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
  • 6608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 +6+1N)L  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 P^Og(F8;  
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, kda*rl~c  
u#u/uS"  
IAb.Z+ig  
c"CR_  
  class filler i,RbIZnJ  
  { JY:Fu  
public : sT iFh"8d>  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} vP'!&}  
} ; s^)(.e_  
 %>zG;4  
Oi C|~8  
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: N1y,~Z  
AGwdM-$iT  
ey<z#Q5+  
aRn""3[  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); t=:5?}J.Q$  
SMB&sl  
 0RCp  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Pu!C,7vUQ  
"tmu23xQ  
0#8lg@e8  
d"3x11|  
二. 战前分析 pXQ$n:e  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 (yEU9R$I"  
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 71<4q {n  
tmoclK-  
?a, `{1m0\  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ?)Gb=   
  /* --------------------------------------------- */ %qrUP\rn  
vector < int *> vp( 10 ); GX.a!XQ@!  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); (Cti,g~  
/* --------------------------------------------- */ ]-heG'y]{  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); (yT&&_zY4  
/* --------------------------------------------- */ 9zBt a  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); g[ @Q iy  
  /* --------------------------------------------- */ D 7thLqA  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); ei]Q<vT6  
/* --------------------------------------------- */ VJr~h "[  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); wB[ JFy"E  
mH<|.7~0  
4/SltWU  
E.*wNah"U  
看了之后,我们可以思考一些问题: V^ ;l g[:  
1._1, _2是什么? 'wBOnGi6  
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。 =b6G' O[  
2._1 = 1是在做什么? 7<8'7<X  
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。 ^MhMYA  
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。 B/~ubw  
Gh3f^PWnc  
$b_~  
三. 动工 U+ D#  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: V+|$H h8  
]P^ 3uXi  
9CIQRc  
Vd) %qw  
template < typename T > cqb6]  
class assignment hJ4 A5m.  
  { u!VrMH  
T value; 3][   
public : us:v/WTQ  
assignment( const T & v) : value(v) {} op&j4R  
template < typename T2 > S!R (ae^}  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } `X =[ m>  
} ; s9u7zqCF  
(r<F@)J  
& )-fC  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 C}o^p"M*B3  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment b!EqYT  
0*uJS`se6Z  
^zG!Z:E  
IMy!8$\u  
  class holder "zIQ(|TL?d  
  { )4YtdAV  
public : 6UPGE",u  
template < typename T > 6 iH]N*]S^  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const p+2%LYR u  
  { yS#D$q2_  
  return assignment < T > (t); [#:yOZt  
} p5nrPL  
} ; tKi ^0vE8  
<V8=*n"mR  
qV$0 ";d  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: %we! J%'Y]  
s"wz !{G4  
  static holder _1; =NRiro  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Tkh?F5l  
#D+.z)iZn  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); XlwyD  
而不用手动写一个函数对象。 'HWPuWW  
0+rBGk  
@]],H0  
M!PK3  
四. 问题分析  t|:XSJ9  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 ^g+M=jq _  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 E3_ 5~>  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 !-B|x0fs  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 }OgZZ8-_M  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ab_EH}j1\q  
vb\R~%@T,  
五. 问题1:一致性 f(-3d*g  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 3"6-X_  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 R"71)ob4  
,z$ U=u o  
struct holder z&|sks7  
  { H)+wkR!~  
  // [lj^lN8  
  template < typename T > lR]SGdY  
T &   operator ()( const T & r) const 7<F{a"5P  
  { ~</H>Jd  
  return (T & )r; WTC/mcS  
} oJ 0 #U  
} ; w 1O)  
yjChnp Cc  
这样的话assignment也必须相应改动: zhACNz4tJ  
7(zY:9|(  
template < typename Left, typename Right > SciEHI#  
class assignment "3a_C,\  
  { VZU@G)rd  
Left l; wOl]N2<  
Right r; Biy$p6  
public : @IBU{{  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 1,sD'iNb  
template < typename T2 > }RkD7  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } x#tP)5n?s*  
} ; &PEw8: TX  
onUF@3V  
同时,holder的operator=也需要改动: ZOHGGO]1M  
`S/;S<';  
template < typename T > a#P{[  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ey[+"6Awne  
  { d ?OsVT; U  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); {(`xA,El  
} '.tg\]|  
H?'t>JX  
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。 U\tujK1  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 )u5+<OG}=  
