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
  • 2829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 u++a0>N  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 R<^E?FI   
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, h;mOfF  
dP"cm0  
OaY]}4tI$  
Sg13Dp @x  
  class filler &a6-+r  
  { s !I I}'Je  
public : ^;$9>yi1  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} D'Uc?2X,&  
} ; :Ye~I;" 8  
!e~d,NIy  
:u2tu60&MJ  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: u3DFgl3-7  
qat'Vj,  
!:~C/B{  
)&-n-m@E  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); S+?*l4QK  
|T-Y tuy8  
-L2?Tap  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 P<9T.l  
w1 A-_  
~se ;L  
z_). -  
二. 战前分析 iztgk/(+G  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 )-1$y+s>  
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 ) }k"7"  
Vkqfs4t  
6!){-IV  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); I,V'J|=j  
  /* --------------------------------------------- */ k1LbWR1%wB  
vector < int *> vp( 10 ); 6K >(n  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); [?da BXS  
/* --------------------------------------------- */ RG/P]  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); X*e:MRw[  
/* --------------------------------------------- */ WK.,q>#  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); <4^y7]] F  
  /* --------------------------------------------- */ S Z &[o&H  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); YT@N$kOg_  
/* --------------------------------------------- */ f Qw|SW  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); }@53*h i(  
VD{_6  
g}vU*g ;  
avqJ[R  
看了之后,我们可以思考一些问题: zeH=py[n  
1._1, _2是什么? W\e!rq  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 ])WIw'L!  
2._1 = 1是在做什么? 9y)}-TcSpY  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 5=!aq\ 5  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 " j:15m5  
\d w["k  
If|i `,Iy  
三. 动工 1z3I^gI*i  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: NE Z ]%  
]O~/k~f  
;bq EfV0`2  
"||G`%aO+t  
template < typename T > Bv`3T Af2  
class assignment aIN?|Ch  
  { =gSACDTc  
T value; Ll^9,G"Tt  
public : 11JO[  
assignment( const T & v) : value(v) {} @Tsdgx8  
template < typename T2 > 92*Y( >  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } >JN[5aus  
} ; oXqx]@7  
utw@5  
;fv/s]X86I  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ;giT[KK  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ,E4qxZC(X  
>Wj8[9zf  
KYFkO~N  
DzY`O@D[  
  class holder oF0*X$_X  
  { *Rj*%S  
public : y;HJ"5.Mw  
template < typename T > 6EG`0h6  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const Rs 0Gqx  
  { vu)V:y  
  return assignment < T > (t); \JZ'^P$Q  
} DVRbTz3V  
} ; i)d'l<RA  
GoKMi[b  
Yc V*3`  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: 5W?r04  
GSg/I.)S  
  static holder _1; z^9df(  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 L|w}#|-  
U^$l$"~"  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); mg4: N  
而不用手动写一个函数对象。 TM$`J  
C8 2lT_7"  
g ??@~\Ov  
C`C$i>X7^  
四. 问题分析 ^VB_>|UN4  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 ZD]5"oHY  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 1)=sbFtS  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 G(y@Tor+  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 .;9I:YB$  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 WqRg/  
:. a}pgh  
五. 问题1:一致性 2qUC@d<K  
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?| K)t+lJ  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 B (dq$+4  
m/W)IG>  
struct holder K3^N_^H  
  { u-E*_% y  
  // b 7bbrR8  
  template < typename T > p)=Fi}#D\  
T &   operator ()( const T & r) const rF5O?<(  
  { W%RjjL J@  
  return (T & )r; `;!v<@:i2  
} /S+gh;2OC  
} ; O hcPlr  
^+ +ec>  
这样的话assignment也必须相应改动: u4[3JI>  
pjX')i<  
template < typename Left, typename Right > KBo/GBD]|  
class assignment h $}&N  
  { ~;0J 4hR  
Left l; ~?n)1Vr|  
Right r; }x1*4+Y1  
public : CvtG  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Yj^n4G(h  
template < typename T2 > rTjV/~  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } G.a^nQ@e%  
} ; Y8 a![  
lvz&7Zb  
同时,holder的operator=也需要改动: v1Lu.JQC$  
xI7; (o"  
template < typename T > %maLo RJ  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const \^+=vO;A  
  { tA2I_W Cl  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); qwU,D6  
} q E`  
7u Q-:n  
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。 ?qt>;o|Ue  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 *gC6yQ2?  
