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
  • 5255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 LaIW,+  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。  95.qAFB1  
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, Aj8l%'h[  
njy~   
>zPO>.?h7T  
K;<NBnH  
  class filler >u9id>+  
  { Ax5mP8S  
public : O3^98n2  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ^[X|As2  
} ; m%e^&N#%6r  
KXoL,)Hl  
'h!h!  
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: ULp)T`P  
9]]!8_0=r  
7af?E)}v  
Y=P9:unG  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); t7jh ?]  
@!z$Sp=  
.DgoOo%?"  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Pcs^@QP  
s"I-YFP%c  
R4#;<)  
CTh1+&Pa  
二. 战前分析 ]^iFqQe  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 |_l<JQvf`E  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 0OleO9Ua  
A5CdLwk  
i&A{L}eCr:  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); )LkM,T  
  /* --------------------------------------------- */ tj#=%m?8V;  
vector < int *> vp( 10 ); K(-G: |  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Zvd ;KGO(a  
/* --------------------------------------------- */ r+imn&FK8  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); ljN zYg~-  
/* --------------------------------------------- */ ??|d=4g\  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ry$tK"v/  
  /* --------------------------------------------- */ @PYW|*VS  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); kmZ.U>#  
/* --------------------------------------------- */ Y*5Z)h 1  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); [Z#+gh  
jK3giT  
y<O@rD8iA  
,]0S4h67  
看了之后,我们可以思考一些问题: 5."5IjZu  
1._1, _2是什么? ^36M0h|R  
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。 zt7_r`#z  
2._1 = 1是在做什么? Z 6 tE{/  
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。 kxwNbxC  
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。 /6Y0q9  
m,\i  
J$1j-\KS  
三. 动工 IO}+[%ptc*  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ^Ku\l #B  
' be P  
o^6jyb!j  
Z+Kv+GmqH  
template < typename T > WLE%d]'%M  
class assignment (F/HU"C  
  { fr8Xoa%1=  
T value; V@B7 P{gH  
public : -<8B,  
assignment( const T & v) : value(v) {} YKc>6)j  
template < typename T2 > IbF 4k .J  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } KA`0g=  
} ; wHA/b.jH  
DNmb[  
#]@9qPyn  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 5(423"(y  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment L {!ihJr  
/j11,O?72  
_8al  
+yGY 785b  
  class holder v5B" A"N  
  { l(gJLjTH%  
public : xsYE=^uv  
template < typename T > F@<O;b#Ip  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const vuXS/ d  
  { `Uv)Sf{  
  return assignment < T > (t); 2@sr:,\1  
} 9WOu8Ia  
} ; sA3UeTf  
#$FY+`  
=9^Q"t4  
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: u %'y_C3  
s_xV-C#q@  
  static holder _1; m#*h{U$  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 wEE2a56L-  
s1{[{L3  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); cs t&0  
而不用手动写一个函数对象。 h20Hg|   
^xt9pa$f  
TMqY4;UeL  
xHHV=M2l(s  
四. 问题分析 &-=K:;x  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 "NKf0F  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 6%E~p0)i%  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 jP+ pA e  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 N};t<Xev  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 pr$~8e=c  
BB63x Ex  
五. 问题1:一致性 %&tb9_T)d  
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?| JD ]OIh  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Pr`s0J%m  
0aogBg_@K  
struct holder e=7W 7^"_  
  { Pxqiv9D<R  
  // ljVIE/iq  
  template < typename T > wdwp9r  
T &   operator ()( const T & r) const Yy hny[fa9  
  { :Jk33 N4y0  
  return (T & )r; @(>XOj?+  
} g8l5.Mpx  
} ; 3 z=\ .R  
[Tp%"f1  
这样的话assignment也必须相应改动: f`?0WJ(M  
iDw.i"b  
template < typename Left, typename Right > (ND%}  
class assignment +ubnx{VC  
  { Pw{"_g  
Left l; krjN7&  
Right r; @1g&Z}L o  
public : SO3cY#i z"  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} + xp*]a  
template < typename T2 > _B[WY  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } :6D0j  
} ; !y. $J<  
\ I:.<2i  
同时,holder的operator=也需要改动: aMJ;bQD  
{cR=N~_EO  
template < typename T > 4,~tl~FD  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const C ) ?uE'  
  { Q'K$L9q  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); '$[Di'*;  
} 7"cv|6y|  
^A!$i$NON  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 LuS+_|]x  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 uPLErO9Es[  
:YNp8!?T?  
