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
  • 7301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 [UW%(N  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 H.H$5(?O  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, S|_}0  
]CL9N  
Q,AM<\S  
s\Zp/-Q  
  class filler :)PAj  
  { D=!e6E<>@  
public : jdEqa$CXG  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} _7k6hVQ  
} ; 0Na/3cz|zg  
3lW7auH4Y{  
udjahI<{  
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: (*XSr Q  
"&Y5Nh  
:t'*fHi~  
#("/ 1N6  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); @An "ClDa  
O=A(x m#  
mqIcc'6f  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Y, ?- []  
`H#G/zOr  
Gl@-RLo  
#&oL iz=hZ  
二. 战前分析 wv6rjg:7  
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。 CSBk  
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 )]W|i9  
G\I DgPj`  
s/" l ?d  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); / }tMb  
  /* --------------------------------------------- */ ^kF-mM=  
vector < int *> vp( 10 ); }2X"  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); n>5/y c"/q  
/* --------------------------------------------- */ i#RT4}l"a  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); <z2*T \B!8  
/* --------------------------------------------- */ # $dk  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); MU-T>S4  
  /* --------------------------------------------- */ X / {;  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); LYV\|a{Y  
/* --------------------------------------------- */ 6Z,j^: B  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ;`(l)X+7  
'T_Vm%\)  
Zd Li<1P*d  
1638U 1  
看了之后,我们可以思考一些问题: |+|q`SwJ  
1._1, _2是什么? E#T6rd P  
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。 e ; #"t  
2._1 = 1是在做什么? )q>mt/,  
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。 [!Jd.zm  
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。 ZB|y  
F(5(cr 7K  
YR\pt8(z?  
三. 动工 $v#\bqY  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: VEtdp*ot  
Kj+=?R~}S  
$vQ#ah/k  
ar#Xe;T!  
template < typename T > u5LrZt]k  
class assignment .0gF&>I}  
  { 555*IT3b  
T value; Q^_*&},V  
public : QUSyVp{$  
assignment( const T & v) : value(v) {} lCznH?[  
template < typename T2 > 4,yS7l  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } lls-Nir%  
} ; P*\h)F/3}t  
H`XE5Hk)P%  
^kElb;d  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 @ 7WWoy  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment \]a@ NBv  
bV~z}V&  
;rK= jz^Q  
UF$JVb  
  class holder Z WVN(U  
  { kg@Okz N%  
public : /@!%/Kl  
template < typename T > 4)zHkN+  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const HLa3lUo  
  { ~%8T_R/3  
  return assignment < T > (t); SBNeN]  
} 4J"S?HsW|  
} ; Z^'i16  
.Zzx W  
DviRD[+q"  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: GW[g!6 6^  
>;9+4C<z0  
  static holder _1; P m Zb!|  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 X,Q'Xe /  
1_aUU,|.  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ("+J*u*kq_  
而不用手动写一个函数对象。 Kpx(x0^2  
RF,[1O-\O  
Vh1R!>XY  
bIR&e E  
四. 问题分析 04u^Q  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 Yr\pgK,  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 WLB@]JvTBY  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 *T+Bjj;w  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ^Qx qv  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 2D"n#O`y  
t04_~e  
五. 问题1:一致性 6~t;&)6J  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| M$O*@])  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 W'B=H1  
AD** 4E  
struct holder iFypKpHg~  
  { Xv~v=.HNhk  
  // ks}J ke>  
  template < typename T > d5hYOhO[  
T &   operator ()( const T & r) const &m8#^]*  
  { Tgf#I*(^]  
  return (T & )r; ?hXeZB+b4  
} 8H%-/2NW  
} ; WFYbmfmV  
AxsTB9/  
这样的话assignment也必须相应改动: ,?OWwm&J  
O :'ENoQ:&  
template < typename Left, typename Right > gHB*u!w7Z  
class assignment 8`0/?MZ)   
  { rQuozbBb  
Left l;  ./iC  
Right r; b#17N2xkT  
public : u@"nVHgMJ  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} z;#DX15Rj  
template < typename T2 > ++HHUM  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } X*Qtbm,  
} ; yqY nd<K4  
b!h*I>`  
同时,holder的operator=也需要改动: 9ozK}Cg4  
4=Wtv/ 3  
template < typename T > ]WO0v`xh  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ,bLHkBK  
  { aR2Vvo  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); T&ECGF;Y/  
} nz?jNdyz  
8n[6BF);  
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。 'pa>;{  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 W`qiPLk  
8 BHtN  
return l(rhs) = r; Tx+Bkfj  
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。 G>>`j2:y  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: >`3wEJ"<  
|\ZsoA  
template < typename Tp > ? bq S{KF  
class constant_t us_o{  
  { U@6bH@v5  
  const Tp t; xYgG  
public : _`H2CXG g  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} g}vOp3 ^  
template < typename T > `2B,+ytW8  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const QXQ'QEG  
  { v4pFts$J  
  return t; <#[_S$54  
} 6c?;-5.  
