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
  • 2806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 @"2-tn@q_  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 39e oL;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, 86VuPV-  
`Yve  
Y[,C1,  
\bE~iz3b9  
  class filler :9qB{rLi}  
  { x B[# a*  
public : @L7rE)AU.  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} KWMH|sxO=  
} ; 5%/%i}e~(  
vM8]fSc  
~!u94_:  
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: BpE[9N  
D1a2|^zt  
Jy$-)  
v4^VYi,.-  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); ~C+T|  
,)8Hl[y  
!;oBvE7Kh  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 2x CGr>X  
i ib-\j4d  
kY&j~R[C  
=*N(8j>y  
二. 战前分析 2Hj]QN7"   
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 d7Z\  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 :-n4! z"k  
+bU(-yRy5o  
I(|{/{P,  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); QG ia(  
  /* --------------------------------------------- */ [;+YO)  
vector < int *> vp( 10 ); PeZ=ONY5  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ]RJ2`xf  
/* --------------------------------------------- */ DoA f,9|_  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); lC{m;V2  
/* --------------------------------------------- */ N0NMRU]zT  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 0jq#,p=l;  
  /* --------------------------------------------- */ ektFk"W3A\  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); ?e*vvu33!  
/* --------------------------------------------- */ iFnM6O$(  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); DzMkeX  
GfV9Ox   
7P]pk=mo  
L;;x%>  
看了之后,我们可以思考一些问题: O4{&B@!  
1._1, _2是什么? $onliW|  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 _GS2&|7`  
2._1 = 1是在做什么? ~ i,my31  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 @g{ " E6  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 <=lP6B  
)yJjJ:re  
gxiJ`. D=  
三. 动工 1JY4E2Q  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: GZo^0U,;  
SJfsFi?n  
Oc1ZIIkh\  
uPpP")  
template < typename T > pc #^ {-  
class assignment 7G(X:!   
  { i*3_ivc)  
T value; q~Ud>{  
public : 1*5n}cU~  
assignment( const T & v) : value(v) {} M&L"yQA  
template < typename T2 > B dSTB"  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } ck;owGl T  
} ; yTk9+>  
H]-nm+  
Nt)9- \T  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Gl+}]Vn[n  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment @#p4QEQA  
1FuChd  
0x84 Ah)  
*i|hcDk  
  class holder PO #FtG  
  { XHV+Y+VG  
public : ,v/C-b)I  
template < typename T > @Q'5/q+  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 3|C"F-'<  
  { UV=TU=A\o  
  return assignment < T > (t); Z@>>ZS1Do  
} SngV<J>zR  
} ; :geXplTx  
*op7:o_  
u931^~Ci  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: f!87JE=<  
{^~{X$YI  
  static holder _1; 1oC/W?l^  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 BR|dW4\  
?C_%"!GR  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); wM><DrQ  
而不用手动写一个函数对象。 {KR/ TQ?A  
4;_.|!LN  
d;f,vN(  
SkxTgX5  
四. 问题分析 T_r[#j  
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。 M 3^p,[9r#  
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。 ~_K   
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Od"-w<'  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 s4w<X}O_  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 thOCzGJ$  
'oo]oeJ-  
五. 问题1:一致性 JjM^\LwKkL  
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?| \HRQSfGt  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 -WEiY  
<>-UPRw qI  
struct holder ,TL~];J'  
  { X!&=S!}  
  // ImgKqp0Z  
  template < typename T > CnAhEf)b  
T &   operator ()( const T & r) const rq$%  
  { 6~^+</?  
  return (T & )r; o#;w >-  
} lVMAab  
} ; +1e*>jE  
I(<1-3~  
这样的话assignment也必须相应改动: |s|RJA1  
j+s8V-7(  
template < typename Left, typename Right > tEb2>+R  
class assignment b%AYYk)d?  
  { 1V)0+_Yv  
Left l; qD 2<-E&M/  
Right r;  xU)~)eK  
public : $U!w#|&  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 9;.dNdg>  
template < typename T2 > u K 8 r  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } F/mD05{  
} ; WMrK8e'  
nQ8EV>j2  
同时,holder的operator=也需要改动: IDv@r\Xw  
iPxSVH[  
template < typename T > !1|f,9C  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const &u$l2hSS  
  { vVE^Y  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 'tF<7\!  