czf|c  
return l(rhs) = r; r9@Q="J_)  
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。 AtN=G"c>_  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: <tbsQ3  
5h^U ]Y#  
template < typename Tp > &Q[Y&vNn  
class constant_t n^;:V8k  
  { Ii,Lj1Q  
  const Tp t; (!U5B Hnd  
public : 37@_"  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} qmcLG*^,  
template < typename T > 3cNF^?\=  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const ~'e/lX9g-  
  { AoEG%nT  
  return t; \*s'S*~  
} YN ~ 7nOw  
} ; 40}8EP k)  
shwKB 5  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 \KmjA )(  
下面就可以修改holder的operator=了 /u }AgIb  
>uuP@j  
template < typename T > "|S \J5-%  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const (DCC4%w"  
  { +1 H.5|  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ;N4b~k)  
} 3r?Bnf:  
Z_Ox'  
同时也要修改assignment的operator() fMn7E8.  
*BYSfcX6  
template < typename T2 > EAcJ>  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } *K6 V$_{S  
现在代码看起来就很一致了。 zlmb_akJ  
N?H;fK4v  
六. 问题2:链式操作 1q*85 [Y  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 |*0oz=  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 `5;O|qRq  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 AAkdwo  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 SnRTC<DDh  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct q79)nhC F  
C26PQGo#$  
template < typename T > Dcq\1V.e`W  
struct result_1 2jf-vWV_  
  {  yf!  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; m& DDz+g  
} ; MPMJkL$F^  
&%`IPhbT  
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: 9)Y]05us  
h3D8eR.  
template < typename T > >b#z o,  
struct   ref >De\2gbJ  
  { t$8f:*6(*  
typedef T & reference; *usfJ-  
} ; 6I(y`pJ  
template < typename T > W{l+_a{/9  
struct   ref < T &> 2f>lgZ!  
  { gEtD qq~y@  
typedef T & reference; qtTys gv  
} ; lNQt  
G8@({EY  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ~zFs/(k  
Qw.""MLmN8  
template < typename T > YMwMaU)K,  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const mCe,(/>l+  
  { !SIGzj  
  return l(t) = r(t); ;"\e aKl  
} PIn'tV  
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。 `~[zIq:}7  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 8zGe5Dn9  
kssS,Ogf\_  
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 5.#r\' Z#  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: Qv,|*bf  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 m1=3@>  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 X3I\O,"I  
最后的布局是: {%@zQ|OO0  
                Add dC_L~ }=  
              /   \ ]v@#3,BV  
            Divide   5 <wxI>T}b  
            /   \ |x 2>F  
          _1     3 ?7^H1L  
似乎一切都解决了?不。 3Ec5:Caz  
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。 tt,MO)8 VD  
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。 ox] LlRK  
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: BD[XP`[{  
Ot(U_rJCi  
template < typename Right > zuWj@YG\.  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const qi h7  
Right & rt) const KP[ax2!x  
  { e//28=OH  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 1?`,h6d*=  
} |:`f#H  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 xZjD(e'  
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。 V#^~JJW^  
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。 gAC}  
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。 ouK&H|'  
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。 {bl&r?[y  
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? ]]Ypi=<'  
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: #tKc!]m  
wt[MzpRP  
template < class Action > QKYIBX  
class picker : public Action xIf,1g@Cq9  
  {  W *0XV  
public : b-U LoV  
picker( const Action & act) : Action(act) {} 9`i=kp  
  // all the operator overloaded #QQ\xj  
} ; )?joF)  
>5#`j+8=q  
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。 x"K<@mR5G  
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: Vc$x?=  
%YM4x!6  
template < typename Right > R{\vOw:*  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const [#$-kd~  
  { bdk"7N  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ]T}G-  
} U")~bU  
pvQw+jX  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ^E8&!s  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 kB_GL>fc  
^IOf%  
template < typename T >   struct picker_maker v$s3f|Y  
  { YTpSR~!Rj  
typedef picker < constant_t < T >   > result; \$T  
} ; }H!c9Y  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > gpVZZ:~  
  { mS6 #\'Qa  
typedef picker < T > result; Y[i>  
} ; {3lsDU4  
t@QaxZIlt;  
下面总的结构就有了: y/h~oGxy  
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。 z*>"I  
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。 thDQ44<#)  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 }|%dN*',  
至此链式操作完美实现。 EA|*|o4)  
]Vo;ZY_\  
tm@&f  
七. 问题3 hU3c;6]3  
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。 >K1)XP  
fAm^-uq[  
template < typename T1, typename T2 > lPSyFb"  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const U8-#W(tRR  
  { \Pi\c~)Pr  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 21bvSK  
} n@XI$>B  
5'd$TC  
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: 4Pe%*WTX  
7/a[;`i*!  