} ; U:a-Wi+  
5*q!:$ W  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 _>6xU t  
下面就可以修改holder的operator=了 ,D6hJ_:  
Ez= Q{g  
template < typename T > e13{G @  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const w`N|e0G@  
  { D)]U+Qk  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); "M GX(SQ  
} L,m'/}$  
+5zLQ>]z  
同时也要修改assignment的operator() d-W@/J  
T;4& ^5 n  
template < typename T2 > i>]1E^yF  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } ~)Z MGx  
现在代码看起来就很一致了。 8Moe8X#3  
FR7DuH/f)  
六. 问题2:链式操作 DR d|m<Z  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 5`!Bj0Uf  
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。 ^tw\F7  
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。 3!&PI  
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。 o!\Q,  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ')bas#=uP  
HFtl4P  
template < typename T > ed=pRb  
struct result_1 s!vvAD;\  
  { NFVr$?P  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 61XLL/=P  
} ; Ve]ufn6  
zQ&k$l9  
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: .tg2HKD_lW  
 .IO_&^  
template < typename T > 0`LR!X  
struct   ref 8RA]h?$$J  
  { 8|Q=9mmWOh  
typedef T & reference; 3?R56$-+  
} ; WDM^rjA|j  
template < typename T > JlM0]__v  
struct   ref < T &> .nN>Ipv  
  { k3pY3TA@w+  
typedef T & reference; 0wh4sKm[X  
} ; ],?rFK{O  
}!&Vcf  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: E8Rk b}  
Ih&rXQ$  
template < typename T > pG|+\k/B  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const *2? -6  
  { CTNeh%K;  
  return l(t) = r(t); dGNg[  
} 2"'<Yk9  
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。 "vH>xBR[%  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 tK|jh  
pX\Y:hCug  
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 *_qW;l7  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: E#0_y4  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 >Q`\|m}x)Q  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 )jS9p~FS  
最后的布局是: hk +@ngh%  
                Add ]c Or$O*  
              /   \ b3zxiq x  
            Divide   5 s`Y8 &e.Yr  
            /   \ -msfiO  
          _1     3 ']x`d  
似乎一切都解决了?不。 &F8N$H  
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。 bh[`uRC}  
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。 bzl-|+!yB  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: z;V Ai=m q  
<{z*6FM!'  
