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
  • 7402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 ('H[[YODh  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 tI2V)i!  
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, fq-zgqF<  
K-%x] Fp=  
Ns?8N":  
(;RmfE'PX  
  class filler \-X Qo  
  { )%8 ;C]G;  
public : c{YBCWA  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} aRPpDSR?l  
} ; 2Zf} t  
G}!dm0s$  
8y9oj9 ;E]  
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:  4x.1J  
PQ6.1}  
W4 v/,g>  
p.(8ekh  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); )tB:g.2k  
V`F]L^m=L  
C%hMh/Li;  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 :A+nmz!z  
HYd&.*41rE  
6Fp}U  
1C,=1bY  
二. 战前分析 05]y*I  
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。 j<H5i}  
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 T(Q(7  
X rBe41  
M4MO)MYJ  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 8ZmU(m  
  /* --------------------------------------------- */ Lye^G% {  
vector < int *> vp( 10 ); JHF <vyt5<  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); \UBTNY,  
/* --------------------------------------------- */ L'=mDb  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 1}O&q6\"J  
/* --------------------------------------------- */ *fz]Q>2ga  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); o>(I_3J[p  
  /* --------------------------------------------- */ "eqNd"~  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); *>m,7} L  
/* --------------------------------------------- */ ]yc&ffe%  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); :Q~Rb<']{x  
b FV+|0  
PVK. %y9  
wH?r522`c  
看了之后,我们可以思考一些问题: 8G GC)2  
1._1, _2是什么? 0A]+9@W;  
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。 h'Gs$o7#P  
2._1 = 1是在做什么? >!o||Yn  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 CN7 2 E  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 N*Is_V\R  
hFLD2 <   
7iI6._"!w  
三. 动工 jv8diQ.  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: A6ar@$MZ  
<=1nr@L  
>bgx o<  
# Uc0 W  
template < typename T > BWtGeaW/sr  
class assignment qFqK. u  
  { A*&`cUoA  
T value; u\)2/~<]  
public : ,CGq_>Z  
assignment( const T & v) : value(v) {} 9E@}@ZV(  
template < typename T2 > /w5~ O:  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } EbG`q!C  
} ; G@Jl4iHug"  
[I XX#^F  
K<BS%~,I  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 vdhwFp~Y  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment WF'Di4   
z}772hMB  
&]d-R  
Wciw6.@  
  class holder 2q4dCbJ!  
  { erhxZ|."P  
public : P~6QRm  
template < typename T > (x+C =1,  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const h;s~I/e(  
  { Mk:k0,z  
  return assignment < T > (t); ^@"H(1Hxu/  
} MQ~OG9.  
} ; } `X.^}oe  
~8rVf+bg3  
VG)Y$S8.>  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: 8w 2$H  
3#d?  
  static holder _1; <KBzZ !n5  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 aDDs"DXx  
In3},x +$  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ;*~y4'{z  
而不用手动写一个函数对象。 KG2ij~v  
GnCO{"n  
])v,zp"u  
Y6&B%t<bo  
四. 问题分析 zi7>!#(  
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。 a>_Cxsb&`  
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。 =|Q7k+b  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 F:3*i^ L  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 834E ]2  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 @)R6!"p  
 Uk2U:  
五. 问题1:一致性 *5Mg^}ZC5  
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?| QqF&lMH  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 1vy*u  
TgDx3U[  
struct holder /:<.Cn>-  
  { QH) uh"  
  // ~qjnV  
  template < typename T > 5O7 x4bY  
T &   operator ()( const T & r) const PkqOBU*|=  
  { g^`; B"  
  return (T & )r; iC$mb~G  
} r+#!]wNPe  
} ; Pc{0Js5VzE  
Q?1' JF!G  
这样的话assignment也必须相应改动: S4'\=w #  
8J5{}4s\f  
template < typename Left, typename Right > @2Spfj_e  
class assignment +W xZB  
  { =P,h5J  
Left l; ^")SU(`  
Right r; bOY<C%;C  
public : P S$6`6G  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} p!XB\%sv'"  
template < typename T2 > dxz.%a@PW  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } xlhc`wdm  
} ; v?9  
 e>FK5rz  
同时,holder的operator=也需要改动: UNc[h&@_  
H&yK{0H  
template < typename T > t9Sog~:'  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ]jkaOj  