} n1$p esr  
I#9A\.pO  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 z^ ~fVl  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ~ 5`Ngpp  
v)BUt,A  
return l(rhs) = r; ~KEnZa0  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 _)lK.5  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: R(ay&f%E  
] 5c|  
template < typename Tp > }K0.*+M  
class constant_t M1VRc[ RRo  
  { tWD*uA b  
  const Tp t; yv,90+k  
public : >pz/wTOi  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ;sb0,2YyP  
template < typename T > fFMG9]*  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 61CNEzQ  
  { 0s= GM|y  
  return t; _k _F  
} 9NKZE?5P|D  
} ; ]oZ$,2#;~  
2qw~hWX  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 R~)c(jj5  
下面就可以修改holder的operator=了 UIbVtJ  
p}N'>+@=  
template < typename T > W>'R<IY4#N  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ai#0ZgO  
  { Z5_MSPm  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); Kq{9 :G  
} @^/JNtbH!  
yP~D."  
同时也要修改assignment的operator() {U7j  
IB(5 &u.  
template < typename T2 > a!4'}gHR  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } QfRt3\^`  
现在代码看起来就很一致了。 t~gnai  
no^I![_M  
六. 问题2:链式操作 g7#_a6  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 'N0d==aI  
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。 ;w[|IRa  
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。 rQ. j$U  
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。 c7'I'~  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct P7<~S8)Y  
!)KX?i[Q  
template < typename T > ?zKDPBj  
struct result_1 m3K8hL/  
  { WRL &tz  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; |Ax~zk;  
} ; T<?JL.8g_  
!dStl:B  
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: $UgM7V$  
!&ac}uD^g  
template < typename T > EivZI<<a  
struct   ref {>>f5o 3  
  { XEY((VL0  
typedef T & reference; \"5%w *vl  
} ; oF)+f4  
template < typename T > |Zncr9b  
struct   ref < T &> T'0Ot3m`  
  {  \KDOI7  
typedef T & reference; [gQ*y~N  
} ; NA!;#!  
2U)H2 %  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 'C!b($Y  
/|P&{!  
template < typename T > %)u5A !"  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ?:~Y%4;  
  { 7YkxIzE  
  return l(t) = r(t); 6*{N{]`WZ)  
} J'.U+XU  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 pkM_ @K  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 sGc4^Z%l?  
j^ex5A.& &  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 r[JgCj+$&  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: [D^KM|I%+  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 0r.*7aXu  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 J}nE,U2  
最后的布局是: Ks{^R`O au  
                Add )1Z*kY?f!  
              /   \ Cj31'  
            Divide   5 -_4U+Cfmtl  
            /   \ {xMY2I++  
          _1     3 hF.9\X]  
似乎一切都解决了?不。 Ti=~ycwi  
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。 KaZ$!JfT  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 y8D'V)B  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: #xNLr   
Wx;:_F7'\  
template < typename Right > C3:4V2<_  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const .UU BAyjm  
Right & rt) const &w- QMj M>  
  { &zynfj#o  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); @c9VCG D  
} (B}+uI{  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 (sq4  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 CZS{^6Ye  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 6dt]$  
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。 w q% 4'(  
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。 ?ye) &  
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? 2n2{Oy>L  
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: EX~ U(JB6  
YrS%Yvhj0  
template < class Action > 7^ A;.x  
class picker : public Action k ?X  
  { [ft#zxCJ  
public : x24  
picker( const Action & act) : Action(act) {} hCQz D2  
  // all the operator overloaded "~jt0pp  
} ; 1NtN-o)N?  
`i<;5s!rX  
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。 )F,H(LblH  
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: <iajtq<Z  
!=;^Grv>  
template < typename Right > 4=9To|U*  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const ):   
  { U+3,(O  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); <]r.wn=}M  
} >?ZH[A  
6] <~0{  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > }nvH Eo  
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。 x00"d$!  