template < typename Right > <$V!y dO  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const w;p: 4`  
Right & rt) const 4YT d  
  { ; qQ* p  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ^#V7\;v$G  
} JKXb$  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 mh4<.6>5  
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。 8iB}gHe9  
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。 N084k}io  
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。 Xf"B\%,(`  
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。 THOXs; k0  
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? t&oNC6  
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: w@jC#E\  
J%:D%=9 )  
template < class Action > UhI T!x  
class picker : public Action ik;S!S\v  
  { ,sOdc!![  
public : k)a3j{{  
picker( const Action & act) : Action(act) {} vg.K-"yQW  
  // all the operator overloaded |e]2 >NjQa  
} ; #77p>zhY  
jQV.U~25Q  
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。 5LkpfmR  
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: zFFip/z\  
k;fy8  
template < typename Right > ~+HZQv3Y  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 5C G ,l  
  { ; xz}]@]Ar  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); O1 KT  
} k*U(ln  
,drcJ  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > *!wBn  
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。 Wf}x"*  
w.:fl4V  
template < typename T >   struct picker_maker RyN}Gz/YN  
  { FUD M]:XQ  
typedef picker < constant_t < T >   > result; vhEXtjL  
} ; d4r@Gx%BE  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > nXg:lCI-uu  
  { @ uF$m/g  
typedef picker < T > result; x+%(z8wD  
} ; l)d(N7HME  
4(hHp6}b  
下面总的结构就有了: ,lUroO^^  
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。 =8p *Ijs  
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。 1Fs:&*=  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。  d.)%C]W{  
至此链式操作完美实现。 e=).0S`*F  
Mqk[+n  
dB=aq34l  
七. 问题3 s4&JBm(33N  
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。 i:@n6GW+iw  
"h84D&V  
template < typename T1, typename T2 > G(*7hs  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const S+LS!b  
  { HXg#iP^tv  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ;r1.Uz(  
} KJLC2,  
kuZs30^  
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: ]6*+i $  
}23#z  
template < typename T1, typename T2 > -!s?d5k")  
struct result_2 +J+[fbqX  
  { (TF;+FRW  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; S *D Bzl  
} ; $.g)%#h:  
+Y9n@`  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? #6'+e35^8  
这个差事就留给了holder自己。 ;"1  
    br[n5  
~t,-y*=  
template < int Order > g3h:oQCS  
class holder; DH*=IzcJf  
template <> vp_$Ft-R  
class holder < 1 > R3<2Z0lqy  
  { 4Up3x+bg  
public : $&@etsW0/  
template < typename T > %ylpn7I\6  
  struct result_1 m`Dn R`+  
  { Nm;V9*5  
  typedef T & result; >7Y6NAwY  
} ; l(fStpP  
template < typename T1, typename T2 > hj*Fn  
  struct result_2 J=OWXL!<a  
  { yClbM5,  
  typedef T1 & result; ;'fn{j6C  
} ; @:M?Re`L  
template < typename T > |E7)s;}D  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const nWzGb2Y  
  { ~=#jr0IZ  
  return (T & )r; Qk_Mx"  
} |Ox !tvyr  
template < typename T1, typename T2 > "KhVS  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const c8=@ s#  
  { =I6u*$9<  
  return (T1 & )r1; ywl7bU-f  
} g0&Rl  
} ; a=%QckR*  
n~e#Y<IP\1  
template <> :{tj5P!S  
class holder < 2 > g 218%i  
  { BGSqfr1F  
public : Ze:Y"49S+>  
template < typename T > Z,ZebS@yG  
  struct result_1 f[;l7  
  { M)T{6 w  
  typedef T & result; +'{@Xe}  
} ; +P//p$pE  
template < typename T1, typename T2 > xy.di9  
  struct result_2 w?db~"T  
  { FE[{*8  
  typedef T2 & result; 6lKM5,Oa  
} ; M,f|.p{,Y  
template < typename T > .:(N1n'>1  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const `& (Fy  
  { ]B'H(o R<|  
  return (T & )r; yS2[V,vS7  
} SB<09|2  
template < typename T1, typename T2 > <e%~K4KH  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 9tZ+ ?O5  
  { 5%Xny8 ]|D  
  return (T2 & )r2; (qky&}H  
} r!,/~~m T  
} ; H>/LC* 8-  
MY$-D+#/`  
U(t_uc5q  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 iI.d8}A  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: G"'[dL)N>  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: HsQ\xQ"k!  
d mj T$a|  
return l(i, j) = r(i, j); ?xgrr7  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 0u7\*Iy  
:: 2pDtMS  
  return ( int & )i; )b_ GKA `  
  return ( int & )j; ::Nhs/B/  
最后执行i = j; 7Hm/ g  
可见,参数被正确的选择了。 `Y5{opG7-  
n;5;D  
/j`v N  
f|&ga'5g&  
iOO1\9{@  
八. 中期总结 >FRJvZ6  
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: 'J=knjAT  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 CaV>\E)  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 #FHyP1uyc  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor JL7"}^  
dAZh# i[  
 XM" {"  
Gf|qc>j.b  
nG dEJ  
nYF *f  
九. 简化 4)4E/q/5  
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。 e#uk+]  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 |,G=k,?_p  
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: ONkHHyT  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 1 iWe&I:  
  +-*/&|^等 U'8ub(:&  
2. 返回引用。 nU6WT|  
  =,各种复合赋值等 <X{hW^??)  