PPj0LFA  
return l(rhs) = r; f.u+({"ql  
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。 ^ Hv4t   
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: m[?gN&%nc  
Vg? 1&8>  
template < typename Tp > 8Jf4" ;  
class constant_t -$kA WP8P4  
  { _WHGd&u  
  const Tp t; g h&,U`  
public : #j${R ={  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} C?VNkBJ>\  
template < typename T > d} ]jw4  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const Qw/H7fvh&  
  { g=n /w  
  return t; LD)P. f  
} xw&N[ y5  
} ; [e`6gGO  
THDyb9_g  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 dht*1i3v  
下面就可以修改holder的operator=了 g%f6D%d)A  
<>6DPHg~  
template < typename T > 6J%yo[A(w  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const '"Y(2grP  
  { CN<EgNt1kN  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); i@#fyU)[G  
} $"]*,=-X  
AtW<e;!0te  
同时也要修改assignment的operator() W%^;:YQ9i  
K)r|oW=6Y  
template < typename T2 > p v*n.U6  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } $n@B:kv5p  
现在代码看起来就很一致了。 L)j<;{J/Q0  
MFm2p?zPm  
六. 问题2:链式操作 <ULydBom  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 'z3I*[!  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 ^N:bT;;$nZ  
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。 Q !G^CG  
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。 6'1m3<G_  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct XhG3Of-6  
B1Cu?k);.  
template < typename T > l|&DI]gw  
struct result_1 0P_3%   
  { ^5BQ=  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; \J,pV  
} ; O4A{GO^q  
&S+o oj  
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: Ow4H7 sl  
X[KHI1@w  
template < typename T > El#"vIg(\  
struct   ref {pyTiz#JY  
  { B`<K]ut  
typedef T & reference; ?hS&OtW   
} ; c.eA]mq  
template < typename T > f jm(C#^-  
struct   ref < T &> s+OXT4>+  
  { R\d)kcy4  
typedef T & reference; 1A.ecv'  
} ; I&G"{Dl94  
]KE"|}B  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: M|xs>+r*  
2Bg0 M  
template < typename T > Y ]6kA5  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const `PApmS~} .  
  { Vmf !0-  
  return l(t) = r(t); ]ovb!X_  
} hO] vy>i;  
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。 p?XVO#  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 (N :vDq'  
c}r"O8M  
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 ;o-c.-!F  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: T1_>qnSz  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 M=Cl|  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 =/SBZLR(9  
最后的布局是: !)$e+o^W  
                Add ^^Te  
              /   \ !$L~/<&0g  
            Divide   5 y0_z_S#gO  
            /   \ #4BwYj(Sl  
          _1     3 !}PZCbDhL  
似乎一切都解决了?不。 9qvKg`YSh  
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。 j;SK{Oq  
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。 f'?FYBL  
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: #Q'j^y 7=z  
[Lal_}m?  
template < typename Right > &Xh_`*]ox  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const PB(I3R9  
Right & rt) const g?E8zf `  
  { PQJw"[N/YM  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); n5>OZ3 E@  
} ^ i8"eF  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 :Fh#"<A&&  
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。 @<`P-+m  
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 0z`p"  
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。 hAU@}"=G  
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。 r%\%tz'`j  
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? / ?Hq  
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: t 0.71(  
Xb2.t^ ]f  
template < class Action > R1vuf*A5,  
class picker : public Action !q!5D`  
  { g1v=a  
public : *b8AN3!  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ToR@XL!%rP  
  // all the operator overloaded _qa9wK/  
} ; 7Fzj&!>ti  
H/}W_ h^^  
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。 U(/8dCyyY  
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: &lnM 1W  
fUq:`#Q  
template < typename Right > 9";qR,  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const ; ,n}>iTE  
  { z-N N( G+  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Gzm$OHbn  
} ez*jjm  
-3hCiKq  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > m;/i<:`  
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。 l2&hBacT  
Kx6y" {me|  
template < typename T >   struct picker_maker >n!ni(  
  { h^M^7S  
typedef picker < constant_t < T >   > result; - DL"-%X.  
