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
  • 4776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 J, -.5  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 } Bf@69  
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, UZI:st   
o]q~sJVk6  
 u]Ku96!  
6sBt6?_T  
  class filler mol,iM*l  
  { zr /v.$<  
public : A?H#bRAs  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} Hu"$ )V  
} ; 8>9Mh!t}(I  
Z)s !p  
"[N2qJ}p  
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: 7GOBb|  
?4bYb]8Z  
l8FJ\5'M  
E`o_R=%  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); /_0B5 ,6R  
iT}>a30]B  
R iLl\S#  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 '#7k9\  
QPVi& *8_  
N4vcd=uG#  
EB}B75)x  
二. 战前分析 a;xeHbE  
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。 CP J21^  
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 ;k!.ey $S  
p AOKy  
8"j$=T6;W  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); c["1t1G  
  /* --------------------------------------------- */ 6Qkjr</  
vector < int *> vp( 10 ); .dU91> ~Ov  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); /o9it;  
/* --------------------------------------------- */ NV * 2  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); kG /1  
/* --------------------------------------------- */ <=NnrZOF  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); _d]{[& p4t  
  /* --------------------------------------------- */ !-lI<$S:  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 0`x>p6.)G  
/* --------------------------------------------- */ AkQ(V  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); R! M'  
@D;K&:~|N  
\p(S4?I7  
!, BJO3&  
看了之后,我们可以思考一些问题: _<(xjWp 8  
1._1, _2是什么? 2nyK'k  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 G<?RH"RZr  
2._1 = 1是在做什么? peVY2\1>R  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 cg8/v:B  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 JTKS5 r7?  
05 6K)E  
=`3r'c  
三. 动工 l ms^|?  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: i{fw?))+  
sWlxt qg  
)Z:-qH  
d~aTjf  
template < typename T > ArtY;.cg%  
class assignment {'{}@CuA2  
  { mW"e  
T value; !0l|[c4 e>  
public : jA1S|gV  
assignment( const T & v) : value(v) {} xRWfZ3E#  
template < typename T2 > o DZZ  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } \^(#b,k#  
} ; }rJqMZ]w  
E!Q@AZ  
BbX$R`f  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 jwk+&S  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 8XH;<z<oJ  
=8l' [  
k M /:n  
0kUhz\"R:q  
  class holder &`m.]RV  
  { P'Y(f!%  
public : u0wu\  
template < typename T > 96\FJHt Z  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const $*{,Z<|2  
  { 2?ue.1C  
  return assignment < T > (t); +O8[4zn&k  
} bSIY|/d+  
} ; vE[d& b[  
I;XM4a  
XO;_F"H=  
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: D\G 8p;  
=_OJ 7K'  
  static holder _1; r3Ol?p  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 YHN6/k7H  
cUug}/!I  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); !\'w>y7  
而不用手动写一个函数对象。 y;ey(  
c\. )vH  
F7}yt  
Ue9d0#9  
四. 问题分析 |}77'w :  
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。 glch06  
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。 bD v& ;Z  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 I]HYqI  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 (1=@.srAzK  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 |Gq3pL<jkC  
_oZ3n2v}@  
五. 问题1:一致性 #`@)lU+/  
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?| %;wD B2k*  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 9vi+[3s/=;  
HxR5&o  
struct holder F~v0CBcAL  
  { F4=X(P_6  
  // p_xJ KQS  
  template < typename T > %5L~&W}^"  
T &   operator ()( const T & r) const l%V+] skS  
  { fbI5!i#lz  
  return (T & )r; iw.F8[})  
} - .) f~#8  
} ; <e Y2}Ml  
~I")-2"B  
这样的话assignment也必须相应改动: \ $TM=Ykj  
T pCXe\W  
template < typename Left, typename Right > rE "FN~9P  
class assignment ^d>m`*px  
  { $m)eO8S+  
Left l; qW3XA$g|j'  
Right r; ^Cp;#|g,  
public : <DqFfrpc  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} zq5N@d F  
template < typename T2 > &xr(Kb  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } &#C|  
} ; cm!vuoB~~  
hXH+C-%{  
同时,holder的operator=也需要改动: *k\ ;G?  
