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
  • 8463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 4G;+ETp  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 G=jdb@V/?  
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, a/NmM)  
DCPK1ql  
KCe =$  
.D-}2<z  
  class filler zM|d9TS  
  { tU}CRh  
public : `D>PU@s$nT  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} b DeHU$  
} ; !Q*.Dw()[  
9FP6Z[4  
' 6Ybf  
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: 1wW8D>f]K  
 PQa {5"  
KX"?3#U#Fm  
t*.O >$[  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); .YYiUA-i9n  
PM=Q\0  
yXh=~:1~  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 (i.MxG Dd  
]N*q3y|)  
]\v'1m"  
TF} <,aR  
二. 战前分析 rG:IS=  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 )xiic3F  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 H\Y.l,^  
)p~\lM}?d  
|<\o%89AM  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 7Z0 )k9*  
  /* --------------------------------------------- */ ~Hd{+0  
vector < int *> vp( 10 ); Ih;6(5z  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); `ihlKFX  
/* --------------------------------------------- */ u&I?LZ-=,  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); TKx.`Cf m  
/* --------------------------------------------- */ 7ib~04  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); O/e5LA  
  /* --------------------------------------------- */ Gx|$A+U  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); jF<Y,(C\  
/* --------------------------------------------- */ rqxoqcZ  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); m>x.4aO1  
\;&j;"c,W  
:2^%^3+V  
=W.b7 6_  
看了之后,我们可以思考一些问题: fZ`b~ZBwIj  
1._1, _2是什么? xlp^XT6#  
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。 @N7X(@O  
2._1 = 1是在做什么? MOP/q4j[  
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。 'VS!<  
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。 W#P)v{K  
_k\*4K8L  
-7fsfcGM$  
三. 动工 /+1+6MqRn*  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: B[Fx2r`0  
R(74Px,/  
M9.jJf  
H1yl88K  
template < typename T > V k5}d[[l  
class assignment f$Nz).(  
  { Pp7}|/  
T value; |#D3~au   
public : Dkay k  
assignment( const T & v) : value(v) {} VE+Q Y9(  
template < typename T2 > :XxsDD  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } b6RuYwHWV0  
} ; {VE\}zKF  
#Q.A)5_  
y#F( xm+L  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 -8-  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment #(j'?|2o%  
- K0>^2hh  
/csj(8^w  
c/DB"_}!a  
  class holder 0.'$U}#b  
  { 1.+0=M[h  
public : ` Xc~'zG  
template < typename T > 8L`J](y  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const \hai  
  { 8~YhT]R=  
  return assignment < T > (t); a[Ah  
} vR.=o*!%  
} ; fW~r%u .y  
=Bcwd7+  
{u{n b3/jl  
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: Y #E/"x%+  
5%,J@&5G s  
  static holder _1; >'iXwe-  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 1//d68*"  
F.i*'x0u  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ~2@+#1[g8z  
而不用手动写一个函数对象。 LX[<Wh_X(  
@;_xFL;{g  
[#`)Bb&w  
5,cq-`  
四. 问题分析 J.W0F #?  
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。 X,y0 J  
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。 cK%Sty'8+  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 .|^L\L(!  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 HJ?p,V q5_  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 -f@~{rK.L  
&\#If:  
五. 问题1:一致性 I(y:Td  
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?| a'u:1C^\  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 C ?JcCD2  
XZde}zUWn  
struct holder piIj t  
  { VRQ'sn@  
  // [0<N[KZ)  
  template < typename T > T}d% XMXq  
T &   operator ()( const T & r) const P&@ 2DI3m  
  { i}"Eu< P  
  return (T & )r; 1O3"W;SR<:  
} _; /onM   
} ; LI1OocY.]  
i eQQ{iGJH  
这样的话assignment也必须相应改动: 2XI%z4\)!  
