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
  • 3920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 $\/i t  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 . LAB8bg  
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, jR\pYRK  
~_BjcY  
?u CL[  
9@qkj 4w  
  class filler &CRgi488b  
  { o0AT&<K  
public : 7OLHYt9  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} AclK9+V  
} ; e R[B0;c  
N/>:})dav  
~ !ei]UP  
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: AQ FnS&Y  
b~ )@e9  
"} :CM_  
lDBAei3iB  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); YuuTLX%3  
\e'Vsy>q  
(Jb#'(~a  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 +Zi+ /9Z(H  
g mWwlkf9  
= y^5PjN  
r5[pT(XT]  
二. 战前分析 8(ZQM01;  
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。 !Th5x2  
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 XFTqt]  
XX-(>B0L  
ai d1eF  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Ay Uw  
  /* --------------------------------------------- */ z}}P+P/  
vector < int *> vp( 10 ); w\[l4|g `  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ?9?A)?O<j~  
/* --------------------------------------------- */ 7oZPb  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); /7#MJH5b6  
/* --------------------------------------------- */ :}36;n<['  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); {1=|H$wKg  
  /* --------------------------------------------- */ %4` U' j  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); AP z"k?D0  
/* --------------------------------------------- */ tvn o3"  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); 3AENY@*  
P cbhylKd  
+*W lj8  
jD<xpD  
看了之后,我们可以思考一些问题: 6 o   
1._1, _2是什么? W.s8!KH:  
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。 erv94acq  
2._1 = 1是在做什么? nN.Gn+Cl  
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。 l(x0d  
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。 Bi9Q8#lh  
g/l:q&Q<  
RFsUb:%V7-  
三. 动工 x?A<X2  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: L!Tvz(_7f6  
byP<!p*  
vr"Pr4z4i  
$XcH.z  
template < typename T > AJ}m2EH  
class assignment B T}l"  
  { t+d7{&B  
T value; 9: g]DIL  
public : ho6hjhS|u  
assignment( const T & v) : value(v) {} QSzht$ 8  
template < typename T2 > 3st?6?7|  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } A *:| d~  
} ; ,gpEXU p\  
;`xCfOY(  
2Y9u9;ah  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 tz?3R#rM  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 4V{&[ Z  
"{+2Q  
y(iq  
->OVNmCB`+  
  class holder uDJ;GD[yc  
  { A[@koLCL  
public : ^AI02`c.  
template < typename T > 2::YR?  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const ,K@[+ R!  
  { trjpq{,[U  
  return assignment < T > (t); I.Catm2  
} GzaGTd.b  
} ; Is6}VLbB  
}^Sk.:;n3  
MBjAe!,-  
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: w*~s&7c2B  
E_'H=QN c  
  static holder _1; 7jxx,#I:  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 AB3OG*C9  
8kcMgCO  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); WZHw(BN{+  
而不用手动写一个函数对象。 8JQ\eF$ma  
B1FJAKI);  
C6F7,v62  
:J @3:+sr  
四. 问题分析 "doiD=b  
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。 dPpJDY0  
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。 {A< 961  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 h|PC?@jp  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 KkTE -$-  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 T(Yp90'6  
G 0Z5h  
五. 问题1:一致性 vw:GNpg'R6  
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?| boDD?0.|  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 8PVjNS/  
!U}2YM J  
struct holder \`z%5/@f;  
  { 9MO=f^f-  
  // S,5>/'fy0  
  template < typename T > 2[(~_VJ  
T &   operator ()( const T & r) const < @GO]vY  
  { 2?6]Xbs{  
  return (T & )r; xR kw+  
} x'\C'zeF  
} ; g yV>k=B  
V'>Plb.A  
这样的话assignment也必须相应改动: ig YYkt  
SWhzcqp  
template < typename Left, typename Right > i5Sya]FN  
class assignment : qK-Rku  
  { |By[ev"Kh%  
Left l; %,~\,+NP  
Right r; WvArppANo  
public : 5oCg&aT  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} f@Jrbg  
template < typename T2 > RR:%"4M  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } mj9sX^$ dE  
} ; W 2[]m>;  
k{vbi-^6rf  
同时,holder的operator=也需要改动: Fx.Ly]L  
g-UCvY I  
template < typename T > / yBrlf  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const `V<jt5TS  
  { gd7r9yV  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); _#r00Ze  
} @.i#uMWF`  
OE0G*`m  
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。 G{4s~Pco[Q  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ilK*Xo  