3. 返回固定类型。 f/VrenZ_  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) dLtn,qCX0^  
4. 原样返回。 "Y7 ]t:8  
  operator, Q.N, Q`P  
5. 返回解引用的类型。 YVEin1]  
  operator*(单目) f4k\hUA  
6. 返回地址。 4GY:N6qe '  
  operator&(单目) tluyx  
7. 下表访问返回类型。 o.Jq1$)~y  
  operator[] b[MdA|C%j  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 _%`<V!RT\  
  operator<<和operator>> ]q2g[D o5  
#O |Z\|n  
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。 mO UIGlv  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: GG}(*pOr  
PI~W6a7p  
template < typename Left > z z4.gkU  
struct value_return ppBIl6  
  { P 3CzX48^  
template < typename T > $)5-}NJf'  
  struct result_1 5G-}'-R  
  { N!`8-ap\^  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; \3ZQ:E}5  
} ; OEkx}.w  
PUdJ>U  
template < typename T1, typename T2 > t!g9,xG<X  
  struct result_2 ?rD`'B  
  { '|\et aD  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; X2MQa:yksP  
} ; ;bZIj` D(  
} ; 5G\CT&cQR  
(j%d{y4  
n tfwR#j  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait Vo\RtM/6{  
p:hzLat~  
下面我们来剥离functor中的operator() nVTCbV  
首先operator里面的代码全是下面的形式: kJJUu  
n>w/T"  
return l(t) op r(t) WG{mg/\2(C  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ]J t8]w  
return op l(t) 4<['%7U_[  
return op l(t1, t2) 2ja@NT  
return l(t) op M =!RJ%6f  
return l(t1, t2) op u7e g:0Y  
return l(t)[r(t)] e*Gm()Vu,  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] e$E~@{[1)  
myVV5#{  
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: 9Q#eu~R  
单目: return f(l(t), r(t)); 6!,Am^uXM  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); JYbE(&l%de  
双目: return f(l(t)); z_dorDF8`>  
return f(l(t1, t2)); s{-`y`JP  
下面就是f的实现,以operator/为例 aN.t) DG}J  
{ZS-]|Kx  
struct meta_divide $Yr'`(Cbc  
  { XcS 8{  
template < typename T1, typename T2 > r~sx] =/  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) +7jr]kP9  
  { 2 NgEzY 5  
  return t1 / t2; LWB"}#vt  
} G36}4  
} ; U#O 6l-xe]  
(;V=A4F-D  
这个工作可以让宏来做: w>IYrSaa>  
FT1h\K|a  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ b[^=GF>e  
template < typename T1, typename T2 > \ 8QeM6;^/5  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; gzK"'4`  
以后可以直接用 *nB fF{y  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) m[7i<'+S  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 IeqJ>t:   
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) qNhQ2x\  
959i2z  
l_lm)'ag  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 sOJH$G3O  
zFjG20w%3g  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 8?GS:+  
class unary_op : public Rettype P&/PCSf  
  { ^N!l$&=  
    Left l; }LH>0v_<Y  
public : web =AQ5I4  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} jb' hqz  
p%A(5DE  
template < typename T > 62B` Z5j#  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Phsdn`,  
      { 5q`d=L,  
      return FuncType::execute(l(t)); Ojkbv  
    } ^|6%~jkD5  
^@ GE1  
    template < typename T1, typename T2 > e&C(IEZ/N;  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ()}B]?  