UfIH!6Q  
template < typename Left, typename Right > D@A@5pvS  
class assignment 70hm9b-   
  { VN6h:-&iY  
Left l; ,j\1UAa  
Right r; =$xxkc.~G  
public : @'>h P  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ^h #0e:7<  
template < typename T2 > RG[b+Qjn  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } CzDJbvv ]  
} ; fGS5{dti  
p?F%a;V3  
同时,holder的operator=也需要改动: Xy/lsaVskX  
]yI~S(  
template < typename T > :Rl*64}  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const K,_d/(T4  
  { w6FtDl$  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); ;U$Fz~rJ  
} j`tBki:  
ZyAm:yO  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 jyB^a;-  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 1 ? be  
sg0HYb%_E  
return l(rhs) = r; 1@" L  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 7HfA{.|m  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: L *",4!  
bit@Kv1<C  
template < typename Tp > Tk1U  
class constant_t 'PiQ|Nnb|  
  { bDK%vx!_  
  const Tp t; 4'EC(NR7N  
public : kq +`.  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 2smQD8t  
template < typename T > k6.<zs0  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const BO]}E:C9  
  { e+416 ~X v  
  return t; C.su<B?  
} Rf*cW&}%  
} ; o}QtKf)W  
U4PnQ K,  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 -hv<8bC~4  
下面就可以修改holder的operator=了 sUl/9VKl  
A_nu:K-  
template < typename T > jiAKV0lX W  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const Ek#?B6s  
  { Qmbl_#  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); P:Nj;Cxh  
} ; <^t)8E  
? }t[  
同时也要修改assignment的operator() {Ee[rAVGp  
;%dkwKO  
template < typename T2 > ;S?1E:\av  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } K/\#FJno  
现在代码看起来就很一致了。 7=QV^G  
XZ|"7as  
六. 问题2:链式操作 ~O1*]  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 =53LapTPJ  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 5)$U<^uy  
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。 :-"J)^V  
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。 {]D!@87  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct x ;Gyo  
k}lx!Ck  
template < typename T > Z7.)[ ;  
struct result_1 R@VO3zsW  
  { 8!UZ..  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; z%Z}vWn  
} ; &g& &-=7)  
=l7LEkR  
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: sM5 w~R>Y  
^G2vA8%  
template < typename T > 3l L:vD5(  
struct   ref M0]l!x#7  
  { "apv)xdW  
typedef T & reference; KG3*~G  
} ; =JVRm 2#*  
template < typename T > IB!Wrnj?  
struct   ref < T &> 2WUBJ-qnuT  
  { akCl05YW  
typedef T & reference; M;iaNL(  
} ; iT5H<uS  
TS[Z<m  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: b$$XriD]  
wd#AA#J;*  
template < typename T > yPQ{tS*t  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const +'n1?^U  
  { /pk; E$qv  
  return l(t) = r(t); %BG5[ XQ7  
} <M&]*|q>g%  
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。 n/|/Womr  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 epG;=\f}m`  
R3@iN &  
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 = oh6;Ojt  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: XdS<51 C  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 $1dI  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 |Q I3H]T7  
最后的布局是:  +;!w;t  
                Add WX=+\`NyJ(  
              /   \ P)\f\yb  
            Divide   5 3\WES!  
            /   \ F 5JgR-P  
          _1     3 f:UN~z'yr  
似乎一切都解决了?不。 -{7N]q)}  
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。 &&y@/<t  
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。 =[jBOx&  
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: 7J;.T%4 l  
\)#3S $L~  
template < typename Right > 3)-#yOr  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const CTP%  
Right & rt) const cq=R  
  { }>1E,3A:%G  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); eS.]@ E-T  
} U)PumU+z$u  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 0Gs]>B4r/  
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。 b gD Dys  
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。 3AL.UBj&}  
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。 $I/p6  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 Y$Ke{6 4  
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? /vV 0$vg  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: .Lp-'!i  
e=R} 4`  
template < class Action > dog,vUu  
class picker : public Action 7, 4x7!  
  { Rd$<R  
public : <'B^z0I,  
picker( const Action & act) : Action(act) {} Bf}_ Jw-=  
  // all the operator overloaded A+l"  
} ; s-ou;S3s  
A^Zs?<C-  
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。 0x & ^{P~  
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: 'oEmbk8Hg  
$+);!?^|:  
template < typename Right > > @%!r  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const x('yBf  
  { l^"G\ZVI  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 8(I"C$D!k  
} z?aD Oh  
eo80L  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ( BGipX4  
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。 Xo5L:(?K  
i,HAXPi  
template < typename T >   struct picker_maker ,@;<u'1\G  
  { [y:LA ~q  
typedef picker < constant_t < T >   > result; \'KzSkC8  
} ; QezK&iJg  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ?l(hS\N,  
  { Q4PXC$u  
typedef picker < T > result; KJ~pY<a?  