g=t7YQq_~  
return l(rhs) = r; +'5I8FE-  
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。 Q~0>GOq*  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: *k8?$(  
6@8t>"}  
template < typename Tp > O<V 4j,  
class constant_t h/{1(c}  
  { >P@V D"U  
  const Tp t; JttDRNZAU  
public : R)*DkL!  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} -L]-u6kC[  
template < typename T > 1|"BpX~D  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const x$o^;2Z  
  { x>##qYT  
  return t; _ {wP:dI "  
} y2jw3R  
} ; =+wd"Bu  
!dGu0wE  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 NNbdP;=:u  
下面就可以修改holder的operator=了  6(-s@{  
gELG/6l  
template < typename T > `?N0?;  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ^Z;zA@[wt  
  { ZfqN4  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); #>bj6<  
} :EQ{7Op`  
*n EkbI/  
同时也要修改assignment的operator() 0'Ho'wDb  
P$k*!j_W  
template < typename T2 > J+E,UiZU  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } <nqv)g"u0  
现在代码看起来就很一致了。 mrnPZf i  
1F5KDWtE  
六. 问题2:链式操作 e*lL.  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 M :}u|  
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。 b=/'c Q  
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。 Wpl/CO5z  
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。 HW~-GcU-o  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct qT(6TP  
P][jB  
template < typename T > b\`S[  
struct result_1 `a MU2  
  { oS..y($TI  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; [F-GaaM  
} ; ;T WLo_  
3rKJ<(-2/  
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: ]'(D*4  
n:`f.jG |  
template < typename T > gHstdp_3  
struct   ref 9ZJ 8QH  
  { \z0HHCn'"  
typedef T & reference; zX&SnT1~  
} ; ?BfE*I$\h  
template < typename T > }H\I[5*  
struct   ref < T &> 1\&j)3mC  
  { X@DW1<wEt  
typedef T & reference; 2,q*[Kh1  
} ; 9ET1Er{4  
0(eaVi-%D  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: h5@G eYda  
gd*Gn"  
template < typename T > 4_=2|2Wz[  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const _#:/ ~Jp  
  { h.PBe  
  return l(t) = r(t); k[ro[E  
} ,.W7Z~z  
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。 .M^[/!  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 tWIJ,_8l  
ciS,  
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 JaRsm'SIk~  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: n^T,R  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 kUgfFa#_  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 DaQl ip  
最后的布局是: R);Hd1G  
                Add ~bhS$*t64  
              /   \ rtj`FH??11  
            Divide   5 \]u;NbC]  
            /   \ G*@!M%/  
          _1     3 _2!8,MX  
似乎一切都解决了?不。 VWE>w|'  
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/FPkH4  
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。 h0rPMd(K  
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: 8 XB[CbO  
^'V :T Y  
template < typename Right > T[bCY 6  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ~_D.&-xUF  
Right & rt) const ?@.v*'qR  
  { @m#OhERv  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); =+!l8o&o,  
} 3OZPy|".ax  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ;ItH2Lw<&  
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。 K"0IWA  
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。  ;v:(  
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。 {?H5Pw>{%h  
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。 IFp%T a  
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? {6zNCO  
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: g F*AS(9  
hGz_F/  
template < class Action > Kp`{-dUf  
class picker : public Action \EySKQ=  
  { C 1k< P  
public : =:^aBN#  
picker( const Action & act) : Action(act) {} L"m^LyU  
  // all the operator overloaded QJVbt  
} ; VLez<Id9(  
!#c'| *k  
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。 X/,) KTo7  
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: }4A] x`3  
qSc-V`*  
template < typename Right > ef7{D P  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const x=oV!x  
  { gJ \6cZD  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Qq<@;4  
} hO=L|BJ?I  
l_^SU8i57  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 1[!v{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。 zw>L0gC  
)XN_|zCk  
template < typename T >   struct picker_maker 4E39]vb  
  { :R Iz6Tz  
typedef picker < constant_t < T >   > result; b6N[t _,  
} ; p{g4`o  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ??,[-Oi  
  { }Kp!,  
typedef picker < T > result; f+h\RE=BGt  
} ; ,CfslhO{j  
[IL*}M!  