WoHFt*e2  
template < typename T >   struct picker_maker ,^3eMn  
  { s? @{  
typedef picker < constant_t < T >   > result; N|EH`eu^i  
} ; dq%7A=-  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > I83ZN]  
  { C\Qor3];  
typedef picker < T > result; T^x7w+  
} ; O4ciD 1  
b*LEoQSl0V  
下面总的结构就有了: @%q0fj8b  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 ,F`:4=H%  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 6q RZ#MC  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 rj&  
至此链式操作完美实现。 6TvlK*<r=  
?vuM'UH-  
,R5NKWo  
七. 问题3 @C{IgV  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 rlqn39  
TBHIcX  
template < typename T1, typename T2 > X[\b!<C  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const TK<~ (Dk  
  { 7^P!@o$v!  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); zA=gDuy3@  
} }A3(g$8KR  
=|O`al  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: 8'Sw?FbVA/  
)eop:!m  
template < typename T1, typename T2 > fo9O+e s  
struct result_2 Xm`jD'G  
  { UKMr,{iy  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; /bv `_ >  
} ; -(V]knIF  
Me;@/;c(   
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? :uy8$g*;TE  
这个差事就留给了holder自己。 >H?l[*9  
    Sh(  
mO;X>~K  
template < int Order > &@u;xc| v  
class holder; h<U<K O  
template <> m:CiXM   
class holder < 1 > D[U[ D  
  { vU0j!XqE  
public : o_ka'|  
template < typename T > Ve#VGlI  
  struct result_1 +O>!x#)&"  
  { L\_MZ*<0[  
  typedef T & result; < ek_n;R  
} ; 6AV@O  
template < typename T1, typename T2 > ":E 7#9  
  struct result_2 ?3~]H   
  { NPc]/n?vDj  
  typedef T1 & result; *ci,;-*C  
} ; ikf!7-,  
template < typename T > fx(^}e  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const $o"S zy  
  { ,Q!sns[T  
  return (T & )r; Se/VOzzg  
} VZB T'N  
template < typename T1, typename T2 > ^vmT=f;TM  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const a<9gD,]P  
  { awLN>KI]</  
  return (T1 & )r1; v J9Uw  
} ~&B{"d  
} ; T;K,.a8bU  
}mQ7N&cC  
template <> F`KA^ZI  
class holder < 2 > E/z^~;KA  
  { d 1VNTB  
public : Lsv[@Rl  
template < typename T > "Opk:;.  
  struct result_1 x LR 2H>B}  
  { LN}eD\  
  typedef T & result; 3`[f<XaL  
} ; yx?Z&9z <  
template < typename T1, typename T2 > !i=LQUi.  
  struct result_2 PhL}V|W>  
  { 'X&sH/>r  
  typedef T2 & result; lj0"2@z3"E  
} ; rUvjc4O}  
template < typename T > \cmt'b  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 1H sfCky{  
  { ~?i;~S  
  return (T & )r; o}H7;v8H  
} R{Q*"sf  
template < typename T1, typename T2 > `t_S uZ`V  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const u:#+R_0#97  
  { )N h67P3X"  
  return (T2 & )r2; ) *Mr{`  
} h{xC0NC)  
} ; *ub]M3O  
l",JN.w  
MTJ ."e<B  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 3\_ae2GW  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: [iVCorU  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: \; ! oG  
%xZYIY Kf  
return l(i, j) = r(i, j); 3db ,6R  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) j9"uxw@  
~/Gx~P]  
  return ( int & )i; /RD@ [ 8  
  return ( int & )j; q SR\=:$  
最后执行i = j; y'\BpP  
可见,参数被正确的选择了。 I\djZG$s;N  
9qc<m'MZ  
K%AbM#o<  
7PQ03dtfg  
R gY-fc0  
八. 中期总结 (IdXJvKU!  