template < typename T1, typename T2 > bdZ[`uMD  
struct result_2 __teh>MC  
  { V$VqYy9 *  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 2Hw&}8  
} ; m.pB]yq&  
pYa8iQ`6U;  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? aTuD|s  
这个差事就留给了holder自己。 x :\+{-  
    jOa . h  
;e4 15T  
template < int Order > a\ fG)Fqp  
class holder; O`Er*-O  
template <> x^Q:U1  
class holder < 1 > NQz*P.q  
  { =,$*-<p=3  
public : ztTj2M"  
template < typename T > dIg/g~ t"  
  struct result_1 '#!nK O2<  
  { uf]S PG#/D  
  typedef T & result; X0Zqx1  
} ; W@`2+}  
template < typename T1, typename T2 > H C(Vu  
  struct result_2 FeoI+K A  
  { ;>np2K<`  
  typedef T1 & result; < aJl i   
} ; b3F)$UQ  
template < typename T > 1DgR V7  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const $s+/OgG4H  
  { (RVe,0y  
  return (T & )r; SK [1h3d  
} 4&X D  
template < typename T1, typename T2 > %c"PMTq(  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const V 6I77z  
  { m0QE S  
  return (T1 & )r1; u^|c_5J(  
} uNCM,J!#~  
} ; ">cLPXX  
g xY6M4  
template <> *o.f<OwOz  
class holder < 2 > }A jE- K{  
  { .7&V@A7  
public : .a2b&}/.d  
template < typename T > ?C)a0>L  
  struct result_1 M2H +1ic  
  { 2 j.6  
  typedef T & result; 8C]K36q  
} ; 'L?e)u.  
template < typename T1, typename T2 > M.fAFL  
  struct result_2 -fpe  
  { EP,j+^RVf  
  typedef T2 & result; [As9&]Bv5  
} ; Zc9@G-  
template < typename T > 9<n2-l|)  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const @<kY,ox@~  
  { ?M!Mb-C[  
  return (T & )r; -p.c8B  
} F t/yPv  
template < typename T1, typename T2 > 6_|iXs(&  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const B@cC'F#G  
  { (xpt_]Q!H  
  return (T2 & )r2; 5~D(jHY;  
} 4`yE'%6.}  
} ; SU ,G0.  
P.bxq50  
8tfM,.]_i  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 O6*2oUKqK  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: @$}Ct  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: m)AF9#aT2  
"&Hr)yyWG  
return l(i, j) = r(i, j); "<Ozoo1&w  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) "s-3226kj  
LMKhtOZ?  
  return ( int & )i; RW~!)^  
  return ( int & )j; :eIi^K z[  
最后执行i = j; ) >;7"v  
可见,参数被正确的选择了。 U!d|5W.{Q  
Ft E5H  
%xt;&HE  
'0-YFx'U0V  
wZ4w`|'  
八. 中期总结 i<0_sxfUD  
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: Emy=q5ryl  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 u9nJ;:  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 wE[gp+X~  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor (1EtC{ m  
BG|m5f  
Qb%o%z?hee  
r[?GO"ej5  
mT:NC'b<9  
b5Q|$E   
九. 简化 Mj&G5R~_  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 |`ya+/ff+  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 pfBe24q  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: .n n&K}h  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 (Bq^ D9  
  +-*/&|^等 N0DzFXp  
2. 返回引用。 Um}f7^fp^l  
  =,各种复合赋值等 6Hbu7r*tm  
3. 返回固定类型。 1 |  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) X+1Mv  
4. 原样返回。 u,V_j|(e  
  operator, VV;%q3}:  
5. 返回解引用的类型。 C.BlB  
  operator*(单目) 6r|=^3{  
6. 返回地址。 Ul_ 5"3ze  
  operator&(单目) gw!d[{#  
7. 下表访问返回类型。 .TMLg(2hgv  
  operator[] ?7>"ZGDe>  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 H;R~d%!b  
  operator<<和operator>> FnKC|X  
2E8G 5?qe)  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 A XhP3B]  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: F\, vIS  
2x>7>;>  
template < typename Left > :YQI1 q[6  
struct value_return It7R}0Smg  
  { | C^.[)  
template < typename T > Jd^Lnp6?  