下面总的结构就有了: 0[MYQl`  
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。 Jb QK$[z"  
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。 ?b;2 PH"  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 $Nu{c;7"  
至此链式操作完美实现。 F8f}PV]b  
h'y%TOob  
cS;3,#$  
七. 问题3 SVe]2ONd  
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。 9TW[;P2> )  
^65I,Z"  
template < typename T1, typename T2 > O3} JOv_  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const v675C#l(  
  { ?QOU9"@+B  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); g#J` 7n  
} PI9,*rOy  
{&=+lr_h?  
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: YB38K(  
s1:Wrz?4  
template < typename T1, typename T2 > xyp{_ MZ  
struct result_2 8xPt1Sotq[  
  { oac)na:O#  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; *F\wWg'!B  
} ; =;rLv7(a  
SqM>xm  
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? F]ao Ty  
这个差事就留给了holder自己。 h?mDtMCw2  
    :o s8"  
B9maz"lJ  
template < int Order > XO+BZB`F  
class holder; M/N8bIC! Q  
template <> Q{l,4P  
class holder < 1 > bA^uzE  
  { _~<sb,W  
public : D:z'`v0j  
template < typename T > uvId],dQ5  
  struct result_1 A)f-r  
  { 8q^}AT<C  
  typedef T & result; dli(ckr  
} ; -?Cr&!*B  
template < typename T1, typename T2 > G:AA>t  
  struct result_2 5\Q Tm;  
  { p*;!5;OUR  
  typedef T1 & result; ${f<}  
} ; d^C@5Pd <  
template < typename T > 3s6obw$ki  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const TSB2]uH  
  { |Y7SP]/`gB  
  return (T & )r; 9&lemz  
} r48|C{je-  
template < typename T1, typename T2 > Coi[cfg0  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 0<,{poMM  
  { mTZ/C#ir(  
  return (T1 & )r1; 6TP /0o)  
} O$*lPA[  
} ; h^Wb<O`S  
zI`I Q  
template <> "#1\uoH  
class holder < 2 > e?>  
  { d_9 C m@  
public : 2bt>t[0ad  
template < typename T > F Z"n6hWA  
  struct result_1 l_g$6\&|  
  { q$:1Xkl  
  typedef T & result; :u>RyKu|&R  
} ; j4$nr=d.6  
template < typename T1, typename T2 > PLCm\Oh$l  
  struct result_2 Na0^csPm  
  { +kL7"  
  typedef T2 & result; aI=p_+.h  
} ; 'S`l[L:.8  
template < typename T > uNyU]@R<W  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const AdDX_\V,*  
  { I\l&'Q^0@  
  return (T & )r; V*vQNPe y  
} 5X{|*?>T  
template < typename T1, typename T2 > htBA.eQ  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const &Hoc`u  
  { >h7(kj:  
  return (T2 & )r2; yE:y[k0E  
} |E8sw a  
} ; y=Y k$:-y  
Zxebv# 4  
.n8R%|C5  
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> >。 (xfc_h*xA  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: *:%&z?<Fw  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: !0;AFv`\  
Y{} ub]i  
return l(i, j) = r(i, j); 20c5U%  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) @:N8V[*u  
PCT&d)}  
  return ( int & )i; Mu3G/|t(  
  return ( int & )j; , $7-SN  
最后执行i = j; WVP?Ie8  
可见,参数被正确的选择了。 "N+4TfXy  
dxeiN#(XT  
)D8op;Fn  
C[7!pd  
JwG(WLb:  
八. 中期总结 0D5Z#iW>1  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: q5f QTV  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ]#o;`5'  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 hek+zloB+  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor iOiF kka  
6n9/`D!  
kV'zA F v  
*zdD4 I=  
"f91YX_)  
2S8;=x}/  
九. 简化 }B0[S_mw  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 .j4y0dh33  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 hK?GIbRZ  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: "r^RfZ;  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 w B)y@w4k  
  +-*/&|^等 ;[y( 14g  
2. 返回引用。 gj^)T_E_  
  =,各种复合赋值等 F_@B ` ,  
3. 返回固定类型。 EQyX!  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) nCYz ];".  
