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
  • 6946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 's"aPqF?  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 4rCw#mVtB  
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, ==KDr 0|G  
8&x&Ou$("V  
N^[MeG,8  
 - sq= |  
  class filler ~:0U.v_V  
  { j6*e^ B  
public : A i#~Eu*  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} Fkqw #s(T  
} ; {>ghX_m |  
=.`e4}u \X  
@%MGLR{pH  
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: \<} e?Yx%  
oC!z+<  
/GNm>NSK  
/I`-  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); [].euDrX  
i|!R*"  
R C!~eJG!  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 }mk z_P(Z  
1q*=4O  
(x[z=_I%`  
5cr\ JR  
二. 战前分析 Jjx1`S*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。 @# p{,L  
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 S; !7 /z  
x)kp*^/  
@7?L+.r$9  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ]PH'G>x  
  /* --------------------------------------------- */ f Lns^  
vector < int *> vp( 10 ); p" Di;3!y!  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); FbD9G6h5  
/* --------------------------------------------- */ &X}i%etp^2  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 7a%)/ )<D  
/* --------------------------------------------- */ m8* )@e  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ,V+,3TT  
  /* --------------------------------------------- */ n 8)eC2 A  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); Y)C!N$=@Q  
/* --------------------------------------------- */ Kl :x?"g)  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); R6irL!akAd  
yzL6oU-{&  
kK]L(ZU +  
>s ;dooZ  
看了之后,我们可以思考一些问题: @ql S #(  
1._1, _2是什么? mv`ND&  
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。 ]M&KUgz  
2._1 = 1是在做什么? x?G"58  
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。 gp]T.ol  
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。 U!524"@%U`  
Cfst)[j  
U{&gV~  
三. 动工 \ UiITP<  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: <L<d_  
:>m67Zq  
/baSAoh/e  
Ibu  5  
template < typename T > .vtV2lq  
class assignment j:'8yFi_  
  { te#Wv9x  
T value; m}sh (W5\  
public : SH1)@K-  
assignment( const T & v) : value(v) {} 8/ PS#dM\  
template < typename T2 > 3|1v)E  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } DYW&6+%,hO  
} ; %v<BE tq  
kuo!}QFL  
Xny{8Oo<1?  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Amj'$G|+hj  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Hie  
qPgny/(  
#b$qtp!,  
I*l y 7z  
  class holder QJtO~~-  
  { AkVgFQg" n  
public : fnJt8Y4  
template < typename T > o%[swoM@  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const L}pj+xB  
  { 2 UPG8]  
  return assignment < T > (t); -5#cfi4^*  
} tk!5"`9N  
} ; x^)W}p"  
U'0e<IcY  
EEj.Kch}4  
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: i^"!"&tW#  
@k||gQqIB  
  static holder _1; D7v_ <  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写  /J[s5{  
:HkX sZ  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); nXfd f-  
而不用手动写一个函数对象。 E$USam  
ecyN};V>  
tYMPqP,1.  
<j:@ iP  
四. 问题分析 <,,X\>B  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 _[$,WuG1  
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。 y1 a1UiHGP  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 #N;McF;W  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 8QQh1q2  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 8\Hz FB  
dK>sHUu  
五. 问题1:一致性 w[OUGn'  
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?| puox^  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 x%T.0@!8  
H7(D8.y )  
struct holder K>G.HN@  
  { %BF,;(P  
  // ]Wtg.y6;  
  template < typename T > d:=Z<Y?d/  
T &   operator ()( const T & r) const AejM\#>  
  { sq?js#C5  
  return (T & )r; Ty}Y/jW  
} kO4'|<  
} ; ZP '0=  
Sm;@MI<@/  
这样的话assignment也必须相应改动: *auT_*  
fGoJP[ae  
template < typename Left, typename Right >  C=qL0  
class assignment gFl@A}  
  { F ESl#.}  
Left l; % _nmv  
Right r; OAf}\  
public : hR~&}sxN  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} `R!Q(rePx  
template < typename T2 > jXPbj.  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } X.ecA`0  
} ; 8*Ty`G&v  
8.Ufw. 5  
同时,holder的operator=也需要改动: & H8  %  
oRZe?h^r#  
template < typename T > 3^5h:OaT  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const $PRUzFZ  