      { 1n! Jfs U  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); APT'2 -I_  
    } AW8"@  
} ; P!C!E/Jf5  
ny5 = =C{9  
|H.(?!nTb  
同样还可以申明一个binary_op q|,I\H5}  
rO% |PRP  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ?Uzs^rsb  
class binary_op : public Rettype "h/{YjUS  
  { \ A\a=A[  
    Left l; xo0",i f8  
Right r; ,.` ";='o  
public : WV5gH*uUa  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ex8mA6g  
P5ii3a?R  
template < typename T > X6mY#T'fQ  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const |X9YVZC  
      { K1Tq7/N  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); A6'G%of  
    } Urhh)i  
=5EG}@  
    template < typename T1, typename T2 > ZpPm>|w  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const E[J7FgU)<S  
      { 3LZ0EYVL  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); @]Ye36v0#L  
    } hu-fwBK  
} ; byM/LE7)  
\oPW  
s> JmLtT  
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 VdR5ZP  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 wO!k|7:Z  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) AigL:4[  
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。 $|!VP'VI  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! {A4"KX(U  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 A%n l@`s,  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 #.0^;M5Nh  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) /<Cl\q2 A  
下面是修改过的unary_op  tFvti5  
2.Ym  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > hq/k}Y  
class unary_op 6hSj)  
  { F;jl0)fBR=  
Left l; n{pS+u z  
  ~130"WQ;  
public : !3K6ew>Sf  
O qDLb  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} x+(h#+F  
Z>Nr"7k  
template < typename T > ,,oiL  
  struct result_1 8^;[c  
  { +bvY*^i  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; p^+k:E>U  
} ; i/*&;  
\cvui^^n  
template < typename T1, typename T2 > @* L^Jgn  
  struct result_2 G*e/Ft.wf8  
  { zbP0!  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; HE+y1f]  
} ; ,U2 /J  
J0w[vrs&]  
template < typename T1, typename T2 > uk_?2?>-5  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const GiB3.%R`  
  { a3 wUB  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); aT"q}UTK  
} = LuH:VM&  
yowvq4e  
template < typename T > JP9eNc[  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Z~$=V:EA?  
  { F<X)eO]tk  
  return OpClass::execute(lt(t)); nJ.p PzH2g  
} InMeD[*^  
V@<tIui$  
} ; 5KU}dw>*g  
13s!gwE)  
>+R`3|o '  
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 L~Epd.,Dt  
好啦,现在才真正完美了。 K9}ppgL'$  
现在在picker里面就可以这么添加了: pox\Gu~.0  
.Xh^L  
template < typename Right > "$PbpY  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ; P I=jp  
  { /iNCb&[  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); z?_c:]D  
} (L8H.|.  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 W'rft@J$  
wH~Q4)#=o  
]q7\  
aDR<5_Yb  
k&ujr:)5Y5  
十. bind ( }5k"9Z  
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。 _Qs )~  
先来分析一下一段例子 /s uz>o\  
e-H:;m5R  
25*/]i u  
int foo( int x, int y) { return x - y;} S #%'Vrp  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 cC1nC76[  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 Qs8iu`'  
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。 MOP %vS   
我们来写个简单的。 e2UbeP  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: Ps7(4%  
对于函数对象类的版本: +w:[By"  
Z<K[  
template < typename Func > &G5+bUF,  
struct functor_trait )7c\wAs  
  { %Y:'5\^lC  
typedef typename Func::result_type result_type; `,Q uO  
} ; I,QJ/sI  
对于无参数函数的版本: `Z>4}<~+  
TZi%,yK  
template < typename Ret > #JeZA0r5  
struct functor_trait < Ret ( * )() > oHB51< }  
  { `;*%5WD%  
typedef Ret result_type; yPn5l/pDDr  
} ; u2y?WcMv  
对于单参数函数的版本: J:)Q)MT24:  
-7TT6+H)  
template < typename Ret, typename V1 > lMB^/-Y  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > {HNGohZt  
  { ["Ep.7=SU  
typedef Ret result_type; 6GMQgTY^  
} ; CspY+%3$  
对于双参数函数的版本: V /$qD  
 nsij;C  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > i*..]!7e  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > z<ptrH  
  { 0wB ?U~  
typedef Ret result_type; BQ,]]}e43z  
} ; p82&X+v/p  
等等。。。 X3".  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy zv||&Hi  
.Gh-T{\V'  
template < typename Func > thOQcOf0$  
struct func_return %A`f>v.7 c  
  { ;n00kel$  
template < typename T > P )_g t  
  struct result_1 3X89mIDr  
  { 5@P2Z]Q  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; YMj z , N  
} ; :g}WN  
Ui@Q&%b  
template < typename T1, typename T2 > }N:0%Gk[;  
  struct result_2 .T L0cfTo  
  { &48wa^d  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; *I(>[m!  