return l(rhs) = r; {/|qjkT&W  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 55m<XC  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ,{KCY[}|  
3?`"  
template < typename Tp > Qn|+eLY  
class constant_t QVtM.oi!Q  
  { Mu2`ODe]  
  const Tp t; af'@h:  
public : cp%ii'  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} F8=nhn  
template < typename T > ;`UecLb#  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const SaO3 zz@L  
  { KDTDJ8  
  return t; kg>>D  
} ^E,1V5  
} ; F,T~\gO5,  
Ik~1:D]f  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 B42sb_  
下面就可以修改holder的operator=了 'jjb[{g^}}  
euQ.ArF  
template < typename T > v(O=IUa  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const =k{`oO~:9+  
  { DC:)Ysuj  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t));  &`Ck  
} X?o( b/F -  
o2uj =Gnx  
同时也要修改assignment的operator() z$[C#5+2  
>oJkJ$|wU  
template < typename T2 > FxRXPt FK  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } ao$.6X8fQ  
现在代码看起来就很一致了。 x0Z5zV9  
.C bGDZ  
六. 问题2:链式操作 2Z/K(J"&J  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 <Kt3PyF  
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。 'C>U=cE7  
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。 I%lE;'x  
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。 ||eAE)  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct M+xdHBg  
R_kQPP  
template < typename T > Q@QFV~  
struct result_1 k6**u  
  { ;[$n=VX`  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; -<f;l _(  
} ; Q+$Tt7/  
+j[oEI`e  
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: jirbUl  
PQ U]l"A  
template < typename T > %2l7Hmp4H  
struct   ref c&'JmKV>&  
  { 8 0B>L  
typedef T & reference; G/?~\ }:s  
} ; `-UJ /{  
template < typename T > m~`>`4  
struct   ref < T &> -1r2K  
  { q4 k@l  
typedef T & reference; 0 P|&Pq&IH  
} ; K_BPZ5w  
7;}l\VXHm  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: (pR.Abq  
E]} n(  
template < typename T > .dmi#%W  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const l!~ mxUb  
  { $2#7D* Rx  
  return l(t) = r(t); NPjv)TN}3  
} SUtf[6  
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。 /Cr/RG:OX  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 b.yh8|&  
0GXO&rCG  
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 q6q1\YB  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: Y}STF  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 !1sU>Xb4J  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 d/,E2i{I7  
最后的布局是: MXvXVhCU  
                Add SU%DW4 6  
              /   \ &#m"/g7w4N  
            Divide   5 O&Z' r  
            /   \ cu7(.  
          _1     3 >^_ bD  
似乎一切都解决了?不。 I9y.e++/  
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。 P=8>c'Q  
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。 NCS!:d:Ry  
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: $#NQ <3  
TH1B#Y#<J  
template < typename Right > ,^s  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const yJ2B3i@T 4  
Right & rt) const +8P,s[0<R_  
  { ;?L\Fz(<   
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); vK'?:}~  
} 1yqoA *  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 :`,3h%  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 IMLsQit*  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 +|RB0}hFS-  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。  u\e\'\  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 WQePSU  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? ": ;@Hnb/  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: fP-|+Ty O  
^y_fRP~  
template < class Action > V6a``i]  
class picker : public Action pw020}`  
  { X]*QUV]i  
public : &*,:1=p  
picker( const Action & act) : Action(act) {} Bx~[F  
  // all the operator overloaded x^=M6;:  
} ; 9}tG\0tL*  
Q=cQLf;/'  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 e;95a  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: rjWLMbd.<  
*TdnB'Gd  
template < typename Right > ra7uU*  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const |$lwkC)O  
  { !fkep=  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); r64u31.)  