  { ,j'>}'wG)  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); <<ze84 E  
} Zn-F!Lsv  
s}O9[_v  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 ya*KA.EGg  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 '`+GC9VG  
McXid~  
return l(rhs) = r; IM^K]$q$47  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 A3;}C+K  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: !_ng_,J  
YNRorE   
template < typename Tp > <8'-azpJ6<  
class constant_t t+2!"Jr  
  { Vk#wJ-  
  const Tp t; F$!K/Mm[  
public : 2G(RQ\Ro*  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 3BSJ|o<"=  
template < typename T > QoU0>p+ 2  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const NI1jJfH|l  
  { + Q $J q  
  return t; |3h-F5V)  
} YhZmyYamE  
} ; \["'%8[:gR  
@N?u{|R:d  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 1R e5)Y:i  
下面就可以修改holder的operator=了 [VsTyqV a  
~S$\ PG4  
template < typename T > LH" CIL2  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ~zcHpxO^W  
  { d/m.VnW  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); IwR/4LYI  
} #y?iUv  
=Eh~ wm  
同时也要修改assignment的operator() sNF[-,a  
Kc%GxD`  
template < typename T2 > z-Ndv;:  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } ]<zjD%Ez  
现在代码看起来就很一致了。 [Ju5O[o  
k3w(KH @  
六. 问题2:链式操作 5 wT e?  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 pc=f,  
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。 yLDv/r  
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。 @u.%z# h"1  
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。 7a0kat '\  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct Lwzk<+>w^  
+im>|  
template < typename T > ZbZCW:8>k  
struct result_1 g~A~|di|  
  {  ^O9_dP:  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; Kb/w+J S  
} ; Pr!H>dH8o  
j~ 'a %P  
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: qkg`4'rLg  
1 po.Cmx  
template < typename T > bH7 lUS~  
struct   ref o~(/Twxam  
  { \MY`R  
typedef T & reference; XEB1%. p  
} ; ';\v:dP  
template < typename T > &t1Uk[  
struct   ref < T &> S 6|#9C&  
  { :d!qZFln  
typedef T & reference; Vzs_g]V  
} ; j&c YRKpz  
B F,8[|%#  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: RAh4#8]  
whoQA}X>  
template < typename T > ?KKu1~a_  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const dpTeF`N  
  { d hp-XIA;  
  return l(t) = r(t); FthrI  
} h3<L,Olp  
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。 -!C9x?gNY  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 n'42CE  
XuY#EJbZ  
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 Ei Yj`P  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: T- |36Os4  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 n;F/}:c_a  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ;Sqn w  
最后的布局是: $$tFP"pZ  
                Add 'Y%@fZf x  
              /   \ 2# 1G)XI  
            Divide   5 ^_Ap?zn  
            /   \ w`Ss MI  
          _1     3 s9p~  
似乎一切都解决了?不。 BKfkB[*F  
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。 w|AHE  
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。 p /x ]  
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: WkF60'Hf  
'T7=.Hq<4  
template < typename Right > lQ]8PR t8  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const K!\$MBI  
Right & rt) const wt(Hk6/B  
  { hYI0S7{G  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 1e'Ez4*  
} jk\04k  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 :Nt_LsH  
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。 \mIm}+!H  
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。 L6ifT`;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。 ~:ldGfb|  
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。 *>#mI/#}  
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? 'Wv`^{y <^  
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: naHQeX;  
gl$Ks+o d  
template < class Action > _>LI[yf{  
class picker : public Action W~QH"Sq  
  { ]w+n39da  
public : G)S (a4  
picker( const Action & act) : Action(act) {} 6zf3A:]&{  
  // all the operator overloaded cj5; XK  
} ; 6HK dBW$/  
=rB=! ;  
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。 R'Uw17I  
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: JR_s-&GaM  
\{RMj"w:  
template < typename Right > R=ipK63  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const ] C&AU[U*  