  struct result_1 WkiPrQ0]:  
  { ;L,i">_%u[  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 'W,*mfB  
} ; qA;Gl"HF  
Bn9#F#F<  
template < typename T1, typename T2 > l?QA;9_R'  
  struct result_2 Y[l<fbh(}  
  { g<@Q)p*ow  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; =z;]FauR!  
} ; nK32or3  
} ; y XKddD  
J5(0J7C  
C1'y6{,@  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait w3ATsIw  
,PmUl=  
下面我们来剥离functor中的operator() IU<lF)PF$  
首先operator里面的代码全是下面的形式: r;xy/*%Mtj  
P1AC2<H  
return l(t) op r(t) q}+zN eC  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) %&_^I*  
return op l(t) GGnlkp& E  
return op l(t1, t2) |.,]0CRg  
return l(t) op Fgi`g{N  
return l(t1, t2) op jQxhR  
return l(t)[r(t)] 9/! 1J  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] y>.t[*zT  
m% 3D  
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: I?S t}Tl  
单目: return f(l(t), r(t)); BPa,P_6(  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); `!t-$i  
双目: return f(l(t)); Q5ff&CE  
return f(l(t1, t2)); MT"&|Og  
下面就是f的实现,以operator/为例 'da 'WZG  
6_<~]W&  
struct meta_divide }% f7O  
  { -uWV( ,|  
template < typename T1, typename T2 > gyD;kn\CP  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) -$?t+ "/E  
  { [al$sCD]+  
  return t1 / t2; x&*f5Y9hCi  
} 8q%y(e  
} ; Pw| h`[h  
6F!B*lr  
这个工作可以让宏来做: 9Q^cE\j  
O >pv/Ns  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 4xEw2F  
template < typename T1, typename T2 > \ Gc"hU:m  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; WB?HY?[r  
以后可以直接用 ;:j1FOj  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) j{ YYG|  
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 |dqHpogh  
(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。。。) `:Gzjngc  
Lj(cCtb)  
?WHf%Ie2(  
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 p09p/  
ghWWJx9  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ) PTvw>  
class unary_op : public Rettype (z>t4(%\  
  { >9rZV NMU  
    Left l; IC&P-X_aP  
public : MNWI%*0LO  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} F'b%D  
5gtf`ebs/  
template < typename T > ?/"|tuQMW  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ?T2>juf]5~  
      { E#!!tH`lgg  
      return FuncType::execute(l(t)); xsB0LUt  
    } u30D`sky  
VJqk0w+  
    template < typename T1, typename T2 > HK8sn1j  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 6ki2/ Q  
      { .a]#AFX  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); q50F!yHC-  
    } OIL8'xY.w  
} ; &K\80wGK  
#M16qOEw  
8rH6L:]S  
同样还可以申明一个binary_op WN+i3hC  
-p&u=  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 8^>c_%e}  
class binary_op : public Rettype #dj?^n g  
  { )rK2%\Z  
    Left l; :R,M Y"(  
Right r; Fs(PVN  
public : Y@0'0   
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} [&n[p?  