} C*70;:b  
= bt]JRU  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > -M5=r>1;  
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。 Owv +1+B  
!b|'Vp^U  
template < typename T >   struct picker_maker <eN R8(P  
  { N+W&NlZ   
typedef picker < constant_t < T >   > result; }E^S]hdvz  
} ; S[:xqzyDg  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > gQWd&)'muf  
  { Pt< s* (  
typedef picker < T > result; /uqu32;o  
} ; T6 #"8qz<  
VDEv>u4  
下面总的结构就有了: GJ(d&o8  
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。 e_3CSx8Cc  
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。 XR+3j/zEQ  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 :Og:v#r8=  
至此链式操作完美实现。 S5=Udd"  
TW&DFKK`  
d}I (`%%)  
七. 问题3 5MxL*DB=b  
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。 ?[)S7\rP  
ffDc 6*.Q  
template < typename T1, typename T2 > jk~:\8M(A  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const !E\[SjY@J  
  { vxlOh.a|/L  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); }k$4/7ri  
} v[k5.\No  
OJ>.-"  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: |VH!)vD  
obClBO)@Y  
template < typename T1, typename T2 > |?m` xO  
struct result_2 Al"3 kRJJ  
  { y7u^zH6wj  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 7()?C}Ni-  
} ; tl8O6`<Z  
3C>qh{z"  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? V-O(U*]  
这个差事就留给了holder自己。 j} HFs0<L  
    `|e!Kq?#Q  
~fN%WZ;_  
template < int Order > 0Dv JZ|e  
class holder; ~XM[>M\qB  
template <> <EX7WA  
class holder < 1 > C*Vd-U  
  { l)8&Ip  
public : < +`(\  
template < typename T > ,i}|5ozj4  
  struct result_1 \|= mD}N  
  { n$+M%}/f  
  typedef T & result; Jn}n*t3  
} ; }U 5Y=RYo  
template < typename T1, typename T2 > GRYe<K  
  struct result_2 #XIc "L)c  
  { vn').\,P2O  
  typedef T1 & result; %n?vJ#aX%  
} ; ?s%v0cF  
template < typename T > $< %B#axL  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const |WqOk~)[Z3  
  { *dE^-dm#  
  return (T & )r; x!7yU_ls`  
} bi[7!VQf  
template < typename T1, typename T2 > W.}].7}h  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 9 t:]  
  { BR_TykP  
  return (T1 & )r1; D#rrW?-z  
} C*~aSl7  
} ; HD`>-E#  
F3E[wdT  
template <> AHh#Fx+K  
class holder < 2 > a' FN 3  
  { TRvZ  
public : cgZaPw2 bw  
template < typename T > D@54QJ<  
  struct result_1 kEN#u  
  { %CH6lY=lI  
  typedef T & result; ]?l{j  
} ; O12Q8Oj!0  
template < typename T1, typename T2 > @"87F{!  
  struct result_2 *YV S|6bs  
  { fv'4f$U  
  typedef T2 & result; 85Y|CN] vQ  
} ; X)Gp7k1w  
template < typename T > }p3b#fAr  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const rzLd"`  
  { gSi5u# }J  
  return (T & )r; HMQI&Lh=U  
} ZW4aY}~)$  
template < typename T1, typename T2 > mf$j03tu  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const YcM;S  
  { +&v\ /  
  return (T2 & )r2; U@lV  
} yyl#{Nl@t  
} ; QJ X/7RA  
Cnh|D^{s  
,Qc.;4s-  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 7XAvd-  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: IM( u<c$  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: /XpSe<3  
C3;[e0.1b  
return l(i, j) = r(i, j); UZxmh sv  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) [~%`N*G  
&w\ I<J`T  
  return ( int & )i; 5G*II_j  
  return ( int & )j; :hqZPajE  
最后执行i = j; V0i9DK|!  
可见,参数被正确的选择了。 G?)vWM`j  
.Ao0;:;(2-  
K b(9)Re  
';YgG<u  
D'i6",Z>  
八. 中期总结 XAic9SNu;  
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: R{}qK r  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 :=.*I  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 !k&)EWP?  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ~l4f{uOD>]  
V|?WF&  
mUXk9X%n  
sg?@qc=g  
ZXXiL#^  
#uvJH8)D  
九. 简化 "dCzWFet  
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。 zQfkMa.  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 qd2xb8r  
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: i57( $1.  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 3:`XG2'  
  +-*/&|^等 *8A6Q9YT  
2. 返回引用。 /^<en(0=P  
  =,各种复合赋值等 BQrL7y  
3. 返回固定类型。 o}D![/  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 9YKDguG  
4. 原样返回。 5P+YK\~  
  operator, G}Z4g  
5. 返回解引用的类型。 _w u*M  
  operator*(单目) W<'<'z5  
6. 返回地址。 $$gtZ{ukQ  
  operator&(单目) rK=6]j(K  
7. 下表访问返回类型。 Ye |G44z  
  operator[] I'_v{k5ZI  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 &L3 #:jSk  
  operator<<和operator>> $Z6D:"K  
Bymny>.M  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 k|j:T[_  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: L|67f4  
?!S GiARW?  