  { !VXs yH3r5  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); nz}} m^-j  
} bFv,.(h'  
4uV,$/  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > M`=bJO:  
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。 [JzOsi~R  
5{esL4k  
template < typename T >   struct picker_maker i"HENJyCb  
  { 0)^$9 Z  
typedef picker < constant_t < T >   > result; -<jd/ 5  
} ; Tx|}ke~  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > v Wt{kg;  
  { @}r2xY1  
typedef picker < T > result; 8e:\T.)M  
} ; Wi5rXZS  
M#U#I :z%  
下面总的结构就有了: e]qbh_A  
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。 (0c L! N;;  
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。 bY>JLRQJ-  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ~ZN]2}  
至此链式操作完美实现。 O*:8gu'Y2  
4P(ysTuM  
%dN',  
七. 问题3 :9=J=G*  
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。 Q 6)5*o8n  
L( B(x>w  
template < typename T1, typename T2 > 33*NgQ;&~'  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const $h()% C7s  
  { t]QGyW A]  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); K~MTbdg  
} F-g7*  
-2`D(xC  
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: '(4#He?Gd  
Y2B ",v"  
template < typename T1, typename T2 > M }H7`,@I  
struct result_2 2!y%nkO*  
  { }p <p(  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; +I9+L6>UR  
} ; i,h)  
$d +n},[C{  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? ,O;+fhUJ(  
这个差事就留给了holder自己。 pEn3:.l<  
    .0eHP  
cfg_xrW0^  
template < int Order > +1] xmnts  
class holder; ~nSGN%  
template <> eT4+O5t  
class holder < 1 > j. m(Z}  
  { NyTGvBf  
public : \!_:<"nX.  
template < typename T > Hh<3k- *d  
  struct result_1 >d{O1by=d9  
  { `Qc_]CWYH  
  typedef T & result; 9W~3E^x  
} ; Kr*s]O  
template < typename T1, typename T2 > ?d? cD  
  struct result_2 )iiwxpdw  
  { =)p/p6  
  typedef T1 & result; _&~y{;)S  
} ; 6$l6>A  
template < typename T > 2Q/#.lNL  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const qDPpGI-Y2e  
  { c/g"/ICs  
  return (T & )r; G3.MS7 J  
} -A\J:2a|  
template < typename T1, typename T2 > u\]aUP e  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const )t/[z3rn  
  { <> &!+|#  
  return (T1 & )r1; ~H0WHqcy  
} #f 4"  
} ; k/|j e~$  
3cp"UU}.  
template <> j1LL[+G-"_  
class holder < 2 > ua'dm6",:  
  { dE _I=v  
public : DJF-J#  
template < typename T > OFtAT@ =O  
  struct result_1 'za4c4b*u  
  { :<`hsKy&  
  typedef T & result; 'aWzam>  
} ; <<Fk[qMA  
template < typename T1, typename T2 > A^a9,T  
  struct result_2 1Xv- e8M  
  { /^ d!$v  
  typedef T2 & result; jq4{UW'  
} ; fR4O^6c:  
template < typename T > <^Hh5kfS'  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ,B,2t u2  
  { tvC7LLNP<  
  return (T & )r; (:p&[HNuN  
} Dyx3N5?C  
template < typename T1, typename T2 > <( 0TK5  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const I&} Md73  
  { !u} }V  
  return (T2 & )r2; kdWk{ZT^  
} x{B%TM-Ey  
} ; ">? y\#O A  
-9 AI@^q  
#hBDOXHPf  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 qP"<vZ  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: *+E9@r=HF  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: fRTQ5V  
6^L4wd7)  
return l(i, j) = r(i, j); L;},1 \  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) );$L#XpB  
U[S#axak  
  return ( int & )i; 7@.UkBOx  
  return ( int & )j; O1nfz>L`  
最后执行i = j; {$<X\\&r  
可见,参数被正确的选择了。 >D';i\2j&  
jocu=Se@  
4Qr16,Us  
GlDl0P,*r  
X3KP N  
八. 中期总结 *lN>RWbM%  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: &k5 Z|d|  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 >^@/Ba$h  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 XK)qDg  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor az(u=}  
<%(nF+rQA"  
F:8cd^d~u  
&}1PH% 6  
Xm7Nr#  
HDyus5g  
九. 简化 CapWn~*g  
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。 W*hRYgaX3  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 c%uX+\-$  
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: *Mt's[8  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。  \|Qx`-  
  +-*/&|^等 ]F@XGJN  
2. 返回引用。 ^n|u$gIF8  
  =,各种复合赋值等 g`jO  
3. 返回固定类型。 ,$,6%"'"  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 29?{QJb  
4. 原样返回。 /x6,"M[97  
  operator, N U*6MT4  
5. 返回解引用的类型。 <Gy)|qpK[  
  operator*(单目) m~fA=#l l  
6. 返回地址。 ^/wvHu[#  
  operator&(单目) R4<}kA,.  