} ; Q%5F ]`VN  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ~L4eZ  
  { xjq0D[  
typedef picker < T > result; ~ FUa: KYD  
} ; ^l!L)iw  
OD+5q(!"a  
下面总的结构就有了: i2`0|8mw'  
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。 ;nB2o-%  
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。 !T'X 'Q  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 _V@P-Ye  
至此链式操作完美实现。 K/Y Agg  
cZQu*K^j  
Z+idLbIs  
七. 问题3 ek)Xrp:2  
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。 ._<ii2K'  
dZ2`{@AYY  
template < typename T1, typename T2 > xmH-!Da  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const fp&Got!pB  
  { L11L23:  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); WC-_+9)2&  
} O&$0&dhc  
a8s4T$  
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: P5URvEnz:  
'G#SLqZy  
template < typename T1, typename T2 > Y}.Ystem  
struct result_2 DQgH_!  
  {  5$Kf]ZP  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; '29WscU  
} ; ,w`~K:b.  
Q 4K +*Fi}  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? Tsz NlRxc  
这个差事就留给了holder自己。 &!1}`4$[T  
    @"8R3BN  
#T% zfcUj  
template < int Order > /V^sJ($V$~  
class holder; Tf-CEHWD  
template <> m6U8)!)T  
class holder < 1 > J{ ~Rxa  
  { dlD}Ub  
public : DuNcX$%%  
template < typename T > IZ~.{UQ  
  struct result_1 > saI+u'o  
  { 3{3/: 7  
  typedef T & result; /77z\[CeYH  
} ; gaeOgP.0  
template < typename T1, typename T2 > Sdc*rpH"(  
  struct result_2 CW0UMPE5  
  { ~`Sle xK|}  
  typedef T1 & result; {L9yhYw  
} ; (=JueF@J  
template < typename T > ~ hm`uP  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 8"M<{72U]  
  { g rbTcLSF  
  return (T & )r; V^En8  
} -,GEv%6c  
template < typename T1, typename T2 > Gah lS*W  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const {A3 m+_8  
  { p@tp]u`7  
  return (T1 & )r1; >&hX&,hG  
} q^Inb)FeN  
} ; <SQ(~xYi  
8^X]z|2  
template <> h7?.2Q&S  
class holder < 2 > ./.=Rw  
  { 0j$OE  
public : rzV"Dm$'  
template < typename T > 7) 0q--B  
  struct result_1 x,1=D~L}  
  { q\H7& w  
  typedef T & result; !$r9C/k  
} ; e?<D F.Md+  
template < typename T1, typename T2 > 1Z:R,\+L  
  struct result_2 q6&67u0  
  { FpdHnu i1  
  typedef T2 & result; F< |c4  
} ; K:w]> a  
template < typename T > {^wdJZ~QLK  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const XRa#2 1pQ  
  { )E`+BH  
  return (T & )r; N D* ]gM  
} W5I=X] &  
template < typename T1, typename T2 > rIlBH*aT  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const @dV9Dpu  
  { pqq?*\W&[v  
  return (T2 & )r2; oCA(FQ6  
} SG`)PW?  
} ; 6Ahr_{  
yFO)<GLk  
ITc `]K  
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> >。 CWvlr nv  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 8^T2^gs  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 5)*6V&  
Ky6+~>  
return l(i, j) = r(i, j); D1ZC&B_}-  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) $_bZA;EMQ  
fz8h]PZ  
  return ( int & )i; 97]4 :Zv  
  return ( int & )j; ~o Fh>9u  
最后执行i = j; *;X-\6  
可见,参数被正确的选择了。 OQc{ V  
\!4|tBKVY  
9m~t j_  
HTN$ >QTI  
g? I!OG  
八. 中期总结 SS0_P jKz  
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: <S{7Ro  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 Ge1duRGa  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 dq2@6xd  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor + Y;8~+  
1b+h>.gWar  
F-tFet  
dFMAh&:>  
?V?<E=13  
l# BZzJ?~  
九. 简化 FH[#yq.Pr  
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。 vlAy!:CV  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ?cJA^W  
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: M#T#:wf~  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 Kk>DYHZ6y  
  +-*/&|^等 ( mt*y]p?  