template < typename Left > Yn<)k_kp  
struct value_return qei$<j'b  
  { PrnrXl S  
template < typename T > n`<S&KP|  
  struct result_1 eV;me>,  
  { G11cNr>*  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; n2'|.y}Um:  
} ; P;GprJ`l  
qx%jAs+~  
template < typename T1, typename T2 > >]/dOH,A  
  struct result_2 'lQYJ0  
  { ~ x`7)3  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; otq,R6 ^  
} ; l9Pu&M?5  
} ; $9H[3OZPVv  
jT^!J+?6K+  
0xP:9rm  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait \R Z3Hh  
y4<+-  
下面我们来剥离functor中的operator() qS]G&l6QF  
首先operator里面的代码全是下面的形式: (#u{ U=  
F6&P~H  
return l(t) op r(t) B$7[8h  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ~d+O/:=K_  
return op l(t) .0 X$rX=  
return op l(t1, t2) lC{L6&T  
return l(t) op 04\Ta  
return l(t1, t2) op ..$>7y}  
return l(t)[r(t)] a7 )@BzF#  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] R0IF'  
M,G8*HI"  
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: ` ,-STIh)  
单目: return f(l(t), r(t)); %8<2>  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2));  ;MZbL)  
双目: return f(l(t)); p">WK<N  
return f(l(t1, t2)); {X]9^=O"  
下面就是f的实现,以operator/为例 .EzSSU7n)  
6o(lObfo  
struct meta_divide  8bGD  
  { k+txb?  
template < typename T1, typename T2 > *-7fa0<  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) i-"<[*ePd  
  { F*!gzKZ"  
  return t1 / t2; /&6Q)   
} !PI0oh  
} ; !qS05  
+{^'i P  
这个工作可以让宏来做: $w`veP  
ck~ '`<7  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ d'q&Lq  
template < typename T1, typename T2 > \ `\e'K56W6  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; w(#:PsMo<  
以后可以直接用 GZ,j?@  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) )u Qvt-  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 ChVY Vx(  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) SZE`J:w  
4K'|DO|dH  
ZmP1C`>  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 o{g@Nk'f  
VLx T"]f  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > iz(m3k:w  
class unary_op : public Rettype R05T5Q1]A  
  { 6Ok,_ !  
    Left l; CQ jV!d0j  
public : 30BR 0C  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} <L%HG  
l`qP~ k#  
template < typename T > s)Gb!-``  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 'N|2vbi<  
      { rNxG0^k(  
      return FuncType::execute(l(t)); G\uU- z$)  
    } W n6,U=$3  
IY~ {)X  
    template < typename T1, typename T2 > $Uy#/MX  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Iw*C*%}[Z  
      { Z{ %Uw;d  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); |&(H^<+Xp  
    } o KlF5I  
} ; Qw}xGlF,  
i(z+a6^@|  
iPz1eUj  
同样还可以申明一个binary_op R'r|E_  
R rxRa[{Z  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ^|r`"gOJ3  
class binary_op : public Rettype zQ=aey%  
  { t3 K>\ :  
    Left l; <w;D$l}u  
Right r; L#[HnsLp_  
public : G1A$PR  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Vj29L?3  
[KD}U-(Wg  
template < typename T > M Ey1~h/  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const rrbZ+*U  
      { Re7{[*Q4  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); V02309Y  
    } :^K~t!@  
%odw+PhO  
    template < typename T1, typename T2 > xL|?(pQ/BK  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const E8+8{ #f;  
      { vsjM3=  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); gp%tMT I1  
    } Q4#\{" N!  