} ; X ,   
gn%"dfm  
下面总的结构就有了: : L>d]Hn  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 `otQ'e~+t  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 *k}d@j,*"  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ~h/U ;Da  
至此链式操作完美实现。 UGMdWq  
0#7 dm9  
o (zg_!P  
七. 问题3 L}mhMxOTi  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 x9e 9$ww}  
vKC>t95  
template < typename T1, typename T2 > 4kM<L}J#  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 'yNp J'  
  { GND[f}  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); g;h&Xkp  
} 9T1G/0k-  
6>Cubb>  
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: iI1t P  
9s)oC$\  
template < typename T1, typename T2 > b+hY^$//  
struct result_2 . <B1i  
  { hTm}j,H  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; I}WJ0}R  
} ; rU O{-R  
8f.La  
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? ?1uAY.~ZZB  
这个差事就留给了holder自己。 8{YxUD  
     V("1\  
_biJch  
template < int Order >  #L)rz u  
class holder; LcXMOT)s  
template <> 'w2;oO  
class holder < 1 > Z:_y,( 1Q  
  { ?zEF?LJoK  
public : 2YyZiOMSc  
template < typename T > d#\n)eGr  
  struct result_1 :9b RuUm  
  { >g&`g}xZQ  
  typedef T & result; +*V; f,  
} ; X3[!xMij  
template < typename T1, typename T2 > :dzU]pk%0  
  struct result_2 +0 MKh  
  { u_B SWhiW  
  typedef T1 & result; hqPn~Tq  
} ; q*O KA5  
template < typename T > g$b*#  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const .IXwa,  
  { y#+o*(=fRE  
  return (T & )r; 4_<Uk  
} * 5n:+Tw(  
template < typename T1, typename T2 > J%)2,szn0  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const p2G8 Qls  
  { .D .Rn/  
  return (T1 & )r1; l 5FQ!>IM  
} umzYJ>2t  
} ; SOmn2 }   
[/G;XHL;?  
template <> R5"p7>  
class holder < 2 > T8-$[ 2  
  { :3f2^(b~^  
public : &}O!l'  
template < typename T > jvQ"cs$.  
  struct result_1 }H=OVbQor  
  { (Y([^N q  
  typedef T & result; }Kt?0  
} ; %5%Wo(W'  
template < typename T1, typename T2 > 8:xo ~Vc  
  struct result_2 Bv8C_-lV/  
  { VaxO L61xE  
  typedef T2 & result; __j8jEV  
} ; nY)Pxahm7  
template < typename T > `Tj}4f  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 3;NRW+  
  { 7VcVI? ?  
  return (T & )r; n^N]iw{G  
} >U?Bka!  
template < typename T1, typename T2 > lWvd"Vlt  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const gQWX<  
  { 2r,'4%G  
  return (T2 & )r2; lIg2iun[n  
} Tm52=+uf$  
} ; Q=E@i9c9  
%%6 ('wi  
c'";3 6y  
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> >。 dH|^\IQ  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: e-9unnk  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: C`wI6!  
<q2nZI^  
return l(i, j) = r(i, j); <R>z;2c  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 070IBAk}_  
)1Nnn  
  return ( int & )i; RFY!o<   
  return ( int & )j; -G#k/Rz6  
最后执行i = j; sG2 3[t8  
可见,参数被正确的选择了。 E]U0CwFtr  
`Xdxg\|  
KVxb"|[  
/T)n5X  
acQN pT  
八. 中期总结 .To:tN#  
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: <C;> $kX  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 Y&+_p$13  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 e oSM@Isu  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor |SKG4_wGe  
z\>X[yNpA  
t<F]%8S  
xc.D!Iav  
:xS&Y\ry  
siYRRr  
九. 简化 Y>Hl0$:=  
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。 uhB!k-ir  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 orH0M!OtS!  