7. 下表访问返回类型。 n lsQf3  
  operator[] sskwJu1  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 /?%zNkcxu  
  operator<<和operator>> r/E;tm [\  
;zD1#dD  
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。 K.cMuh  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: _5vAn t*  
-hf)%o$  
template < typename Left > :7t~p&J  
struct value_return igp[cFN  
  { d v@B-l;  
template < typename T > %aU4d e^  
  struct result_1 [q/=%8qLUA  
  { a%"My;8  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; p4;A[2Ot`:  
} ; /s3AZ j9  
'~{^c}  
template < typename T1, typename T2 > H/>86GG  
  struct result_2 Kc+;"4/#q  
  { k&4@$;Ap  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; HTK79 +  
} ; vgSs]g  
} ; \}Jy=[  
F#KO!\iA+  
A.<HOx&#  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait JPQ[JD^]  
q1sK:)Hu+  
下面我们来剥离functor中的operator() L+7j4:$B8  
首先operator里面的代码全是下面的形式: wt4uzg8  
[vkz<sL"  
return l(t) op r(t) HDU tLU d  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) `Q V}je  
return op l(t) p#W[he  
return op l(t1, t2) JnCp'`  
return l(t) op 3Xgf=yG:M  
return l(t1, t2) op [L 0`B9TD~  
return l(t)[r(t)] [6Y6{.%~  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] +2!J3{[J  
[$_d|Z  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: D;.O#bS  
单目: return f(l(t), r(t)); V`$Jan  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); <>`+" O}  
双目: return f(l(t)); OJ ng  
return f(l(t1, t2)); pmd=3,D'u  
下面就是f的实现,以operator/为例 6/@"K HHVe  
ZcgSVMqEX  
struct meta_divide @e#eAJhU  
  { 2mAXBqdm  
template < typename T1, typename T2 > 8munw  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 6k"'3AKaR  
  { keNPlK%>  
  return t1 / t2; mHjds77e  
} pIdJ+gu(s  
} ; qt5CoxeJ  
O7|0t\)  
这个工作可以让宏来做: Kl<qp7o0  
:9N~wd  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ {7 &(2Z]z  
template < typename T1, typename T2 > \ v]|^.x:  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 9E^IEwq'  
以后可以直接用 `f`\j -Lu  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) `An`"$z  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 8FyJo.vr(  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) %m]9";   
} 5i0R  
Z.+-MNWV  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 ZzPlIl}\  
9\RSJGx6  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > xg %EQ  
class unary_op : public Rettype U2z1HIs  
  { az@{O4  
    Left l; k`Nc<nN8  
public : mMm_=cfv  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} Bsi HVr  
j(mbUB*  
template < typename T > h')@NnFP 1  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const N%!8I  
      { /gT$d2{  
      return FuncType::execute(l(t)); CrC1&F\dq  
    } ,<n >g;  
f3Ior.n(  
    template < typename T1, typename T2 > ^Ts|/+}'i  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const $A\fm`  
      { I*_@WoI*  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); 3 RG*:9  
    } @sRRcP~  
} ; _cdrz)T  
:&ir5xHS  
4hdxqI!y2  
同样还可以申明一个binary_op YL \d2  
"mc/fp  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > |F z/9+I  
class binary_op : public Rettype VqqI%[!Aw  
  { Y`jvza%  
    Left l; Xh"JyDTj3  
Right r; wJM})O%SQ  
public : !Kr|04Qp#x  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} dC8 $Ql^<  
8enlF\I8g  
template < typename T > O?e38(  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const eS(\E0%QI  
      { {]1o($.u  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); yq+'O&+   
    } /.r|ron:e  
9 I>qD  
    template < typename T1, typename T2 > N"SFVc_2  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Ik2y If5d  
      { a^_\#,}  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ?g gl8bzA  
    } u;p.:{'  
} ; $sK8l=#  
3D L7  
!h3 $C\  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 3lzjY.]Pgv  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ) =-$>75Z  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) E~vM$$O$  
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。 9IJBK  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Q\.~cIw_AQ  
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。。。 jp=z ^l  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 {3n|=  
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) Sy|fX_i  
下面是修改过的unary_op ^o&3+s} M  
"TW%-67  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 3z7SK Gy  
class unary_op ]DVZeI03@  
  { Qj;wk lq  
Left l; iUDNm|e  
  ~D# -i >Z  
public : 2;h4$^`dt  
q"){P RTm/  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} O[%"zO"S  
&V/n!|q<H  
template < typename T > vbEAd)*S  
  struct result_1 )!SA]>-  
  { 'fpm] *ig  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; '5xIisP  
} ; u5D@,wSNz  
oz3N 8^M  
template < typename T1, typename T2 > OpFe=1Q  
  struct result_2 ,:6gp3  
  { Jw13 Wb-  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; [Q"*I2&  
} ; 4 mj\wBp  
m?3!  