} ; rnJS[o0  
Qz'O{f  
J&(  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 p$B)^S%0i  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 `Nkx7Z~w:  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) Qa>%[jx,@,  
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。 ozT._ C  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! `Uu^I   
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。。。 G &m>Ov$#&  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 [;)~nPjI  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) :U7;M}0  
下面是修改过的unary_op 4 3}qaf[  
-v;iMEZ)  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > //VG1@vaVX  
class unary_op #@IQlqJfY7  
  { n (9F:N  
Left l; ~Ay  
  4X<Oux*  
public : n\~"Wim<b  
}S Y`KoC1  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} s9^"wN YQ  
xKRfl1  
template < typename T > ZKVp[A  
  struct result_1 ,"4X&>_f  
  { bfcD5:q  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; PGC07U:B  
} ; <!$j9)~x  
0]f?Dx/8  
template < typename T1, typename T2 > {6REfY c  
  struct result_2 @`#OC#  
  { eW<!^Aer  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; E;ndw/GZjR  
} ; (\5<GCW-  
Lx|w~+k}  
template < typename T1, typename T2 > JI28}Cxs0  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const k i~Raa/e  
  { ":5~L9&G  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); VKl~oFKXJ  
} H J2O@e  
fSm?27_  
template < typename T > F>hVrUD8  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const vLVSZX  
  { Ktj(&/~}  
  return OpClass::execute(lt(t)); M$DwQ}Z  
} $6qR/#74  
?etj.\q6  
} ; lk5_s@V l  
oZ|{J  
Xmw2$MCB  
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 bYRQI=gW':  
好啦,现在才真正完美了。 FuRn%)DA5  
现在在picker里面就可以这么添加了: >rQ)|W=i  
[C*X k{e  
template < typename Right > G>?x-!9qcH  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const y0W`E/1t  
  { ?Vb=4B{~  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ^^U)WB  
} D(W7O>5vQ2  
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。 dW] Ej"W  
"'LOaf$X  
tFb|y+  
2l;ge>D J  
LS?` {E   
十. bind >xk:pL*o`  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 EV;;N  
先来分析一下一段例子 @)FXG~C*  
vErbX3RY2  
aTs y)=N  
int foo( int x, int y) { return x - y;} la6e`  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 NWq [22X |  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 6Wcn(h8%*  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 s?z=q%-p  
我们来写个简单的。 |$i1]Dr6  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: dRarNW  
对于函数对象类的版本: `\}zm~  
zjhR9  
template < typename Func > 8I|1P l  
struct functor_trait *8(t y%5F0  
  { G/^5P5y%@  
typedef typename Func::result_type result_type; 'SXpb?CZ  
} ; "1\RdTw  
对于无参数函数的版本: /-cX(z 7  
A*?/F:E  
template < typename Ret > 9=sMKc%!-  
struct functor_trait < Ret ( * )() > lqwJ F &  
  { b]s%B.h  
typedef Ret result_type; e=NQY8?  
} ; %QlBFl0a  
对于单参数函数的版本: ;U5x'}%0]  
R _~m\P  
template < typename Ret, typename V1 > YQw/[  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > LP-KD  
  { (*@~HF,t=  
typedef Ret result_type; HEW9YC"  
} ; 1Rb<(%   
对于双参数函数的版本: N NXwT0t  
pu m9x)y1  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 >  s`{#[&[  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > Q{)F$]w  
  { CuGOjQ-k~  
typedef Ret result_type; 5>^ W}0s  
} ; jmwQc&  
等等。。。 .>\>F{#~  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 0V>N#P]  
ztt%l #  
template < typename Func > k}owEBsn}  
struct func_return 0zk T8'v  
  { c&iK+qvh{  
template < typename T > 4FP~+  
  struct result_1 |'>E};D  
  { ^?l-YnQqm?  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; "=0 lcb C  
} ; .$T:n[@  
Yk*57&QI  
template < typename T1, typename T2 > 0OoO cc  
  struct result_2 DG%%]  
  { 2ucsTh@  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; APOU&Wd  
} ; *p<5(-J3  
} ; A0 w `o  
(2a "W`  
bm]dz;ljh  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 qCFXaj   