L]YJ#5  
template < typename T > E\2f"s  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const e<DcuF<ZS  
  { ybf,pDY#f  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); pvWNiW:~k  
} PYCG#U  
l(MjLXw5  
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。 W^W.* ?e`  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 D!,'}G #  
0}Kyj"-3  
return l(rhs) = r; Nt tu)wr  
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。 shLMj)7!  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: )"Ujx`]4r  
f !7fz~&Sh  
template < typename Tp > ,jnaa(n  
class constant_t JrxQ.,*i  
  { :MYLap&L&  
  const Tp t; [$6YPM>Ee  
public : ;Gp9 ?0  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} }w=|"a|,  
template < typename T > a'q&[08  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 55b/giX  
  { Ct(^nn$A  
  return t; RSe av  
} = g%<xCp  
} ; 8&hxU@T~  
AO-~dV  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 \"I418T K  
下面就可以修改holder的operator=了 9qq6P!  
0W 1bZPM  
template < typename T > p;%5o0{1  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const e[Z-&'  
  { D3tcwjXoW_  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); Qp@}v7Due  
} ^c}kVQ\g3  
N+]HJ`K  
同时也要修改assignment的operator() 6 {`J I  
FrRUAoF O  
template < typename T2 > A(XX2f!i  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 2 9z@ !  
现在代码看起来就很一致了。 XB[EJGaX  
=OrVaZ0  
六. 问题2:链式操作 DLq'V.M:  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 .5~3D97X&  
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。 Eg4&D4TG p  
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。 Q*f0YjH!  
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。 Rto/-I0l  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct xgsEe3|  
/+<G@+(  
template < typename T > 6m:$RW  
struct result_1 p`"Ic2xPJ  
  { V\c`O  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; IUG}Q7w5  
} ; X2 <fS~m  
-LFk7a  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: Yi`DRkp]3  
do.XMdit  
template < typename T > 9+Wf*:*EW  
struct   ref Ln4Dq[M  
  { f(EO|d^u  
typedef T & reference; 1#zD7b~  
} ; i\>?b)a>  
template < typename T > ^= kr`5  
struct   ref < T &> #]*d8  
  { @E> rqI;`  
typedef T & reference; xjYH[PgfX  
} ; O^~nf%  
a0k/R<4  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: q:wz!~(>  
(AG((eV  
template < typename T > &jrc]  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 5sB~.z@  
  { b. :2x4  
  return l(t) = r(t); |lIgvHgg  
} NiVZ=wEp,  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 a3[,3  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 Eh *u6K)Z  
R,l*@3Q  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 #=ko4?Wr(  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: }'p*C$  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 j^/^PUR  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 z>*\nomOn=  
最后的布局是: TQpR'  
                Add EQy~ ^7V B  
              /   \ c&g*nDuDj  
            Divide   5 Q+IB&LdE  
            /   \ XS>( Bu  
          _1     3 !H zJ*  
似乎一切都解决了?不。 2\"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。 =Nz;R2{@  
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。 S:c d'68D  
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: z|<?=c2P  
5hDm[*83  
template < typename Right > bW GMgC  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const Om8Sgy?  
Right & rt) const 3[R[ `l]v?  
  { \mFgjP z  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); H96|{q=  
} )|&FBz;  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 Q*9Y.W.8  
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。 ?{1& J9H  
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。 $L72%T  
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。 F>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。 LP>GM=S#"  
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? dp }zG+  
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: 7\i> >  
&8JK^zQq  
template < class Action > : TP\pH7E  
class picker : public Action 7! /+[G  
  { {afIr1j/m  
public : iG{xDj{CKv  
picker( const Action & act) : Action(act) {} #a 4X*X.8c  
  // all the operator overloaded FD8d-G  
} ; gS!zaD7Nr  
QRdh2YH`  
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。 P\$%p-G  
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: X(;W Y^i!  