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: ApYud?0b  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 x ;,xd  
  +-*/&|^等 F LI8r:  
2. 返回引用。 p''"E$B/(  
  =,各种复合赋值等  F'FZ?*a  
3. 返回固定类型。 lk1Gs{(qhH  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) \&&(ytL  
4. 原样返回。 ) Zo_6%  
  operator, 9,f<Nb(\  
5. 返回解引用的类型。 7G(f1Y  
  operator*(单目) :,S98z#  
6. 返回地址。 &|9.}Z8U  
  operator&(单目) |=6_ xRyr  
7. 下表访问返回类型。 r37[)kJ  
  operator[] pKT2^Q}-h  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ]Gv!M?:  
  operator<<和operator>> ; s|w{.<:  
5o)Y$>T0  
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。 wL}l`fRB  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: kn"q:aD  
!'G~k+  
template < typename Left > "Sridh?  
struct value_return $,fy$ Qk,S  
  { Xg7|JS!  
template < typename T > 6N~q`;p0  
  struct result_1 AjkW0FB:1  
  { V'DA[{\*  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; UZ2TqR  
} ; M Hi8E9_O  
)Si2 u5  
template < typename T1, typename T2 > Ps4 ZFX  
  struct result_2 wN=;i#  
  { z6*<V5<7  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 0 1V^L}  
} ; V}WB*bE  
} ; g}x(hF  
YXW%]Uy+  
(MLwQiop  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait Y?d9l  
hK|j6x f.o  
下面我们来剥离functor中的operator() #%lo;W~IY  
首先operator里面的代码全是下面的形式: YA:nOvd@O  
!bnyJA  
return l(t) op r(t) BU|#e5  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) HKDID[d0  
return op l(t) !RW `3  
return op l(t1, t2) @? c2)0  
return l(t) op *L4`$@l8  
return l(t1, t2) op Lel|,mc`k2  
return l(t)[r(t)] NZ0O,} m  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] )e|=mtp  
Q~{H@D`<  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: =u[k1s?  
单目: return f(l(t), r(t)); Wb}c=hZv  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); yQNV@T<o  
双目: return f(l(t)); P"/G  
return f(l(t1, t2)); IZ/m4~  
下面就是f的实现,以operator/为例 ?9{~> 4@  
j|4C\~i  
struct meta_divide #OO>rm$  
  { <h-vjz  
template < typename T1, typename T2 > A/7{oB:a  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ,Wbwg  
  { *)M49a*UD  
  return t1 / t2; cy yVg!+  
} 7&qy5 y-Ap  
} ; 6!'3oN{  
BZ!v%4^9  
这个工作可以让宏来做: ;!!n{l$r'  
(xHf4[[u  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 9H-|FNz?c  
template < typename T1, typename T2 > \ >TkE~7?l  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 6 5N~0t  
以后可以直接用 #X 52/8G  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) j)C,%Ol  
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 ^T"vX  
(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。。。) VX LT^iX  
d?`ny#,GB  
aE;le{|!({  
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 uN([*'0Cg  
ZOCDA2e(j  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > }XO K,Hw  
class unary_op : public Rettype 0Z[oKXm1p  
  { FKNMtp[`  
    Left l; J_x13EaV0  
public : CHrFM@CM  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} ,(8;y=wux  
( +pLA"xq  
template < typename T > _8Kx6s%  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const NS%WeAf  
      { (bsXo q  
      return FuncType::execute(l(t)); n8*;lK8  
    } "#[!/\=?:  
MjlP+; !  
    template < typename T1, typename T2 > $YN6<5R)  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ),G=s Oo  
      { -gSUjP  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); ])xx<5Jt4  
    } P:30L'.=[  
} ; 5?hw !  
%?e& WLS  
N(I&  
同样还可以申明一个binary_op na9sm  
8"sb;  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ~0beuK&p  
class binary_op : public Rettype kY*rb_2j  
  { }VS5gxI1.  
    Left l; yW$0\E6<r  
Right r; N"nd*?  