  { d:"7Tw2v+  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); @km4qJZ  
} *7b?.{  
@WNqD*)1  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 gegM&Xo  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 'x5p ?m  
BS(jC  
return l(rhs) = r; 70 Ph^e)  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 +;4;~>Y  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ?d+ri  
0!oqP1  
template < typename Tp > AN3oh1xe:  
class constant_t P+BGCc%);B  
  { f@[)*([  
  const Tp t; a,(nf1@5  
public : B):ZX#  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Jg)( F|>o  
template < typename T > 8!YQ9T[  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const *6eJmbFG  
  { (:F]@vT  
  return t; ^4NRmlb  
} `Ns Q&G  
} ; R!yh0y}Z  
]#W7-Q;]  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 _>BYUPY  
下面就可以修改holder的operator=了 Bex;!1  
y5F"JjQAa  
template < typename T > 7r^Cs#b+I  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const !#~KSO}zW2  
  {  Na@;F{  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); *JfGGI_E  
} &-{%G=5~e%  
1zCu1'Wv  
同时也要修改assignment的operator() ." gq[0_YS  
mZc;n.$U  
template < typename T2 > *C0a,G4  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } $STGH  
现在代码看起来就很一致了。 `"PHhCG+z  
~5h4 Gy)  
六. 问题2:链式操作 i/I  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 w=<E)  
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。 pC0gw2n8 M  
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。 [[]y Q "  
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。 s,f2[6\Y  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct GF9[|). T  
@ *~yVV!5  
template < typename T > 8_w6% md  
struct result_1 ' `c \Dq  
  { Er|&4-9  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; B~k{f}  
} ; ("ix!\1K@  
yUD@oOVC0  
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: 9M'"q7Kh  
-?:8s v*X  
template < typename T > $[ S 33Q  
struct   ref !vRN'/(Vyu  
  { :RukW.MR  
typedef T & reference; [%R?^*]  
} ; ks("( nU  
template < typename T > EPLHw  
struct   ref < T &> <*z'sUh+}  
  { -T1R}ew*t  
typedef T & reference; ?Fa$lE4  
} ; h lc!}{$%8  
}Hg\ tj}i  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: UJDI[`2  
S LeA,T  
template < typename T > T+~&jC:{  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const K$D+TI)  
  { ~,};FI  
  return l(t) = r(t); D4(73  
} ^_3 $f  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 L\"wz scn  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ^`dMjeF  
e 2N F.  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 B* 3_m _a  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ZVJ6 {DS/  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ;Ccp1a~+  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 35AH|U7b  
最后的布局是: F?MVQ!K*  
                Add Gdx %#@/  
              /   \ | B$JX'_  
            Divide   5 C" `\[F`.k  
            /   \ _X<V` , p  
          _1     3 Sh-B!  
似乎一切都解决了?不。 P| ?nx"c  
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。 rVsCJuxI  
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。 ~Ni-}p  
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: mVXwU](N  
qa-%j+  
template < typename Right > 1S[4@rZ  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const U:r^4,Mz*  
Right & rt) const p : {,~ 1  
  { :m]KVcF.  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 88x2Hf5I  
} ?)NgODU  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 C#qF&n  
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。 h2jrO9  
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。 Z.}Z2K  
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'ZO  
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。 kz0pX- @b  
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? 6~34L{u  
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: ^O0trM>h-  
>o:y.2yCe  
template < class Action > a``/x_EZMn  
class picker : public Action xs 1V?0  
  { U8S<wf&  
public : = }ELu@\V[  
picker( const Action & act) : Action(act) {} mX/'Fta  
  // all the operator overloaded :3N6Ej  
} ; /9b+I/xY"  
C>A} e6o  
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。 /'4]"%i%3  
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: t5CJG'!ql  
Skl:~'W.&|  
template < typename Right > %)ri:Qq  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const lb{X6_.  