^iMr't\b  
template < typename T > RkYn6  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 80*hi)ux[  
      { \~l_w ,Poo  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); <ToBVG X  
    } h6 {vbYj  
4u 6 FvN  
    template < typename T1, typename T2 > cK+TE8ao  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 'd+fGx7i  
      { Nnl3r@  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ,r~+ 9i0N  
    } eo0-aHs  
} ; $+'H000x  
IC0L&;En  
LpU}.  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 =0=#M(w  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 sllT1%?  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 'dwT&v]@  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 s$R /!,c  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! ^HSxE  
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。。。 ?{S>%P A_B  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 h=7q;-@7  
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) *y*tI}  
下面是修改过的unary_op N-M.O:p  
N'v3 |g  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > Jj-\Eb?  
class unary_op KNx/1 lf  
  { -F~DOG%  
Left l; j>\c > U  
  AHb_BgOU*  
public : {]HiTpn  
|Kd#pYt%O  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} +` Md5.w  
4XN \p  
template < typename T > 1B~O!']N<  
  struct result_1 &h334N|4{  
  { ?"x4u#x  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; <7^|@L 6  
} ; $Ll9ak}  
]8p{A#1  
template < typename T1, typename T2 > g3tE.!a5-  
  struct result_2 ]01`r/->\  
  { \OwF!~&  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; F9r.DG$}  
} ; 5)#j}`6  
>fBPVu\PA  
template < typename T1, typename T2 > v)5;~.+%  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const V\L;EHtc$  
  { #1<m\z7l  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); AFAg3/  
} ?2<) Jw  
>]h{[kU %4  
template < typename T > f8Hq&_Pn   
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const [3Q0KCZ0(  
  { -"[4E0g0  
  return OpClass::execute(lt(t)); )d3 09O  
} Sy8t2lk  
<XeDJ8 '  
} ; '.Y,VJaL  
#HcQ*BiF3  
v$}^$8`  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug tiK M+ ;C  
好啦,现在才真正完美了。 5{! fa  
现在在picker里面就可以这么添加了: @yTu/U  
K$S0h-?9]O  
template < typename Right > qYoW8e   
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const rc=E%Qv%?  
  { DI0& _,  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 7'wpPXdY1  
} stw@@GQ  
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。 !.R-|<2|6  
BVal U  
|gk*{3~y  
2-F7tcya|  
!WyJ@pFU^  
十. bind Vz mlKVE  
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。 5H._Q  
先来分析一下一段例子 ?c.\\2>|F  
7] y3<t  
| 6AR!  
int foo( int x, int y) { return x - y;} N<#J!0w  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 IsE&k2 SD  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 ~criZI/  
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。 2[w9#6ly  
我们来写个简单的。 dwn|1%D  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: sD3Ts;k  
对于函数对象类的版本: T)tr"<F5NP  
mLq0;uGL|  
template < typename Func > wo9R :kQ  
struct functor_trait h x^@aI  
  { uNf'Zeo  
typedef typename Func::result_type result_type; cJSNV*<  
} ; Wi$?k {C  
对于无参数函数的版本: 1XS~b-St  
-IIrrY O  
template < typename Ret > eGMw:H  
struct functor_trait < Ret ( * )() > oX6C d:c-  
  { 3\2&?VAjR  
typedef Ret result_type; ^(Gl$GC$Mu  
} ; Z@q1&}D!  
对于单参数函数的版本: xEG:KSH  
y1`%3\  
template < typename Ret, typename V1 > 0Y`+L6&UX  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > <,Gjo]z  
  { +^:uPW^U  
typedef Ret result_type; '(lsJY[-x  
} ; xgOt%7sb  
对于双参数函数的版本: mcwd2)  
NiG&Lw*8  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > uJ"#j X  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 2 zo>`;l  
  { \1R*M  
typedef Ret result_type; hj=n;,a9  
} ; V xN!Ki=  
等等。。。 FUI/ A >  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy V^(W)\  
"P5,p"k:)  
template < typename Func > &IQNsJL!e  
struct func_return Lh+7z>1  
  { ]_ LAy  
template < typename T > Njo.-k  
  struct result_1 d3oRan}z  
  {  uvDOTRf  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; *h?*RUQ  
} ; VU\G49  
"+Ks#  
template < typename T1, typename T2 > ml~ )7J  
  struct result_2 nJH'^rO!C  
  { yFo8 x[  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; c7rC!v  
} ; '<"%>-^Gn  
} ; jcePSps]  
o/U}G,|G  
jxK `ShW=  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 fN`Prs A  
s$^ 2Cuhv  
template < typename Func, typename aPicker > eT F s9$  
class binder_1 JpQV7}$  
  { )x5w`N]lm  
Func fn; Y(JZP\Tf_N  
aPicker pk; [CnoMN  
public : ubl Y%{"  
q:_-#u  
template < typename T > P@etT8|V  
  struct result_1 AfW:'>2  
  { &S^a_L:  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; X?8bb! g%Q  
} ; Vg7+G( ,  
p=Q o92 NH  
template < typename T1, typename T2 > h#h)=;  
  struct result_2 8LtkP&Wx  
  { m7,"M~\pX  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ?AQR\)P  
} ; -P]onD  
T.!.3B$@]  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} &I(3/u  
)q7!CG'oY  
template < typename T > _h B7;N3  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const m]++ !  