public : oD<kMK  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} JSW^dw&  
|B?27PD  
template < typename T > ~//fN}~R  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const )+:EJH~  
      { N[<\>Ps|u  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 6d_'4B  
    } yzqVz_Fi*W  
H&:jcgV*P  
    template < typename T1, typename T2 > U2bjFLd"  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ?>I;34tL(  
      { anXc|  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 0g0i4IV  
    } ;W>k@L  
} ; l c+g&f  
9 FB19  
-r-k_6QP  
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 ^J$2?!~  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 R8ZK]5{o  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) spt6]"Ni  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 KXx32 b,~  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! e" St_z(  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 q@[Qj Gj@  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Y;?{|  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) _lamn }(x0  
下面是修改过的unary_op V5UF3'3;}  
["h5!vj  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 9I&xfvD,  
class unary_op nih0t^m'  
  { 19w*!FGX  
Left l; 7Zlw^'q$:L  
  wK?vPS  
public : Tj:B!>>  
 R}O_[  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} $<}$DH_Y  
Qk:Y2mL  
template < typename T > 8fl`r~bqZ  
  struct result_1 ZrsBm_Rx  
  { /;oX)]W  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; "N`[r iq{  
} ; kqFP)!37  
'<"s \,  
template < typename T1, typename T2 > @7IIM{  
  struct result_2 ` @`CG[-9  
  { 3kybLOG  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; )h7<?@wv&  
} ; e)d`pQ6  
<J) ]mh dm  
template < typename T1, typename T2 > '@_d(N1jTw  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const |olA9mp|]  
  { nAv#?1cjz  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); aDU<wxnSvO  
} k$blEa4  
1q7|OWFT  
template < typename T > f4fvrL  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const N sXHO  
  { 8WXQ Oo8  
  return OpClass::execute(lt(t)); MN\HDKN  
} ,Q  
jIJ~QpNE  
} ; t'n pG}`tE  
2LF/H$] o5  
A^USBv+9`  
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 JMC. w!  
好啦,现在才真正完美了。 fp`;U_-&0  
现在在picker里面就可以这么添加了: ;ub;l h3  
+S o4rA*9  
template < typename Right > Ayxkv)%:@)  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const uXn1 'K<'2  
  { uvkz'R=  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); c2l@6<Ww  
} 0XE4<U   
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。 eA2@Nkw~)  
ofm#'7P 0  
-|$@-fY;  
bCRV\myd`  
,E S0NA  
十. bind C5o#i*|  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 Y]'Z7<U}*E  
先来分析一下一段例子 Va"0>KX  
<^#,_o,!  
;U/&I3dzV  
int foo( int x, int y) { return x - y;} ag [ZW  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 akp-zn&je  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 =$'6(aDH  
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。 :CG`t?N9M  
我们来写个简单的。 ldU?{o:\s  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: h4fJvOk|!  
对于函数对象类的版本: p`olCp'  
y0L_"e/  
template < typename Func > c"f-3kFv  
struct functor_trait 6' k<+IR  
  { b RFLcM  
typedef typename Func::result_type result_type; y%"{I7!A  
} ; DX#Nf""Pw  
对于无参数函数的版本: <cps2*'  
dqU~`b9  
template < typename Ret > Sc]B#/~B  
struct functor_trait < Ret ( * )() > +}Dw3;W}m  
  { |jGf<Bf5  
typedef Ret result_type; J!dm-L  
} ; D+lAhEN  
对于单参数函数的版本: ?gA 8x  
)|ju~qbf  
template < typename Ret, typename V1 > P) Jgs  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ` Fa~  
  { kMIcK4.MH  
typedef Ret result_type; 8V'~UzK  
} ; zu_8># i-  
对于双参数函数的版本: D+TD 95t  
B-*+r`@Bd  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > Vh|*p&  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ?+))}J5N\  
  { g];!&R-  
typedef Ret result_type; p_RsU`[  
} ; >^u2cAi3[  
等等。。。 Snj'y,p[  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy zfJT,h-{  
h79}qU  
template < typename Func > ` 'DmDg  
struct func_return 5AFJC?   
  { k =>oO9`  
template < typename T > aC]$k'71  
  struct result_1 OAgniLv  
  { wW Lj?;bx  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; u+9hL4  
} ; k R?qb6  
y6g&Y.:o  
template < typename T1, typename T2 > >xN .F/[K  
  struct result_2 M[NV )q/)  
  { j * %  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 'NWfBJm  
} ; &h}#HS>l  
} ; iDpSj!x/_  
mVj9, q0  
bL0yuAwF2  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 xVw9v6@`h  
2R[:]-b  
template < typename Func, typename aPicker > sU=H&D99  
class binder_1 D(~U6SR  
  { %Tfbsyf%f  
Func fn; ]=\].% >  
aPicker pk; H%[eV8  
public : C"y(5U)d  
dn& s*  
template < typename T > #NQMy:JHD)  
  struct result_1 .j ?W>F  
  { !Z1@}`V&;  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 0 j^Kgx  
} ; B`EJb71^Xy  
l5~os>  
template < typename T1, typename T2 > d9k0F OR1  
  struct result_2 N:^n('U&j  
  { kXViWOXU^  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; EfqX y>W  
} ; N"Z{5A  
2IK}vDsis  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} %U/(|wodd  
%[GsD9_-  
template < typename T > Mc)}\{J  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const %:i7s-0w  
  { <;lkUU(WT2  
  return fn(pk(t)); [|v][Hwv  
} \P[Y`LYL  
template < typename T1, typename T2 > kBS9tKBWg  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const q9B$" n  
  { QL(n} {.%  
  return fn(pk(t1, t2)); Lw1Yvtn  
} 82+r^t/.  