} ; TjncW/\Z  
} ; Dsw(ti`@  
])'22sY  
2Prr:k  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 D@!`b6  
0diQfu)Fi  
template < typename Func, typename aPicker > ;XSV}eLu  
class binder_1 ?lnX."eAdB  
  { us"SM\X#  
Func fn; uNxR#S  
aPicker pk; xV}E3Yj2#  
public : \,!FL))yC  
29z+<?K{  
template < typename T > epJVs0W  
  struct result_1 K;,n?Q w  
  { +IK~a9t  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 7]@vPr;:  
} ; y'*^ '  
A/lxXy}D  
template < typename T1, typename T2 >  [53rSr  
  struct result_2 4M*UVdJ;  
  { b|u4h9  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; I{ ;s.2  
} ; vK!,vKa.  
F/tBr%RV  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 4gG&u33RrE  
GQ[: vX`  
template < typename T > 36@)a5  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const <oS2a/Nd  
  { /PE3>"|wE  
  return fn(pk(t)); o_t2 Z  
} #yFDC@gH1  
template < typename T1, typename T2 > i d\0yRBt  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 5O#CdN-S  
  { 2.p7fu  
  return fn(pk(t1, t2)); =Jg5J5  
} 1>c`c]s3  
} ; }at8b ^  
/~{8/u3  
fa8vY  
一目了然不是么? Bbz#$M!:  
最后实现bind U O YM   
lfOF]Kiqr  
5]:fkx  
template < typename Func, typename aPicker > D06'"  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) @C0{m7q  
  { ((7~o?Vbg  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); AmM^&  
} 6 K P  
282 m^ 2  
2个以上参数的bind可以同理实现。 |fYNkD 8z1  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 8b8ui  
K I  
十一. phoenix Fx~=mYU  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: cR 4xy26s  
W( E!:  
for_each(v.begin(), v.end(), f]^(|*6  
( S7P](F=n#  
do_ F[ N{7C3  
[ sI, T"D?  
  cout << _1 <<   " , " YC - -&66  
] 4xk'R[v  
.while_( -- _1), 1`Cr1pH  
cout << var( " \n " ) Q!7Er  
) l]%_D*<Y  
); INby0S  
G5|xWeNgA  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: N8m|Y]^H#  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor 12gcma}  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 PPU,o8E+  
那么我们就照着这个思路来实现吧: kG[u$[B  
yBXdj`bV  
^:5 ;H=.  
template < typename Cond, typename Actor > k|F<?:C  
class do_while BB-E"<  
  { 7G.IGXK$  
Cond cd; %a&Yt  
Actor act; .e!dEF)D  
public : X3tpW`alo  
template < typename T > J [J,  
  struct result_1 iK#5HW{  
  { 5rRYv~+  
  typedef int result_type; 'IY?7+[  
} ; UpL?6)  
k {_X%H/  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} d^ L` dot  
r"x|]nvg^  
template < typename T > }o0R`15dA  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const i64a]=  
  { *F1!=:&s  
  do {(U?)4@  
    { 8`Q8Mct$<  
  act(t); q]T{g*lT  
  } cx_FtD  
  while (cd(t)); 3+@p  
  return   0 ; `YVdIDl]  
} ):; &~  
} ; >KH.~Jfy  
<]eWr:;  
sDTCV8"w  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). n"N!76  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 r0379 _  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 oFB~)}f<v  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 V%g$LrLVe  
下面就是产生这个functor的类: 6Db1mvSe  
1Y6<i8  
}`E5I&r4  
template < typename Actor > Rx<m+=  
class do_while_actor {Lwgj7|~  
  { vz #VW  
Actor act; jq yqOhb4  
public : *kY\,r&!P  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} AP' Uc A  
v]& )+0  
template < typename Cond > XrS.[  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; -^]8w QU  
} ; Ch%W C ,  
kE;h[No&K  
89*CoQ  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 3%{A"^S=}  
最后,是那个do_ I:CnOpR>A  
mYJ%gdTpo  
srXGe`VL  
class do_while_invoker HhDiGzOSi  
  { Tjma'3H*T0  
public : eu@hmR8T  
template < typename Actor > |s`j=<rNQI  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const }u:@:}8K  
  { |b7 v(Hx  
  return do_while_actor < Actor > (act); \W=~@k  
} ivYHq#b59  
} do_; hNgbHzW  
/6jt 5N&,  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? S 1sNVW  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 6Qne rd%Ec  
最后来说说怎么处理break和continue ukHSHsR  
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。 pp@Jndlg  
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
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五