<@>l9_=R  
template < typename Right > }4q1"iMlO  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const N3\vd_D(  
  { vSo,,~ F  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); nz/cs n  
} nR,QqIFFw  
g7v(g?  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > (J.U{N v  
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。 Sj<]~*y"  
j^mpkv<P  
template < typename T >   struct picker_maker H6M G5f_  
  { GjX6noqT  
typedef picker < constant_t < T >   > result; #?DoP]1Y  
} ; ( $,qxPOn  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > N@I=X-7nh|  
  { TV?MB(mN  
typedef picker < T > result; ey`E E/WV  
} ; ;y-sd?pAk  
$OaxetPH  
下面总的结构就有了: {Lsl2@22  
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。 Bh65qHQO  
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_#?;l>  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 rs0Wy  
至此链式操作完美实现。 lB   
,-SWrp`f  
\$xj>b;  
七. 问题3 AK&=/[U>  
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。 6P0 2=  
PeJIa %iE  
template < typename T1, typename T2 > !WTL:dk  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const && b;Wr  
  { :c9 H2  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); X?'pcYSL  
} D/Py?<n-B  
r"`7ezun:  
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: kTm}VTr 1  
/sdZf|Zl  
template < typename T1, typename T2 > sE[ Yg8yAt  
struct result_2 h*\u0yD)  
  { bv}e[yH  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; E^m;Ab=  
} ; M]SeNYDy  
eaDG7+iS  
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? D=}\]Krmay  
这个差事就留给了holder自己。 #j)"#1IE2W  
    BCh|^Pk  
|u+!CR  
template < int Order > HbJ^L:/  
class holder; 9u%(9Ae  
template <> _[/#t|I}  
class holder < 1 > !gJw?(8"  
  { <4582x,G  
public : s133N?  
template < typename T > 0xfF  
  struct result_1 7\yh<?`V8  
  { k +Cwnp  
  typedef T & result; e s<  
} ; XfN(7d0  
template < typename T1, typename T2 > ^95njE`>t`  
  struct result_2 E[<*Al +N  
  { l_Zx'm  
  typedef T1 & result; LX#gc.c  
} ; 8k;il54#  
template < typename T > #gXxBM  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const -! ^D8^s  
  { rl]K :8*  
  return (T & )r; Y} 6@ w  
} Zr[B*1,ZV  
template < typename T1, typename T2 > \jx3Fs:Q  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const mp z3o\n  
  { ~JO.h$1C  
  return (T1 & )r1; <jBRUa[j_  
} @4n>I+6*&  
} ; Z}.ZTEB  
Z{1B:aW  
template <> 9+3 VK  
class holder < 2 > aa{+,(  
  { %^[D+1ULb  
public : /O~Np|~v  
template < typename T > =Q*3\ )7  
  struct result_1 } |  
  { < pZwM  
  typedef T & result;  s;-AZr)  
} ; lX"6m}~D  
template < typename T1, typename T2 > P~%+KxwZQ  
  struct result_2 &0xM 2J  
  { "uFwsjz&B  
  typedef T2 & result; uaZHM@D  
} ; 5]n\E?V'L  
template < typename T > U>DCra;  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const uF<?y0t  
  { ~0@fK<C)O  
  return (T & )r; A WJA?  
} QQv%>=_`  
template < typename T1, typename T2 > <T&v\DN  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const '.&Y)A6!  
  { D}Sww5ZmP  
  return (T2 & )r2; /Q_ Dd  
} <. *bJ  
} ; l>KkAA  
h J0U-m  
$tej~xZK  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 %r8;i  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: g/VV2^,  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: <y?=;54a  
Ej1 <T,w_  
return l(i, j) = r(i, j); dFy GI?  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) [bRE=Zr$Ry  
Kxg@(Q  
  return ( int & )i; J_?v=dW`  
  return ( int & )j; :Qh rh(i  
最后执行i = j; 7*"Jx}eM  
可见,参数被正确的选择了。 5JHEBw5W%  
y G3aF(  
X-#&]^d  
(|NCxey  
lqKj;'  
八. 中期总结 !-%XrU8o3  
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: ]qxl^Himq  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 Dp!91NgB p  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 'C]Y h."u  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 8QoxU" c&  
D~#%^a+Aq_  
A+3SLB  
~clX2U8u`  
Rc &m4|cw7  
C511 hbF  
九. 简化 aYDo0?kF'  
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。 5n{d jP  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 3bYjW=_hA  
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: Ri~$hs!  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 H2+b3y-1a]  
  +-*/&|^等 L9lJ4s  
2. 返回引用。 j[.nk  
  =,各种复合赋值等 ^\&FowpP  
3. 返回固定类型。 ,Aai-AGG@  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) {M5t)-  
4. 原样返回。  *} ?  