4. 原样返回。 =xk>yw!O)  
  operator, FGVw=G{r  
5. 返回解引用的类型。 G&oD;NY@/  
  operator*(单目) m` 1dB%;?  
6. 返回地址。 z^9oaoTl  
  operator&(单目)  [N,+mX  
7. 下表访问返回类型。 8m0*89HEu  
  operator[] j2G^sj"|  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ]]|#+$ ~  
  operator<<和operator>> SdnnXEB7  
y[7M(K  
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。 , z\Qd07u  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ]L3U2H`7  
WJ8i=MO67  
template < typename Left > JD *HG]  
struct value_return k$$SbStD  
  { L?ZSfm2<  
template < typename T > kFjv'[Y1N  
  struct result_1 T@1;Nbz]  
  { e66Ag}Sw|  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 4Sh8w%s  
} ; ip?]&5s  
"`M~=RiI  
template < typename T1, typename T2 > Zh8\B)0unn  
  struct result_2 H9WYt#  
  { P0 0G*iY~\  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; :Wbp|:N0  
} ; ,7V?K j  
} ; Do4hg $:40  
kn:hxdZ  
NfDS6i.Fqp  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait Ou[`)|>  
&$s:h5HoX  
下面我们来剥离functor中的operator() lw3H 8[  
首先operator里面的代码全是下面的形式: zY/Oh9`=v  
pCt2 -aam  
return l(t) op r(t) i ;B^I8  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 5WI bnV@  
return op l(t) d>[i*u,]/  
return op l(t1, t2) O _9r-Zt^  
return l(t) op "rMfe>;FJ  
return l(t1, t2) op 1gK|n  
return l(t)[r(t)] q{h,}[U=  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] SY Bp-o  
QtfL'su:  
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: k -G9'c~  
单目: return f(l(t), r(t)); )2c]Z|  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); /)[-5n{  
双目: return f(l(t)); Z"c-Ly{vEj  
return f(l(t1, t2)); g#(+:^3'  
下面就是f的实现,以operator/为例 '/`O*KD]  
@vq)Y2)r\  
struct meta_divide T;DKDg a  
  { XW aa`q  
template < typename T1, typename T2 > YWU@e[  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ]#NfH-T  
  { k2eKs*WLC  
  return t1 / t2; _N;@jq\q  
} EY]H*WJJ  
} ; *  1}dk`-  
=x+1A)Q  
这个工作可以让宏来做: YC;@^  
\JPMGcL  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ a=$ZM4Bn  
template < typename T1, typename T2 > \ xDeM7L'  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; }V ]*FCpQ  
以后可以直接用 L4^/O29  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) i\lvxbp  
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 ~ 6=6YP  
(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。。。) !{ *yWpZ:  
qt.4dTd:_  
cEf"m ?w  
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 ;G`]`=s#Lq  
H, 3Bf  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > X.{xH D&_  
class unary_op : public Rettype 2XL^A[?   
  { z:S:[X 0  
    Left l; `IlhLv  
public : +76'(@(1Y  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} { 1~]}K2  
1D[V{)#  
template < typename T > 'bRf>=  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const DI)"F OM6  
      { 64b AWHv  
      return FuncType::execute(l(t)); 1PxRj  
    } .@x.    
Z42q}Fhm*R  
    template < typename T1, typename T2 > YKUAI+ks  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 1<~n2}   
      { <mP_K^9c  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); 0Gj/yra9MO  
    } a1_ N~4r`  
} ; N5l`Rq^K  
,X|FyO(p  
rmBzLZ}  
同样还可以申明一个binary_op 47Vt8oyh%  
'`k  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > G8]{pbX  
class binary_op : public Rettype !^Ay !  
  { t ^>07#z  
    Left l; u gRyUny  
Right r; Q~"Lyy8  
public : /Q W^v;^  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} DNj<:Pdd)  
$'}|/D  
template < typename T > Q65M(x+oy  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 7h(  
      { )+v5 H  
      return FuncType::execute(l(t), r(t));  %o/@0.w  
    } O.#R r/+)  
KUPQ6v }  
    template < typename T1, typename T2 > |H=5Am  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const n[y=DdiKGS  
      { ?lqqu#;8  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); Q,9KLi3  
    } T-n>+G{  
} ; %;]/Z%!  
