7  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; FB""^IC?W  
} ; G>j/d7  
f 36rU  
dO2cgY}  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 +;T%7j"wz  
最后,是那个do_ Z:}^fZP  
4(NI-|q0  
yd k  
class do_while_invoker YA jk'  
  { PNq#o%q  
public : Dqki}k~{  
template < typename Actor > p\ASf  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const -Ac^#/[0  
  { U w)1yzX  
  return do_while_actor < Actor > (act); ^VQiq7 xm  
} r*Mm5QozA  
} do_; n(L {2r  
^,3 >}PU  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? .s+e hZ  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 KvgZx(.  
最后来说说怎么处理break和continue ^U1;5+2G+~  
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。 <"-sN  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五