  operator, n,2   
5. 返回解引用的类型。 =^i K^)  
  operator*(单目) mEsb_3?#+  
6. 返回地址。 D:f=Z?L)>  
  operator&(单目) zRou~Kxi  
7. 下表访问返回类型。 o +7)cI  
  operator[] -*z7`]5J  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 Jv+w{"&  
  operator<<和operator>> Fx|`0 LI+C  
][ IOlR  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 se`Eez}  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ~> Q9  
,Gg;:)k\  
template < typename Left > 9)NKI02M|  
struct value_return EK Vcz'w  
  { 0%dOi ko  
template < typename T > Kk6=61}A  
  struct result_1 \~"Ub"~I  
  { qz{9ND| )  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; gXJBb+P   
} ; QA*<$v  
<|jh3Hlp  
template < typename T1, typename T2 > <r.QS[:h  
  struct result_2 owQ,op #  
  { IEMa/[n/  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; -v.\W y~\  
} ; &i(Ip'r  
} ; f!`? _  
6{Q-]LOc[.  
[&PF ;)i  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait #Pp:H/b  
Rd5_{F  
下面我们来剥离functor中的operator() 66,(yxg  
首先operator里面的代码全是下面的形式: }b&lHr'Uw  
?VmgM"'md  
return l(t) op r(t) oV0T   
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 9K/EteS  
return op l(t)  2Y23!hw  
return op l(t1, t2) |w}j!}u  
return l(t) op 5dI=;L >D  
return l(t1, t2) op J\Pb/9M/  
return l(t)[r(t)] oDMPYkpTu  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] XhHgXVVGG<  
OyF=G^w  
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: R`Z"ey@C  
单目: return f(l(t), r(t)); }!oEjcX'  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); .i I{  
双目: return f(l(t)); T+ZA"i+  
return f(l(t1, t2)); $3G^}A"  
下面就是f的实现,以operator/为例 1o%#kf  
 3Iv^  
struct meta_divide KF_fz   
  { n@RmH>"  
template < typename T1, typename T2 > 9hfg/3t('  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) suwR`2  
  { "!V`_ S;  
  return t1 / t2; ]s AuL!  
} c 'wRGMP  
} ; G?'^"ae"Z  
gVfFEF.  
这个工作可以让宏来做: ,3Q~X$f  
jRU: un4  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 6dR+qJa6i  
template < typename T1, typename T2 > \ >5Yn`Fc5  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; k`8O/J  
以后可以直接用 t4_yp_  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ?J2A1iuq3  
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 kt2_WW[  
(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。。。) =J IceLL  
#0aBQ+_8H  
['=O>YY  
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 0BlEt1e2T  
hbH~Ya=+S  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > *v+l,z4n  
class unary_op : public Rettype oxlor,lw/  
  { kk-<+R2  
    Left l; RTcxZ/\" #  
public : dDpAS#'s\  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} (4cdkL  
.Rk8qRB  
template < typename T > LBCH7@V1yR  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const >nghFm  
      { S@HC$  
      return FuncType::execute(l(t)); uI7n{4W*x  
    } |NZi2Bu  
v"o"W[  
    template < typename T1, typename T2 > \mc0fY  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const >0{}tRm-P&  
      { FtIcA"^N  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); LUMbRrD-  
    } )OV0YfO   
} ; iH }-  
Xkhd"Axi  
.P)lQk\  
同样还可以申明一个binary_op ~DInd-<5  
o:AfEoH"~  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > H~+A6g]T  
class binary_op : public Rettype ~i5YqH0  
  { 3 }fOb  
    Left l; CLrX!JV>  
Right r; ?IVJ#6[  
public : U"k$qZ[  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} -+rzc&h  
W\~^*ny P6  
template < typename T > o%t4WQ|bj  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const SV>tw`2  
      { 90<g=B  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); {-\U)&6#v  
    } MNd\)nX  
\~ D(ww  
    template < typename T1, typename T2 > d&j  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ukSv70Ev  
      { Jp=fLo 9  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); xQu|D>kv87  
    } JI5o~; }m  
} ; 'E_~ |C  
':vZ&  
QhZg{v[d  
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 53])@Mmus  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 7=CkZ&(?  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) pmNy=ZXx  
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。 0kkDlWkzo  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! =8\.fp  
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。。。 ?R)]D:`  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Z>9@)wo  
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) ,dIev<  
下面是修改过的unary_op xqG<R5k>>  
bE_8NA"2  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > qiNVaV\wr|  
class unary_op g_Z tDxz  
  { @sXv5kZ:  
Left l; Al-`}g+^  
  :>1nkm&Eg  
public : ==dKC;  
MET9rT  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} YMX9Z||  
e}UQN:1  
template < typename T > RuPnWx!  