} ; !M(xG%M-V  
8C40%q..  
hWjc<9  
一目了然不是么?  -uS!\  
最后实现bind EAUEQk?9  
YqscZ(L:y  
#`^}PuQ  
template < typename Func, typename aPicker > )+#` CIv  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) MxKS4k  
  { 7^avpf)>  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); *tA1az-jO  
} dRYqr}!%n  
KM, \  
2个以上参数的bind可以同理实现。 }PlRx6r@  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 jRa43ck  
~g91Pr   
十一. phoenix #<fRE"v:Q  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: p%ki>p )E|  
(g]!J_Z"  
for_each(v.begin(), v.end(), 8\^R~K`sY  
( Xg6Jh``  
do_ JtE M,tK  
[ G/E+L-N#`  
  cout << _1 <<   " , " }:zE< bK  
] p T?}Kc  
.while_( -- _1), hE{K=Tz$  
cout << var( " \n " ) <)Dj9' _J  
) X0HZH?V+  
); hPB9@ hT$  
70d1ReQ  
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: [g |_~h  
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 : $1?i)  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 8S TvCH"Z_  
那么我们就照着这个思路来实现吧: M/f<A$xx_  
#~]zhHI  
H*n-_{h"t  
template < typename Cond, typename Actor > [jQp~&nY  
class do_while &u."A3(  
  { `7E;VL^Y1  
Cond cd; T=DbBy0-  
Actor act; ^dWa;m]l  
public : h,:m~0gmj  
template < typename T > ]h`&&Bqt  
  struct result_1 LE Nq_@$  
  { bIDj[-CDG  
  typedef int result_type; P}}* Q7P  
} ; l:~/<`o  
J3V= 46Yc  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} fUWG*o9  
/xBb[44z8  
template < typename T > h8q[1"a:  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const dlh)gp;  
  { 6GlJ>r+n  
  do RMV/&85?y  
    { 6yG^p]zZ  
  act(t); g{)dP!}  
  } ^LnTOdAE  
  while (cd(t)); B3`5O[ 6  
  return   0 ; {lzWrUGO  
} QW~E&B%  
} ; 6Igz:eX  
,<_A2t 2  
 4\N ;2N  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). !qQl@j O  
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。 eS^7A}*wd-  
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。 |*xA 8&/  
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。 L<cx:Vz  
下面就是产生这个functor的类: k9R4Y\8P  
NN{?z!  
tKuwpT1Qc  
template < typename Actor > "S]0  
class do_while_actor X,% 0/6*]  
  { !PlEO 2at  
Actor act; Dj?> <@  
public : 9rX&uP)j^#  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} $99n&t$Y  
`{h*/Q  
template < typename Cond > NR6#g,+7  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; Wis~$"  
} ; 3pROf#M  
n38p!oS  
ub0.J#j@  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 Z clQ  
最后,是那个do_ <$$yw=ef  
 %\#8{g  
_.Nbt(mz  
class do_while_invoker Et_bH%0  
  { ^Z+?h &%%  
public : eQm1cgMdz  
template < typename Actor > (8DC}kckE  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const -7[@R;FS  
  { 7F7 {)L  
  return do_while_actor < Actor > (act); RLXL&  
} ,-LwtePJ0  
} do_; ^)S;xb9  
UgSB>V<?  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? NNR`!Pty  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 qr^3R&z!}  
最后来说说怎么处理break和continue nHAS(  
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。 {]!mrAjD  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录 或 注册
温馨提示:欢迎交流讨论,请勿纯表情、纯引用!
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八