2. 返回引用。 gtMw3D`FL  
  =,各种复合赋值等 yeNvQG  
3. 返回固定类型。 [brkx3h  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 18rp; l{  
4. 原样返回。 S!<"Swf:  
  operator, IF e+ B"  
5. 返回解引用的类型。 ;xI0\a7  
  operator*(单目) B/rzh? b  
6. 返回地址。 St_S l:m$  
  operator&(单目) $-e=tWkgv  
7. 下表访问返回类型。 )Z&HuEg{ZR  
  operator[] "H@Fe  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ]y}Zi/zh  
  operator<<和operator>> r\B"?oqC  
qNy-o\;XN  
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。 N|o> %)R  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: X= SG  
1j+eD:d'  
template < typename Left > 1S&0  
struct value_return ePi Z  
  { Z|}H^0~7S  
template < typename T > SbCJ|z#?  
  struct result_1 j+ I*Xw  
  { qA04Vc[2  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; |Cu1uwy  
} ; |MVV +.X  
GG*BN<(>!  
template < typename T1, typename T2 > fs7~NY  
  struct result_2 DVbYShB  
  { k~& o  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; KoFv0~8Q  
} ; /8:gVXZi  
} ; \_?yzgf  
p?}&)Un  
|I(%7K  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait Nz}|%.GP"  
]bf'  
下面我们来剥离functor中的operator() `..EQ BM  
首先operator里面的代码全是下面的形式: wQ@Zw bx  
rYD']%2  
return l(t) op r(t) xNn>+J  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) DZ,<Jmg&e*  
return op l(t) 1xq3RD  
return op l(t1, t2) cl ?< 7  
return l(t) op Ct-rD79l  
return l(t1, t2) op .vN)A *  
return l(t)[r(t)] !'+\]eA  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] t$tsWAmiA[  
1<;\6sg  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: b!0'Qidh0  
单目: return f(l(t), r(t)); jQO* oq}  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2));  b$PT_!d  
双目: return f(l(t)); E*Pz <  
return f(l(t1, t2)); <yis  
下面就是f的实现,以operator/为例 ;OQ#@|D  
N'htcC  
struct meta_divide pM1=U F  
  { ~W2:NQ>i  
template < typename T1, typename T2 > #( $k 3OA  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) t `N ">c"  
  { L[`R8n1C  
  return t1 / t2; .`:oP&9r  
} K(%dcUGDK>  
} ; XYz,NpK  
:(5]Z^  
这个工作可以让宏来做: zv8aV2?D  
A@9U;8k  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ AsTMY02|  
template < typename T1, typename T2 > \ nXx6L!HJ#  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 9O(i+fM  
以后可以直接用 \] tq7  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) SS l8  
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 Y\ #.EVz  
(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。。。) `I]1l MJ)o  
R[mH35D/  
@2x0V]AI  
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 0X ] ekq  
Co{MIuL  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > I!C(K^  
class unary_op : public Rettype GC5#1+fQ  
  { xi Ov$.@q  
    Left l; gb!@OZ c  
public : DTX/3EN  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} MEdIw#P.}{  
D=5t=4^H(  
template < typename T > `dG.L  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const a'*5PaXU@/  
      { r'mnkg2,  
      return FuncType::execute(l(t)); i_oro "%yL  
    } r| 6S  
(hRgYwUa<  
    template < typename T1, typename T2 > mVc'%cPaw  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const YoSo0fQA  
      { tk3<sr"IQ  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); [0**&.obz  
    } jm#F*F vL  
} ; teQaHe#  
34++Rr [G  
NIWI6qCw  
同样还可以申明一个binary_op WwCK  K  
~vjr;a(B  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ^t/'dfF  
class binary_op : public Rettype 5CRc]Q #@  
  { fY,@2VxyfA  
    Left l; O3<Y_I^  
Right r; e GqvnNv  
public : $Z(g=nS>  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} , $D&WH  
buC m @@o  
template < typename T > uV/HNzC  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const =Nv= Q mO  
      { VFO&)E/-  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); OH!$5FEc  
    } z6L>!=  
cc2oFn  
    template < typename T1, typename T2 > SG+i\yu$h0  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const |Ad6~E+aL-  
      { P98X[0&  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); LBbo.KxAe3  