template < typename T1, typename T2 > qTc-Z5  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 8<V6W F`e  
  { t~vOm   
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); t &scvXh  
} r'bctFsD  
SURbH;[   
template < typename T > RcJ.=?I!  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const B=dF\.&Z  
  { bloe|o!  
  return OpClass::execute(lt(t)); l Tpn/  
} 9$ GA s  
KX8$j$yW  
} ; RRSkXDU}  
%3p~5jhm1  
a'zXLlXgGd  
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 _8zZ.~)  
好啦,现在才真正完美了。 sKE7U>mz|  
现在在picker里面就可以这么添加了: /hrVnki*  
zNTcy1Sthk  
template < typename Right > &Bn> YFu  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ,orq&#*Wd  
  { Ug}dw a  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); Oe#*-  
} sd(Yr6~..  
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。 F7o#KN*.]  
AQ}(v,DOb  
k[_)5@2  
o`tOnwt  
{TmrWFo  
十. bind U2hPsF4f  
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。 ?WVp,vP  
先来分析一下一段例子 tr[(,kX  
W#|30RU.G  
$*k(h|XfwW  
int foo( int x, int y) { return x - y;} p?@R0]  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 HACY  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 6 b/UFO  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。  AqqD!  
我们来写个简单的。 S*aMUV&  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: T O]wD^`  
对于函数对象类的版本: ^-wdIu~p?  
/JcfAY  
template < typename Func > [ClDKswq  
struct functor_trait 4J~ZZ  
  { S]"U(JmW\  
typedef typename Func::result_type result_type;  L- '{   
} ; sY- ] Q  
对于无参数函数的版本: tfAO#htq  
xr*%:TwCta  
template < typename Ret > UnE[FYx  
struct functor_trait < Ret ( * )() > y^u9Ttf{  
  { `] fud{  
typedef Ret result_type; qj.>4d  
} ; g +RgDt9  
对于单参数函数的版本: ^CBc~um2  
9Z[EzKd<~'  
template < typename Ret, typename V1 > Y^Y1re+}  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > w'r?)WW$  
  { av8\?xmo.$  
typedef Ret result_type; ^ ,cwm:B@  
} ; RV=Z$  
对于双参数函数的版本: .="/n8B  
V7gv@<1<y  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > L vPcH  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > w;OvZo|  
  { _8z gaA  
typedef Ret result_type; |T; ]%<O3E  
} ; Au\j6mB  
等等。。。 Lu][0+-  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy swTur  
,N1I\f  
template < typename Func > /0_^Z2  
struct func_return cWU9mzsE  
  { f, iHM  
template < typename T > 5R%4fzr&g  
  struct result_1 A &tMj?  
  { G u4mP  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; n OQvBc  
} ; m>:zwz< ;  
SDbR(oV  
template < typename T1, typename T2 > Ovhd%qV;Y  
  struct result_2 yQ03&{#  
  { 2uEvu  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; l~C=yP(~  
} ; J1\H^gyW)  
} ; r7zS4;b  
xX:N-  
~Qm<w3oy  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 MXP3Z N'  
FhFP M)[  
template < typename Func, typename aPicker > X~VJO|k pz  
class binder_1 GF/!@N  
  { +FBUB  
Func fn; W1\F-:4L@  
aPicker pk; %2ZWSQD  
public : YVW`|'7)|  
N]|P||fC  
template < typename T > LD gGVl  
  struct result_1 aWk1D.  