  { / z m+  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); w-];!;%  
} btOx\y}  
;fYJ]5>  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > :jy}V'bn$  
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。 BN&eU'Dl]  
! FVD_8  
template < typename T >   struct picker_maker RD6>\9  
  { /H?) qk  
typedef picker < constant_t < T >   > result; 4`Cgz#v {  
} ; v4qpE!W27~  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > J``5;%TJp  
  { eN'b" _D  
typedef picker < T > result; 6W< Ig;  
} ; }S"qU]>8a  
}ssP%c]  
下面总的结构就有了: W K(GR\@  
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。 00LL&ot  
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。 tUksIUYD\  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 Cp?6vu|RA  
至此链式操作完美实现。 "#:h#uRUb  
},=ORIB B:  
J8B0H1  
七. 问题3 au E8 ^|  
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。 $azK M,<q  
tl 9`  
template < typename T1, typename T2 > D W>O]\I  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const z5_jx&^Z  
  { -k  }LW4  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); :*vSC:q  
} a$EudD#+  
zjTCq; G  
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: CD. XZA[  
(Z0.H3  
template < typename T1, typename T2 > BI<(]`FP;s  
struct result_2 *Z+U}QhHD6  
  { |kF"p~s  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 2J Wp5  
} ; J|@O4 g   
I-Q(kWc  
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? Ld'3uM/  
这个差事就留给了holder自己。 YkQ=rurE  
    "^ aSONz  
uG+eF  
template < int Order > #^_7i)=~  
class holder; 3*F|`js"  
template <> Abpzf\F  
class holder < 1 > *o6QBb  
  { djn<Oc`  
public : 29W`L2L  
template < typename T > KkJE-k*D+w  
  struct result_1 Oiw!d6"Ovq  
  { V0bKtg1f?-  
  typedef T & result; !-7<x"avm  
} ; >J,IxRGi  
template < typename T1, typename T2 > bv``PSb3  
  struct result_2 A&d_! u>  
  { BA9;=orx  
  typedef T1 & result; >w1jfpQ@t$  
} ; "Z"`X3,-z  
template < typename T > M2A3]wd2a  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const IFXnGDG$  
  { e63io0g>  
  return (T & )r; m~@Lt~LZs  
} OYOczb]  
template < typename T1, typename T2 > B~3qEdoK5`  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const W,%qL6qV  
  { Ut(BQM>U+$  
  return (T1 & )r1; @iVEnb.'  
} _z3^.QP  
} ; `)H| &!wT  
?`B6I!S0[  
template <> n* z;%'0  
class holder < 2 > 602=qb  
  { 5?TjuGc  
public : XE|"n  
template < typename T > a]x\e{  
  struct result_1 Bs-MoT!  
  { w'Jo).OW~  
  typedef T & result; 6o GF6C  
} ; *L5L.: Ze  
template < typename T1, typename T2 > z"!=A}i  
  struct result_2 c+u) C%g  
  { e pAC%a  
  typedef T2 & result; -vS7%Fbr  
} ; 2J7JEv|  
template < typename T > o&E2ds3  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const <-|g>  
  { j2:A@ a6  
  return (T & )r; zQx7qx  
} YifTC-Q;  
template < typename T1, typename T2 > H.TPKdVX  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const LYS[qLpf  
  { I=V]_Ik4 N  
  return (T2 & )r2; Il#9t?/  
} uX,ln(9I*H  
} ; o(5 ( ]bJ  
@xAfD{}f!  
=A^VzIj(  
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> >。 b .v^:M  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: qo0]7m7|  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: CA ,0Fe3  
4";[Xr{pW  
return l(i, j) = r(i, j); 2<+9lk  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) }MV=t7x9+  
.Ue1}'v*,  
  return ( int & )i; ,xIWyI.  
  return ( int & )j; 5I@2UvV8  
最后执行i = j; (yi{<$ U*  
可见,参数被正确的选择了。 (B;rjpK  
38O_PK  
/bv4/P  
. vQCX1V(  
VBI~U?0  
八. 中期总结 EXYr_$gRs  
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: NX:i]t  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 giz#(61j^  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ].<B:]:,  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor *f$wmZ5A  
6'qC *r   
,_2ZKO/k$  
4&([<gyR<  
eo&nAr  
IXef}%1N?  