  struct result_1 '#'noB;,  
  { 4V JUu`[  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 3Z b]@n  
} ; dvB=Zk]m  
 /|0-O''  
template < typename T1, typename T2 > BX >L7n  
  struct result_2 )'djqpM.  
  { %k!CjW3  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; a`!Jq'  
} ; "n%s>@$  
xa~]t<2  
template < typename T1, typename T2 > +hyOc|5  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ^m qEKy<  
  { J usU5 e|  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); EwP2,$;  
} 'UX.Q7W  
ORExI.<`W  
template < typename T > <Riz!(G  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const QUrPV[JQ  
  { >+2&7u  
  return OpClass::execute(lt(t)); -> cL)  
} >P/36'  
k#].nQG  
} ; QZzamT)"  
_ \D %  
w*qj0:i5as  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug =XP[3~  
好啦,现在才真正完美了。 ]S6Gz/4aV+  
现在在picker里面就可以这么添加了: ?KC(WaGJQ  
x)PW4{3qR  
template < typename Right > \9?[|m z  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 5n@YNaoIb  
  { 8dczC  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 4>KF`?%4  
} ;*(-8R/  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 7~7L5PRW  
QN:v4,$d  
5J5?cs-!  
w#"\*SKK  
^tB 1Nu %  
十. bind #Bd]M#J17a  
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。 bZnOX*y]  
先来分析一下一段例子 5hrI#fpOR  
SVCh!/qe\  
MGg(d  
int foo( int x, int y) { return x - y;} ]fyfL|(;  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 V1aP_G-:  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 hOj{y2sc  
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。 @62T:Vl  
我们来写个简单的。 z(|^fi(  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 5ya9VZ5#  
对于函数对象类的版本: fkV@3sj  
gaF6 j!p  
template < typename Func > o<G 9t6~  
struct functor_trait }9fa]D-a?  
  { /_C2O"h  
typedef typename Func::result_type result_type; =nEP:7~{  
} ; &\h7E   
对于无参数函数的版本: \[MAa:/  
.~]|gg~  
template < typename Ret > ]eL# bJ  
struct functor_trait < Ret ( * )() > RTOA'|[0M  
  { fLDrit4_Q  
typedef Ret result_type; !_Lmrs  
} ; Sc<dxY@w7-  
对于单参数函数的版本: v3-/ [-XB:  
/$~1e7 W  
template < typename Ret, typename V1 > R N$vKJk  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > \nl(tU#j  
  { SI7rTJ]/  
typedef Ret result_type; -C=0Pg]ga  
} ; `[/#, *\  
对于双参数函数的版本: <L}@p8Lq  
hkMeUxS  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 0m@+ &X>w  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > -Jd|H*wWo  
  { )qWwh)\;!  
typedef Ret result_type; pKSCC"i&j  
} ; u?^V4 +V  
等等。。。 oRV}Nz7hr  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy Rh=" <'d  
e5L+NPeM6v  
template < typename Func > l<=;IMWd  
struct func_return 59E9K)c3  
  { I7ao2aS  
template < typename T > 1Bytu >2  
  struct result_1 A  6(`  
  { e" v%m 'G  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; i5e10@Q{  
} ;  o E+'@  
q<YM,%mgj  
template < typename T1, typename T2 > B%F]K<  
  struct result_2 L}Z.FqJ  
  { CoN[Yf3\  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Al$z.i?R  
} ; oi #B7  
} ; wuqe{?  