  { 0K:3?Ik  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; #\T5r*W  
} ; x@Ze%$'  
iebnQf  
template < typename T1, typename T2 > B(ZK\]  
  struct result_2 x&d:V  
  { ;8iK];^  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Z[%vO?,  
} ; ++|vy~T  
7f_tH_(  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}  )k6O  
caD|*.b  
template < typename T > O!ngQrI  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const "8*5!anu-  
  { UC*\3:>'n  
  return fn(pk(t)); F- l!i/  
} EF5:$#  
template < typename T1, typename T2 > qu+Zl1~$]  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const _@A%t&l  
  { +<$b6^>!$  
  return fn(pk(t1, t2)); lEr_4!h$rZ  
} ]S0sjN  
} ; ]s>y se  
$guaUe[x  
R.)w l  
一目了然不是么? b3^d!#KVM  
最后实现bind 4&_|myO&  
`S:LuU8e  
<-s5 ;xwtS  
template < typename Func, typename aPicker > ~7O.}RP0  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) d45mKla(V  
  { 5169E*  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); =q"o%dc`R  
} >>R,P Ow-  
9 =zZ,dg  
2个以上参数的bind可以同理实现。 0s o27k  
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。 t(r}jU=qw  
k35E,?T  
十一. phoenix Tp&7CNl|  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: tXW7G@  
!v?WyGbUg  
for_each(v.begin(), v.end(), |0s)aV|K  
( Xb\de_8!  
do_ [l:}#5\]4  
[ n"|1A..^  
  cout << _1 <<   " , " $G D@e0  
] du_TiI  
.while_( -- _1), WEsX+okj  
cout << var( " \n " ) %?i~`0-:n%  
)  c FV3  
); ' "I-! +  
nf )y_5y  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: 8%#pv}  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor C~q&  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 Gcp!"y=i  
那么我们就照着这个思路来实现吧: < NlL,  
W*.6'u)9  
H?$gHZPI  
template < typename Cond, typename Actor > U "kD)\  
class do_while (\*+HZ`(Uu  
  { {qbx iL-  
Cond cd; +A%"_7L}  
Actor act; _n=,H  
public : =, G^GMi'  
template < typename T > b5t:" >wC  
  struct result_1 [a!*m<  
  { #"KaRh  
  typedef int result_type; #-9@*FFL,  
} ; &N:`Rler  
U2HAIV8  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} _8ubo\M~  
X(dHh O  
template < typename T > 94b* !Z  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const {~{</ g/  
  { C)R#Om  
  do P?$Iht.^  
    { EU4j'1!&g<  
  act(t); .g52p+Z#  
  } ]JvZ{fA%*  
  while (cd(t)); d8% sGH  
  return   0 ; 'RzzLk|$  
} }Sv\$h  
} ; HsRQiai*  
*wu|(t_ A  
C[s='v~}  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). C*&FApG  
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。 S?e*<s9k  
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。 Y7WU4He L  
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。 \z[L=  
下面就是产生这个functor的类: &hSF  
FC }r~syqA  
RC+`sZ E9  
template < typename Actor > (U^f0wJg  
class do_while_actor ZDTp/5=?K/  
  { ]B=2r^fn  
Actor act; .$N8cYu0  
public : 3Q~zli:  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} ]o2 Z 14  
W $EAo+V  
template < typename Cond > yR4++yk  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; _ a -At  
} ; n2;Vrs,<1&  
B(qwTz 51  
.qg 2zE$0  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ?i5=sK\  
最后,是那个do_ h[}e5A]}  
8s)(e9Sr  
z%44@TP  
class do_while_invoker Dio9'&DtC  
  { X}G3>HcP  
public : ,<O|Iis  
template < typename Actor > K~Z$NS^W&  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ;b;Bl:%?  
  { *@zya9y9q  
  return do_while_actor < Actor > (act); X-}]?OOs  
} @D7/u88|  
} do_; :<i<\TH'  
}-2U,Xg[  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? [s&0O<Wv  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 k btQ  
最后来说说怎么处理break和continue )F65sV{  
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。 B'!I{LC  
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