九. 简化 r+%}XS%;h  
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。 m`Ver:{  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 _}-Ed,.=  
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: G\ht)7SGgf  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 * "Z5bKL  
  +-*/&|^等 \P|PAU@,  
2. 返回引用。 6vQCghI  
  =,各种复合赋值等 5L4{8X0X8  
3. 返回固定类型。 ? @Y'_f  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) Q-}yZ  
4. 原样返回。 '{?7\+o.x  
  operator,  iFy_ D  
5. 返回解引用的类型。 o1 kY|cnGH  
  operator*(单目) u 6(O;  
6. 返回地址。 6eh\-+=  
  operator&(单目) D-tm'APq  
7. 下表访问返回类型。 2\p8U#""  
  operator[] ;L458fYs  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 _3YuPMaN  
  operator<<和operator>> fGtUr _D  
j%m9y_rg}  
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。 rv\m0*\<  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: S}Q/CT?au  
oXef<- :  
template < typename Left > ]c.1&OB7o  
struct value_return %)$^_4.g  
  {  a9ko3L  
template < typename T > ?9E shw2  
  struct result_1 \CP)$0j-&o  
  { &?R2zfcM  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 0GtL6M@pP  
} ; \<}4D\qz  
4' ym vR  
template < typename T1, typename T2 > &p)]Cl/`  
  struct result_2 gkJL=,  
  { sw={bUr6G`  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; $?.0>0 ,<  
} ; hmRnr=2N  
} ; &Hb;; Ic(  
b ?p <y`  
-K 7jigac  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait L9|55z  
_(K)(&  
下面我们来剥离functor中的operator() g>m)|o'  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 0]3 ,0s $}  
|Va*=@&6J  
return l(t) op r(t) oNyVRH ZH  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) JnW G_|m)  
return op l(t) toq/G,N Q  
return op l(t1, t2) {t.5cX"[  
return l(t) op  xJphG  
return l(t1, t2) op {:D8@jb[  
return l(t)[r(t)] :bh#,]'  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ;_o1{?~  
n{d0}N =  
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: zTgY=fuz  
单目: return f(l(t), r(t)); /6=IL  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); :y/1Jf'2f  
双目: return f(l(t)); WpPm|h  
return f(l(t1, t2)); pyvH [  
下面就是f的实现,以operator/为例  n[vwwY  
 ;Y6XX_  
struct meta_divide Nl4,c[$C  
  { P3 Wnso  
template < typename T1, typename T2 > L701j.7"  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) $?_/`S13  
  { '|I8byiK  
  return t1 / t2; [@VM'@e7  
} `fnU p-  
} ; x7<2K(  
* ~D|M  
这个工作可以让宏来做: f`$F^=  
:w!A_~ w2  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ </hv{<  
template < typename T1, typename T2 > \ Y3_C':r  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; Qe[ejj1o:  
以后可以直接用 D6$*#D3U  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 6"h,0rR  
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 o>6c?Xi&  
(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。。。) :F |ll?  
w4nU86oZYl  
lZ'WFFWLE  
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 NihUCj"  
W\c1QY$E  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > &<=?O a  
class unary_op : public Rettype _xefFy  
  { 0.aIcc  
    Left l; "1l$]= C*  
public : V&h{a8xa$  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} t/wo G9N  
(GW"iL#.  
template < typename T > y+aKk6(_W  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const W ZT) LYA  
      { f7SMO-3a  
      return FuncType::execute(l(t)); lR>p  
    } 8.!+Hm4  
/fSsh;F  
    template < typename T1, typename T2 > %/4_|.8u  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 0H +!v  
      { j S4\;  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); 7BS5Eq B=  
    } hm\UqIt  
} ; Nz77" kC  
L>Y3t1=  
YNB7`:  
同样还可以申明一个binary_op ^OOoo2  
l;SXR <EU  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > .(&w/jR  
class binary_op : public Rettype 7w<e^H?  
  { a&Z,~Vp  
    Left l; noso* K7  
Right r; |vw],r6  
public : ``-pjD(t  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} uznYLS  
? *v*fs0  
template < typename T > ' Tk4P{  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const R/xT.EQ(N  
      { hD[r6c  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); =axuLP))  
    } 8 (ot<3(D  
 0R,.  