  { 0@!-+}i  
  return fn(pk(t)); gA+@p'XnR  
} Yu%ZwTvw  
template < typename T1, typename T2 > ?cr^.LV|h^  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const $+ \JT/eG9  
  { EU7mP MxJ  
  return fn(pk(t1, t2)); L{1PCs36c  
} P= 26! b  
} ; uQkFFWS  
^@maF<Jb  
Cp-p7g0wlg  
一目了然不是么? 7baQ4QY?n  
最后实现bind grCz@i  
)J|~'{z:  
}!vJ+  
template < typename Func, typename aPicker > $T'lWD*  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) p\|*ff0  
  { z!9w Lo^r  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); W GMEZx  
} sU?%"q  
^X?3e1om  
2个以上参数的bind可以同理实现。 \H?r[]*c%  
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。 gM#]o QOGE  
#c1c%27cmm  
十一. phoenix _E[)_yH'-  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: z!\)sL/"  
mvW,nM1Y  
for_each(v.begin(), v.end(), }W"/h)q  
( Pu|3_3^  
do_ G C3G=DTt  
[ Rp"" &0  
  cout << _1 <<   " , " .\ces2,  
] =I9RM9O<  
.while_( -- _1), B}p{$g!  
cout << var( " \n " ) 5F|oNI}$:  
) ~@Eu4ip)F  
); | Xk>a7X  
p#(5 ;  
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: Xkb\fR6<K  
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 0W >,RR)  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。  HO =\  
那么我们就照着这个思路来实现吧: h}jE=T5Hc  
w+3-j  
0h~7"qUF@  
template < typename Cond, typename Actor > +/~;y{G..z  
class do_while ?r-W , n  
  { g flu!C6  
Cond cd; 3N5b3F  
Actor act; -eoXaP{[  
public : jAb R[QR1%  
template < typename T > EAXbbcV  
  struct result_1 dJD8c 2G  
  { x.~AvJ  
  typedef int result_type; S U$U  
} ; dBMr%6tz  
N1i%b,:3  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} EG[Rda  
IX) \z  
template < typename T > j]' 7"b5  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const [oh0 )wzB  
  { DNl '}K1W  
  do }&O}t{gS*  
    { a$ FO5%o  
  act(t); -9z!fCu3  
  } a6i%7Om  
  while (cd(t)); u =%1%p,  
  return   0 ; I7q}<"`  
} v46 5Z  
} ; fC$(l@O?  
&`IC 3O5  
wz=c#}0dB  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). Ryrvu1 k  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 V*w~Sr%  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 `suEN @^  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 1iTI8h&[@  
下面就是产生这个functor的类: >")<pUQ  
iy\ 6e k1  
yvp$s  
template < typename Actor > j!<(`  
class do_while_actor Y(3X5v?[  
  { 0<C]9[l  
Actor act; qmx4hs8sh  
public : I=G-(L/&  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} (!B1} 5"  
)UgLs|G~  
template < typename Cond > E\Et,l#|LY  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 9#X"m,SB  
} ; c Y(2}Ay  
yz7X7mAo  
4V9S~^v|  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 \&Zp/;n  
最后,是那个do_ i~0x/wSl_  
M6o"|\  
U+FI^Xrt#  
class do_while_invoker kI|7o>}<   
  { 7uW=fkxT  
public : e;G}T%W  
template < typename Actor > nqMXE82  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const r(VznKSx  
  { |)}&: xA%  
  return do_while_actor < Actor > (act); -.=:@H}r  
} GLE/ 1  
} do_; r#X6jU  
Z_.xglq{  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? ZtLZW/`  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 U1^3 &N8  
最后来说说怎么处理break和continue 9 m`VIB  
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。 |.EC>D /  
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