rc:UG "[  
zt]8F)l@  
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 9'Z{uHi%  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 )( YJ6l  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) vR#MUKfh  
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。 CBdr 1  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! K~]Xx~F  
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。。。 9*JxP%8T~X  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 fFC9:9<  
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) !<h9XccN  
下面是修改过的unary_op L})fYVX  
T+0z.E!~I  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > I_Z?'M  
class unary_op P\[K)N/1  
  { gzK/l:  
Left l; 41B.ZE+*qd  
  ,]qc#KDq-1  
public : ?l[#d7IB  
[$$R>ELYQ  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ;E{@)X..|  
'M?pg$ta_V  
template < typename T > 8DD1wK\U~  
  struct result_1 >f9Q&c$R  
  { CXu$0DQ(  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Ac*)z#H  
} ; Grw[h  
2fayQY xD  
template < typename T1, typename T2 > %26HB w=JF  
  struct result_2 <b4} B   
  { _;x`6LM  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; aFnyhu&W'  
} ; ?=?*W7  
\2f?)id~  
template < typename T1, typename T2 > d hg($m  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const B\|^$z2  
  { T z:,l$  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); .1h\r, #  
} 4 y.' O  
Z5wDf+  
template < typename T > @d5t%V\  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const b*Hk} !qH  
  { b!QRD'31'j  
  return OpClass::execute(lt(t)); 7 mA3&<&q  
} ~s?y[yy6i  
DjZTr}%q  
} ; %"E!E1_Sv  
qbD_  
H93ug1,  
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 N1>M<N03  
好啦,现在才真正完美了。 z {NK(oW  
现在在picker里面就可以这么添加了: ca,JQrm  
-)"\?+T  
template < typename Right > SoCN.J30  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const Efd@\m:~>  
  { RT%{M1tkS  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); J1r\Cp+h0  
} e v7A;;  
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。 Nb0T3\3W  
RY,L'Gt O  
FD8  
't \sXN+1  
tOj5b 7'ui  
十. bind :-2sKD y  
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。 a[=B?Bd  
先来分析一下一段例子 5P('SFq'=  
w(M i?  
6!U~dt#a  
int foo( int x, int y) { return x - y;} E_z,%aD[  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 ! OVi\v 'm  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 je:J`4k$  
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。 |<8g 2A{X  
我们来写个简单的。 2fm6G).m  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ZTGsZ}{5   
对于函数对象类的版本: tQMz1$  
A,#z_2~  
template < typename Func > vMXn#eR  
struct functor_trait 2{hG",JL  
  { d)%l-jj9,  
typedef typename Func::result_type result_type; Me+)2S 9  
} ; $reQdN=~  
对于无参数函数的版本: o}D7 $6  
Ko0T[TNkh  
template < typename Ret > Ej@N}r>X  
struct functor_trait < Ret ( * )() > C0>)WVCK  
  { Z 2uU'T  
typedef Ret result_type; Hw#yw g  
} ; Yk7^?W  
对于单参数函数的版本: =lh&oPc1  
} f!wQx b  
template < typename Ret, typename V1 > @nj`T{*.  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > (elkk#  
  { ?G5,x  
typedef Ret result_type; T< <N U"n  
} ; YL4yT`*  
对于双参数函数的版本: ?I.bC   
57N<OQWf  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > !uKuO  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > :r_/mzR#  
  { rsK b9G  
typedef Ret result_type; Bo*Wm w  
} ; *ul-D42!U  
等等。。。 UXS+GAWU  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy K!G/iz9SB  
Kku@!lv  
template < typename Func > wD<W'K   
struct func_return f./j%R@  
  { m?)F@4]  
template < typename T > ns[h_g!j;  
  struct result_1 *^%ohCU i  
  { %G]WOq=q  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; `]2y=f<{X  
} ; N1]P3  
Wc/B_F?2  
template < typename T1, typename T2 > LC/%AbM  
  struct result_2 C:}"?tri  
  { .18MMzdN  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ];Bk|xJ/>  
} ; qS[nf>"  
} ; ,5|@vW2@u  
8r jiW#  
|=Pw -uk  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ^+dL7g?+  
eG5xJA^  
template < typename Func, typename aPicker > KlRIJOS  
class binder_1 4Cf.%f9@  
  { f:A1j\A?  