    template < typename T1, typename T2 > ~"\WV4}`v  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const  )$GCur~  
      { I+F >^4_d  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); sPMICIv|  
    } Lq62  
} ; *b_Iby-ZD  
FUXJy{n6"2  
N4z[=b>  
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 C+t0Zen  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 |@~_&g  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) }Q*J!OH  
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。 Uq @].3nf  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! TNckyP75u  
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。。。 !C|Z+w9Y  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 eso-{W,D  
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) >9mj/P D  
下面是修改过的unary_op &Z3%UOY  
;B;@MD,B  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > vS"h`pL  
class unary_op q7r b3d  
  { en/h`h]h  
Left l; ?PS?_+E\L  
  +0)M1!gK  
public : G'u[0>  
g4Q' Fub+I  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} NMfHrYHbh  
gaxM#  
template < typename T > ll1N`ke  
  struct result_1 V ?'p E  
  { by0K:*C  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; t)Cf]]dV  
} ; VKZP\]$XG  
=PQ4S2Q  
template < typename T1, typename T2 > g Oe!GnO  
  struct result_2 |OAM;@jH  
  { /V{UTMSz  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ~;]kqYIJ  
} ; k7Qs#L  
[OTn>/W'  
template < typename T1, typename T2 > Ynvf;qs  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const m< )`@6a/  
  { 99`w'Nlk  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); +or<(%o @  
} e ><0crb  
n42\ty9  
template < typename T > 49M1^nMvoo  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const S<NK!89  
  { M_Ag *?2I  
  return OpClass::execute(lt(t)); yyljyE  
} qzJ<9H  
q`/J2r+O  
} ; -e}(\  
,pI9=e@O/z  
ZIa,pON  
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 ^~-YS-.J#,  
好啦,现在才真正完美了。 ^Z#G_%\Y:  
现在在picker里面就可以这么添加了: c QuL9Xo  
p*,T~(A6  
template < typename Right > !hZ: \&V  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const *|g[Mn  
  { VqV[ @[P  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); QEf@wv;T  
} Pb>/b\&JS  
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。 &l7E|.JE  
Z3hZy&_I  
#f) TAA  
H}5WglV.  
i(;`x  
十. bind FMeBsI9pL  
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。 j; y~vX b  
先来分析一下一段例子 PjEJ C@n  
ltgtD k  
S Dil\x  
int foo( int x, int y) { return x - y;} eNK +)<PK(  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 |EX=Rj*  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 iBAP,cR?`  
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。 T2<%[AF0  
我们来写个简单的。 lJ-PW\P  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:  &Q~W{.  
对于函数对象类的版本: q/U-6A[0  
i m;6$3  
template < typename Func > Ha-]U:Vcx  
struct functor_trait zZCRej  
  { \OVtvJV]  
typedef typename Func::result_type result_type; u3+B/ 5x  
} ; }psRgF  
对于无参数函数的版本: PmE)FthdP(  
Tl2t\z+ps  
template < typename Ret > /VT/KT{  
struct functor_trait < Ret ( * )() > ~h@@y5<4  
  { 6I@j$edZ  
typedef Ret result_type; Y\-xX:n.\  
} ; ~< bpdI0  
对于单参数函数的版本: JyMk @Y  
)Wk_|zO-  
template < typename Ret, typename V1 > >%U+G0Fq  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ^)gyKl:E'  
  { !g]5y=  
typedef Ret result_type; J/4T=:\  
} ; :uo1QavO@,  
对于双参数函数的版本: w_56y8Pd4  
_K~h? \u  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > _ Ncbo#G  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > F$?Ab\#B  
  { ~U]g;u  
typedef Ret result_type; SO0\d0?u  
} ; 0 jth}\9  
等等。。。 XX~vg>3_  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy V|MGG  
VyxYv-$Y  
template < typename Func > X=$Jp.  
struct func_return ^Qs}2%  
  { sW]^YT>?  
template < typename T > dM-cQo:  
  struct result_1 yV{B,T`W  
  { BY6#dlDi  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; `$6o*g>:  
} ; %F>~2g?$  
>D,Oav  
template < typename T1, typename T2 > v03cQw\"WE  
  struct result_2 O^@8Drgc  
  { +FT c/r  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; I@'[>t  
} ; \Z]+j@9  
} ; 5CkG^9  
h:%,>I%{  
p&<Ssc  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 buGBqx[  
QHk\Z  
template < typename Func, typename aPicker > x%B_v^^^  
class binder_1 3Zb%-_%j  
  { o^"+X7)  
Func fn; Lzh8-d=HQ  
aPicker pk; A WR :~{  
public : .<hHK|HF  
"Oxr}^% i  
template < typename T > nh} Xu~#_  
  struct result_1 `fBQ?[05.  