(NJ{>@&  
LlTD =tJ0  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 bWe2z~dP  
w\buQ6pR)  
template < typename Func, typename aPicker > (.J/Ql0Y  
class binder_1 &#p1ogf:  
  { %cF`x_h[j  
Func fn; )V1XL   
aPicker pk; (:o F\  
public : >AJ/!{jD*  
N?\X 2J1  
template < typename T > (Y1*Bs[l  
  struct result_1 <A3%1 82  
  { ni;_Un~  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; K~(RV4oF8B  
} ; DUOoTl p  
g)hEzL0k  
template < typename T1, typename T2 > v\x l?F  
  struct result_2 $>rt0LOF  
  { mGT('iTM4  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; U:7h>Z0W  
} ; +){^HC\7h  
l+ }=D@l  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} -E-#@s  
N_Us6 X  
template < typename T > g~U( w  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const {yn,u)@r9S  
  { , ZsZzZ#  
  return fn(pk(t)); yF)o_OA[uR  
} j\}.GM'8  
template < typename T1, typename T2 > FXCBX:LnvU  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const /@Lk H$  
  { ,np=m17  
  return fn(pk(t1, t2)); 2Kxb(q"  
} ]\yIHdcDi  
} ; Ib(C`4%  
;c 7I "?@z  
prJd'  
一目了然不是么? ne#dEUD  
最后实现bind '|C%X7  
!Dd'*ee-;  
(-C)A-Uo&  
template < typename Func, typename aPicker >  A 3 V  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) C:E f6ZW  
  { {;$oC4  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); jz!I +  
} M5bE5C  
jCqz^5=$  
2个以上参数的bind可以同理实现。 teok*'b:  
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。 J/]%zwDwS  
%" iX3  
十一. phoenix }dc0ZRKgx  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: A mZXUb  
6wlLE5  
for_each(v.begin(), v.end(), &h:4TaD  
( Bii'^^I;?  
do_ !vz'zy)7  
[ hFV,FBsAO  
  cout << _1 <<   " , " rS@/@jKZE  
] & SXw=;B  
.while_( -- _1), yP58H{hQM8  
cout << var( " \n " ) %&L1 3:  
) b++r#Q g  
); C'#KTp4!1  
0["93n}r  
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: 9#DXA}  
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 %A zy#m  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 yZlT#^$\  
那么我们就照着这个思路来实现吧: Nd0tR3gi7  
Nm)3   
q1ysT.{p,  
template < typename Cond, typename Actor > )zL@h  
class do_while dGZie .Zx  
  { o2fih%p?1  
Cond cd; KjGu !B  
Actor act; a>j}@8[J  
public : ]B/> =t"E  
template < typename T > _H$Lu4b)N  
  struct result_1 hjL;B 'IL  
  { hBU)gP75  
  typedef int result_type; qT#e -.G  
} ; m]qw8BoU`F  
A-Ba%Fv  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} :jTSO d[r  
O84]J:b  
template < typename T > hQ#e;1uD  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const l>6tEOXt  
  { #*h\U]=VS  
  do Vb,V N?l  
    { %a/3*vz/I%  
  act(t); SaPE 1^}  
  } SVU>q:ab  
  while (cd(t)); joY7Vk!<o  
  return   0 ; k9k39`t  
} 7uR;S:WX  
} ; Y j oe|  
<Km9Mq  
4  OPY  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). *'((_ NZ>  
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。 '#6e Ub  
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。 ny-:%A  
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。 t:10  
下面就是产生这个functor的类: KZKE&bTx  
"L3mW=!*  
LS~at.3zX  
template < typename Actor > g Wtc3  
class do_while_actor '| i?-(f)  
  { 0B.Gt&O al  
Actor act; uj.i(U s  
public : P%|~Ni_BTX  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} j_JY[sex  
%IsodtkDu  
template < typename Cond > f.w",S^  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; }`qAb/Ov  
} ; ;,bgJgK  
oC5 h-4~  
fJS:46  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 =x<N+vjXY  
最后,是那个do_ dlYpbw}W&<  
K6DN>0sY  
5Zq hyv=  
class do_while_invoker  l<6G Z  
  { >.meecE?Q  
public : 33oW3vS  
template < typename Actor > c}(H*VY2n  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const Z- feMM  
  { C8m9H8Qm  
  return do_while_actor < Actor > (act); <YvXyIs  
} E+]}KX:  
} do_; zu d_BOq{f  
Im;%.J  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? ;e?M;-  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 ?[JP[ qS  
最后来说说怎么处理break和continue J*;RL`  
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。 GD4S/fn3  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八