    } KHc/x8^9  
} ; ai;gca_P#  
@6i8RmOu}  
&\6`[# bT  
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 kb}]sj  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 BhE~k?$9  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) v{rK_jq  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 _'v }=:X  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!  8H%I|fm  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 tE9_dR^K  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 3qxG?G N  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) @cTZ`bg  
下面是修改过的unary_op beHCEwh  
+ k(3+b$S-  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > i6g[E 4nk  
class unary_op Pguyf2/w  
  { (zTI)EV  
Left l; M5ySs\O4  
  M:1F@\<  
public : FOUs= E[  
+O!M>  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} }Cq9{0by?a  
GZhfA ;O,  
template < typename T > l]kl V+9t  
  struct result_1 P'B|s /)  
  { {=?[:5  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; c86?-u')  
} ; Y!]a*==  
pvsY 0a@4  
template < typename T1, typename T2 > O6$,J1 2l  
  struct result_2 zfDfy!\2_  
  { \h[*oeh  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; V"8Go;[  
} ; V(K;Gc  
/NB|N*}O)  
template < typename T1, typename T2 > |^Yz*r?BJ  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const U&(gNuR>J  
  { x Y$x= )  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); Wx#l}nD  
} +(Hp ".gU  
5/6Jq  
template < typename T > jXmY8||w  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const +Goh`!$Rj9  
  { 4#W$5_Ny  
  return OpClass::execute(lt(t)); 3bGU;2~}  
} q@S \R 7R  
roriNr/ e  
} ; g'km*EV  
30w(uF  
J s33S)  
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 1:7 fV@jw  
好啦,现在才真正完美了。 ,^1 #Uz8  
现在在picker里面就可以这么添加了: )X*_oH=  
j-aTpN  
template < typename Right > Q>X1 :Zn3  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ?gAwMP(>  
  { V`/c#y||  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 6Yva4Lv  
} ^Hf?["m^@  
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。 ^Q0=Ggh  
r;(^]Soz  
'%|Um3);0p  
sjLm-pn3  
It'kO jx]  
十. bind 7/]Ra  
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。 G a$2o6  
先来分析一下一段例子 { .i^&  
'SE5sB  
Ug#B( }/  
int foo( int x, int y) { return x - y;} u1'l4VgT  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 P _Gu~B!Y  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 1'&HmBfcb  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 hE\gXb  
我们来写个简单的。 |P9MhfN  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ;&w_.j*Is  
对于函数对象类的版本: 1,P2}mYv  
#8vl2qWbi  
template < typename Func > ^5!"[RB\  
struct functor_trait W+V &  
  { ki `ur%h  
typedef typename Func::result_type result_type; N- <,wUxf  
} ; %gqu7}'  
对于无参数函数的版本: QUXr#!rPY|  
0LHge7482  
template < typename Ret > |ns9ziTDI  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 0x,4H30t(  
  { zLS?: yq  
typedef Ret result_type; p7Yb8#XfU  
} ; ]K5j(1EN  
对于单参数函数的版本: Z2]\k|%<Fa  
7W/55ZTmJ  
template < typename Ret, typename V1 > cKwmtmwB  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Q;z'"P   
  { 9M[   
typedef Ret result_type; =p8iYtI  
} ; cn_KHz=  
对于双参数函数的版本: m0Uk*~Gz  
>o"0QD  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ,{RWs^W2  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > TPKm>5g  
  { @G>&Gu;5  
typedef Ret result_type; `g}en%5b\  
} ; 8\`otJY  
等等。。。 / Kj;%  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy F B&l|#e  
2 :^  
template < typename Func > pN;Tt+}  
struct func_return \T`iq[+6  
  { 7I@@}A  
template < typename T > u9}LvQh_6,  
  struct result_1 c=:A/z{  
  { S)@) @3  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; LaIH3!M3  
} ; 2\xEMec  
?trqe/  
template < typename T1, typename T2 > Bn d Y\  
  struct result_2 Oufdi3h  
  { d a.6Z!a  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; r}XsJ$  
} ; M|'![]-  
} ; ]K>x:vMKH  
YjeHNPf  
J*f..:m  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 >Q# !.lH$W  