pDnFT2  
template < typename Func, typename aPicker > kJ5?BdvM&  
class binder_1 YnL?t-$Gg  
  { P(gID  
Func fn; OrqJo!FEg{  
aPicker pk; 2$/gg"g+  
public : dJ"xW; "  
.TrQ +k>  
template < typename T > \(v_",  
  struct result_1 DWevg;_]$(  
  { I3y4O^?  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 'V1 -iJj9  
} ; UHDI9>G~,  
u:>3j,Cs  
template < typename T1, typename T2 > c#-97"_8  
  struct result_2 d"$oV~>P|  
  { 9tW.}5V  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; R)d 7b,_Yd  
} ; -JW6@L@  
.j$bCKXGx  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 3'NL1du  
9;WOqBD  
template < typename T > R;m0eG`  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const !/lY q;$R  
  { o_^d>Klb8  
  return fn(pk(t)); C36.UZoc  
} 2dlV'U_g  
template < typename T1, typename T2 > E3C[o! 5  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ~m=%a  
  { }u*@b10   
  return fn(pk(t1, t2)); YD>>YaH_3@  
} zbKW.u]v  
} ; (6y3"cbe  
mZJzBYM)  
3e<^-e)+xL  
一目了然不是么? *"bp}3$^^  
最后实现bind Y{:/vOj  
[";5s&)q  
7%x+7  
template < typename Func, typename aPicker > "ddH7:(k<  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) F!cAaL1  
  { +g7nM7,1a  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); _+Kt=;Y8  
} 2g8P$+;  
`G5wiyH})  
2个以上参数的bind可以同理实现。 ;Z~.54Pf{d  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 F0(Sv\<::  
eBRP%<=>D  
十一. phoenix 2%yJo7f$[  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: U@AfRUF&  
w+(wvNmNEK  
for_each(v.begin(), v.end(), -"tgEC\tD  
( <;Z3 5 {  
do_ e{+{,g{iu  
[ @BW8`Ky1  
  cout << _1 <<   " , " =}KbE4D+8  
] ~F6gF7]z  
.while_( -- _1), 4gNRln-  
cout << var( " \n " ) tLXw&hFk`g  
) 4'=N{.TtO  
); \uPTk)oaB  
`*!>79_2C  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: I*R$*/)  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor Oydmq,sVe(  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 TmZ[?IL,  
那么我们就照着这个思路来实现吧: 6(^9D_"@  
w1G.^  
1@dx(_  
template < typename Cond, typename Actor > \)]2Uh|  
class do_while io'Ovhf:  
  { Bx!` UdRn  
Cond cd; ~ b_gwJ'  
Actor act; #iDFGkK/  
public : ! HC<aWb  
template < typename T > BT#g?=n#`  
  struct result_1 }f'1x%RS^  
  { j}*+-.YF  
  typedef int result_type; JB_`lefW,'  
} ; @h,$&=HY  
j]D =\  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} ,F Vy:"FR  
W+S; Do  
template < typename T > 0l@+xS;  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const lM%fgyX  
  { sB/s17ar  
  do p>O< "X@  
    { W A}@n  
  act(t); PCfs6.*5Mf  
  } X($SBUS6  
  while (cd(t)); zL}hFmh  
  return   0 ; 1y;zPJ<ntm  
} "A+F&C>  
} ; Y@Y(;C"SW  
;O11)u?/s|  
u.FDe2|[)  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). mnj A8@1  
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。 2:F  
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。 _q4m7C<  
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。 ='>UKy[=  
下面就是产生这个functor的类: Cw5K*  
O3: dOL/C  
DdO '  
template < typename Actor > mhuaXbr  
class do_while_actor ;VRR=p%,  
  { 5^/[]*  
Actor act; mIo7 K5z{  
public : W fNMyI  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} RBD MZ  
p2(_YN;s  
template < typename Cond > LTct0Gh  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; @/FX7O{n:  
} ; 1U7HS2  
*)I1gR~  
@E;pT3; )  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 - S-1<xR  
最后,是那个do_ S>E.*]_  
$ '*BS  
r ngw6?`n-  
class do_while_invoker V5 r7eC  
  { 6Qu*'  
public : FM[To  
template < typename Actor > RY< b]|  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const }C.{+U  
  { QovC*1'  
  return do_while_actor < Actor > (act); eov-"SJB  
} mO.U )tL[  
} do_; 7bS[\5  
{Z.@-Tl_  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? "|SE#k  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 e`F|sz]k"H  
最后来说说怎么处理break和continue ;i>E @  
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。 zK?[dO  
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