  { \<LCp;- K  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 7d:]o>  
} ; uC'-: t#  
!7N:cx'Qy  
template < typename T1, typename T2 > = L!&Z  
  struct result_2 R|st<P  
  { my 'nDi  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 2.q Zs8&  
} ; n1-p/a.  
02J/=AC5  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 7H7 Xbi@  
voa)V 1A/]  
template < typename T > R3>q]  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const q)q 3p  
  { 3q]0gU&??  
  return fn(pk(t)); NQdwj>_a  
} W5|{A])N  
template < typename T1, typename T2 > V._-iw]v  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ?%O>]s  
  { V6g*"e/8  
  return fn(pk(t1, t2)); V+gZjuN$  
} X`8<;l  
} ; =E-x0sr?  
529; _|  
Ia2WBs =  
一目了然不是么? *p{p.%Qs:  
最后实现bind r_7%|T8  
jFSR+mP!  
)."ob=m  
template < typename Func, typename aPicker > wT@Z|.)  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) i~!g9o(  
  { HSruue8  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); )~'UJPK  
} Tu vs}  
JsY,Q,D q  
2个以上参数的bind可以同理实现。 ,N$Q']Td  
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。 _/>ktYo:  
8eT#- 9q@  
十一. phoenix dDcQSshL  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: X@~/.H5  
R @\fqNq  
for_each(v.begin(), v.end(), |~9jO/&r  
( IOHWb&N6  
do_ S^s-md>  
[ { 4+/0\  
  cout << _1 <<   " , " $QiMA,  
] X}#vt?mu  
.while_( -- _1), G4 7^xR  
cout << var( " \n " ) w,1N ;R&  
) 9SC1A-nF  
); d V%o:@Z  
}s2CND  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: :(q4y-o6  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor W6?=9].gc  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 |gkNhxzB  
那么我们就照着这个思路来实现吧: FBE|pG7  
+Xg:*b9So  
c!@|y E,  
template < typename Cond, typename Actor > x8lBpr  
class do_while ~&:-c v  
  { pj%]t  
Cond cd; q/?*|4I  
Actor act; Y%}&eN$r  
public : t[|rp&xG  
template < typename T > veDv14  
  struct result_1 bU gg2iFS  
  { 5Sl"1HL  
  typedef int result_type; CH7a4qL`  
} ; PTHxvml  
-w+.'  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} V@0T&#  
IB|!51H  
template < typename T > xWLZlUHEu  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const >V.?XZ nt  
  { aPJTH0u  
  do zd$'8/Cq  
    { PE{<' K\g  
  act(t); 9>{ml&$  
  } Kmx4bp4  
  while (cd(t)); d8Vqmrc~  
  return   0 ; dpz@T>MS=  
} =U84*HAv  
} ; rk=/iD  
Pjq'c+4.yL  
Xg.Lo2s  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). YUSrZ9Yg  
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。 )4fQ~)  
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。 8Z}%,G*n  
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。 &CRgi488b  
下面就是产生这个functor的类: T T 3 6Y  
L%[>z'Zp  
lOA EM  
template < typename Actor > 2KO`+  
class do_while_actor jNbVp{%/S}  
  { cZ%tJ(&\7X  
Actor act; v2gk1a &  
public : iB99.,o-&  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} Sv=e|!3f[k  
o w(9dB&E  
template < typename Cond > !Th5x2  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; -[N9"Z,  
} ; [qY yr  
:~vg'v~C  
?9?A)?O<j~  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 7"Nda3  
最后,是那个do_ L~/L<Ms  
X}G$ON  
?@in($67  
class do_while_invoker jD<xpD  
  { kE6/d,  
public : 1mHS -oI9J  
template < typename Actor > l(x0d  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const J e|   
  { @=z.^I30  
  return do_while_actor < Actor > (act); ;jx[  +  
} \{Q_\s&)  
} do_; 7f3,czW  
Kt qOA[6  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 2\&3x} @  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 [&P @0F n  
最后来说说怎么处理break和continue \ ^pc"?Rc  
显然break的语义超出了我们的能力范围,然而却是有一个东西很适合模拟其行为,那就是异常。 h$sOJs~6h  
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
温馨提示:欢迎交流讨论,请勿纯表情、纯引用!
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八