Func fn; 5bprhq-7  
aPicker pk; k?Iq 6  
public : 0~nub  
0 !F! Y_  
template < typename T > 14Jkr)N  
  struct result_1 n\4sNoFI  
  { xNxSgvco ,  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; Z uO 7 N  
} ; $,7Yo nc  
/. @"wAw:  
template < typename T1, typename T2 > T C._kAm  
  struct result_2 ;[j)g,7{  
  { %t,Fxj4F  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; AhSN'gWpbF  
} ; &;%LTF@I,  
E"Y[k8-:2/  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} Ivc/g,  
zO)3MC7l*  
template < typename T > )L7h:%h#  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ~0gHh  
  { k iY1  
  return fn(pk(t)); Ne2eBmY}(  
} s ` +cQ  
template < typename T1, typename T2 > Q2xzux~T  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const <8 25?W|  
  { )ocr.wU@  
  return fn(pk(t1, t2)); _2S( *  
} ft 4(^|~  
} ; 32,Y 3!%  
)Es|EPCx!  
sxU 0Fg   
一目了然不是么? kR;Hb3hb  
最后实现bind QpMi+q Y  
5*Y(%I<  
,CQg6- [  
template < typename Func, typename aPicker > - |&&lxrwh  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) i~EFRI@  
  { MJI`1*(  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); :0j_I\L  
} rIWQD%Afm  
%8g1h)F"S  
2个以上参数的bind可以同理实现。 7F wo t&  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 05o 1  
/gq VXDY+`  
十一. phoenix *TP>)o  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 45tQ$jr`1  
j.7BoV  
for_each(v.begin(), v.end(), O3["5  
( 4oRDvn7f&  
do_ !"QvV6Lq\  
[ nK9?|@S*'  
  cout << _1 <<   " , " o",J{  
] _ "H&  
.while_( -- _1), Ex}hk!  
cout << var( " \n " ) p`06%"#  
) Lk1e{! a  
); v_e3ZA:%  
c^EU &q{4  
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: [$%O-_x  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor ,ftKRq  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 #hF(`oX}4K  
那么我们就照着这个思路来实现吧: =^`?O* /;  
O p,_d^  
f#b;s<G  
template < typename Cond, typename Actor > bGe@yXId5  
class do_while aLt2fB1)  
  { 4 oZm0  
Cond cd; MI\35~JAN  
Actor act; {#4F}@Q  
public : BDz 7$k]  
template < typename T > x3Ze\N8w  
  struct result_1 &-hXk!A  
  { ^K'@W  
  typedef int result_type; LF\HmKM,  
} ; bOS; 1~~  
X6SWcJtSw  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} EK$3T5e  
nv/'C=+L  
template < typename T > )@[##F2  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ?_nbaFQK3  
  { :SvgXMY@  
  do z6;6 o!ej  
    { ^n&_JQIXb  
  act(t); B'8/`0^n5  
  } 5l4YYwd>v  
  while (cd(t)); jPa"|9A  
  return   0 ; mL]a_S{H  
} &Na,D7A:3I  
} ; r: M>/Z/  
u@pimRVo  
g}n-H4LI  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). db`L0JB  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 XsbYWJdds  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 =a^}]k}  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 :.aMhyh#*  
下面就是产生这个functor的类: \2!1fN  
;Bwg'ThT  
6tF_u D  
template < typename Actor > m< Y  I}  
class do_while_actor Z]qbLxJV  
  { FE,BvNBZ  
Actor act; kmT5g gy  
public : Dbl+izF3  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} pq$-s7#  
2rPmu  
template < typename Cond > H<Ik.]m  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; M)1Y7?r]  
} ; }WDzzjDR+  
 x>$e*  
]+A%3 7  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 Wmc@: (n  
最后,是那个do_ p(Ux]_s%  
+o-jMvK9  
???`BF[|  
class do_while_invoker zv0bE?W9   
  { 1s/548wu  
public : IRyZ0$r:e\  
template < typename Actor > %8{nuq+c  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const wl7 (|\-  
  { ApNS0  
  return do_while_actor < Actor > (act); B-UsMO  
} .C,D;T{  
} do_; ~sT1J|  
{2F@OfuCF  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? J"~!jrzBh(  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 YpI|=mv  
最后来说说怎么处理break和continue 6|n3e,&A2  
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。 o2~P vef  
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