cD4H@!=a  
template < typename Func, typename aPicker > dO[pm0  
class binder_1 jE, oEt O;  
  { JI~@H /j  
Func fn; X7fJ+C n  
aPicker pk; bQ_N^[oxQ  
public : %VzCeS9  
qRA ,-N  
template < typename T > = M/($PA  
  struct result_1 ,OaPrAt-  
  { <<ifd?  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 4>8'.8S   
} ; MF~Tr0tOC  
hX sH9R  
template < typename T1, typename T2 > wfF0+T+IA  
  struct result_2 "( P-VX  
  { y e1hcQ  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; %'i`Chc^!;  
} ; XnI)s^  
d+:pZ  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} SAw. 6<Wy-  
ob;$yn7ZO1  
template < typename T > :%vD hMHa  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const (GJW3  
  { )'gO?cN  
  return fn(pk(t)); d|(@#*{T]  
} a6fqtkZ x  
template < typename T1, typename T2 > N=P+b%%:Z  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ^qlfdf  
  { %?[H=v(b  
  return fn(pk(t1, t2)); /iekww^54  
} B^u qu  
} ; atO/Tp  
XN1\!CM8  
92HxZ*t7km  
一目了然不是么? a\m@I_r.N  
最后实现bind Vr=c06a2  
w$5#jJX\  
;^j 2>Azn  
template < typename Func, typename aPicker > w;p!~o &  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) g0BJj=  
  { K6Gri>Um  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); tu6Q7CjW8  
} BejeFV3  
+u:Q+PkM  
2个以上参数的bind可以同理实现。 {|~22UkF[V  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 ^"!j m  
H/Fq'FsQB  
十一. phoenix aN5w  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: qs]7S^yw  
BiUOjQC#  
for_each(v.begin(), v.end(), iX{Lc+u3  
( T]%:+_,  
do_ +EWfsKz  
[ KF[P /cFI  
  cout << _1 <<   " , " L[Dr[  
] 6(`Bl$M9  
.while_( -- _1), z5G$'  
cout << var( " \n " ) )"IBw0]  
) mqg[2VTRP  
); |hprk-R*OH  
2Rp5 E^s  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: |lijnfp  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor x]gf3Tc58  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 9Xg+$/  
那么我们就照着这个思路来实现吧: <XV\8Y+n  
JZ5N Q)sX  
q+/c+u?=^  
template < typename Cond, typename Actor > xsq+RBJi  
class do_while I3A@0'Vm;L  
  { 2<*DL 6  
Cond cd; B!=JRf T  
Actor act; qn+b*4  
public : etEm#3  
template < typename T > }?pY~f  
  struct result_1 rH9wRY(  
  { \B'rWk 33,  
  typedef int result_type; +@Oo)#V|.  
} ; tkFGGc}w\  
.cTK\  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} jrMY]Ea2`  
9}{i8 <$=  
template < typename T > ,1"w2,=  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const B*+3A!{s  
  { btC 0w^5  
  do HCh;Xi  
    { = dyApR:'  
  act(t); 0ivlKe%  
  } xhAORhw#  
  while (cd(t)); (GVH#}uB  
  return   0 ; :GU6v4u  
} x<'(b7{U0  
} ; P< +5So0  
}nDKSC/[V!  
%rpJZ t  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). D@V1}/$UoN  
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。 G:f\wK[  
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。 -S]yXZ  
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。 "5]Fl8c?  
下面就是产生这个functor的类: g0m6D:f  
EK^B=)q6:W  
4~Ptn/ g  
template < typename Actor > 3@ a  
class do_while_actor PQ`p:=~>:i  
  { yJx{6  
Actor act; 289@O-  
public : r7z8ICX'q  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} -e"~UDq`  
`mro2A  
template < typename Cond > *xEcX6ZHX  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ;\@co5.=  
} ; Yx21~:9}  
HH>"J /;c,  
 D(}w$hi8  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 3PB#m.N<  
最后,是那个do_ . z/M (  
Ju""i4  
W]!{Y'G  
class do_while_invoker b[Z5:[@\#  
  { {shf\pm!o  
public : C9-IJj  
template < typename Actor > 0h~Iua5  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const Tu Q@b  
  { H6ff b)&  
  return do_while_actor < Actor > (act); ~7$E\w6  
} $vNz^!zgV  
} do_; k}-@N;zq  
f\sxx!kt  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? <szD"p|K  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 >hcA:\UPk  
最后来说说怎么处理break和continue (VYY-%N`  
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。 (?SK< 4!  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八