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: hTgWqp  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ":s1}A  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 So>P)d$8+  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor qxS=8#-`(  
rg Gm[SL*<  
9))E\U  
\a\-hm  
2ghTAsUx9  
h^_Sd"l3  
九. 简化 HKu? J  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 Q9,H 0r-%  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 B#RBR<MFC  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: Z*&y8;vUQ  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 irj{Or^k  
  +-*/&|^等 b=nQi./f  
2. 返回引用。 ffMh2   
  =,各种复合赋值等 TZ#(G  
3. 返回固定类型。 _$s ;QI]x  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) b[5$$_[  
4. 原样返回。 R^8L^8EL  
  operator, -L%J,f[&,  
5. 返回解引用的类型。 oU/CXz?H  
  operator*(单目) )P&>Tc?;z  
6. 返回地址。 \XDc{c]  
  operator&(单目) "^sh:{  
7. 下表访问返回类型。 SN w3xO!;&  
  operator[] 5f5bhBZ<  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ,w>WuRN"  
  operator<<和operator>> +; /]'  
8 MUY  
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。 ]O%wZIp\P  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: n-X;JYQW  
X|o;*J](  
template < typename Left > 5]C}044  
struct value_return <{$0mUn;s|  
  { tJ:]ne   
template < typename T > /u hA\m(  
  struct result_1 DH7B4P  
  { %V r vu5  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; BS-nny  
} ; %N((p[\H  
pPI'0x  
template < typename T1, typename T2 > -1\*}m%1e  
  struct result_2 oWCy%76@  
  { luA k$Es  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; Gyo[C98  
} ; rByC6HV"  
} ; 2|="!c8K  
W lD cKY  
8GRp1'\Hi  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait |jh&a+4W  
SVr3OyzI  
下面我们来剥离functor中的operator() wUU Dq?!k\  
首先operator里面的代码全是下面的形式: < 5 Ft3sd  
=+I~K'2  
return l(t) op r(t) jg2 UX   
return l(t1, t2) op r(t1, t2) CcF$?07 i  
return op l(t) XctSw  
return op l(t1, t2) +w'"N  
return l(t) op "Jd!TLt\x  
return l(t1, t2) op *t_"]v-w  
return l(t)[r(t)] /g|H?F0  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] <n8K"(sy}  
JCL+uEX4S  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: :0G_n\  
单目: return f(l(t), r(t)); gmCW__oR  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 96L-bBtyY  
双目: return f(l(t)); t r)[6o#  
return f(l(t1, t2)); 0Dx,)C  
下面就是f的实现,以operator/为例 dv?ael^  
+I>u${sVx*  
struct meta_divide ejr9e@D^  
  { 9\yGv  
template < typename T1, typename T2 > ld RV JVZc  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) s^atBqw,  
  { C*+gQeK  
  return t1 / t2; ,r=9$i_  
} uL\b*rI  
} ; n*'i{P]  
&m=GkK  
这个工作可以让宏来做: 2#<)-Cak  
pQQN8Y~^Y  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ x,U '!F  
template < typename T1, typename T2 > \ @W4tnM,#  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ]lT8Z-h@  
以后可以直接用 \a_75^2  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) *En29N#a{  
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 W6e,S[J^FY  
(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。。。) + ESEAi91  
{;z{U;j  
> whcZ.8  
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  U(d K  
.Yw  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > $nkvp`A  
class unary_op : public Rettype J AQ y  
  { _Q9Mn-&qQ  
    Left l; kp6{QKDj&  
public : #9( 0.!v  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} e_<'zH_1  
>)Udb//  
template < typename T > &oz^dlw  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Z[ NO`!<  
      { cuw 7P  
      return FuncType::execute(l(t)); Ipp#{'Do  
    } xj ?#]GR  
[NxC7p:Lo  
    template < typename T1, typename T2 > <W>T!;4!  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const gwA+%]  
      { EJCf[#Sf  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); 9wTN *y  
    } ; ,vGw <|o  
} ; VRb+-T7"  
 46^9O 5J  
8[k:FGp>  
同样还可以申明一个binary_op B~CdY}UTsj  
[%0{7pz}  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > [%uj+?}6O  
class binary_op : public Rettype RXi/&'+H  
  { iL$~d@AEn  
    Left l; xg;o<y KF  
Right r; @TQzF-%#7  
public : tk5zq-/ d  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}  &Hi;>  
*=2sXH1j  
template < typename T > |zkZF|-  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ? PI2X.6  
      { @W1F4HYds  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); A6?!BB=]  
    } ; u@& [  
U.GRN)fL4  
    template < typename T1, typename T2 > ?mA%`*=q  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const t:O"t G  
      { joRrsxFU  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); V0/PjD,jP  
    } +_T`tmQ  
} ; m ]h<y  
MQY}}a-oug  
<k'%rz  
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 4Zn"K}q  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 mm:g9j  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) |>~pA}  
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。 m<e_Z~^G  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! l+UUv]:1  
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。。。 ls@j8bVv^  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 J Q% D6b  
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) ?r'2GR2Sk4  
下面是修改过的unary_op k0v&U@+-J  
+B&,$ceyaJ  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ZnAXb S  
class unary_op EY^+ N>  
  { N \t( rp  
Left l; P#l"`C /  
  f.G"[p  
public : =#>F' A  
VsQ~Y,7  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} wj2z?0}o  
0a}a  
template < typename T > >3?p23|;  
  struct result_1 UGP,/[XI  
  { J|aU}Z8m  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; l 2ARM3"  
} ; d` X1cG  
?0x=ascP  
template < typename T1, typename T2 > Fnc MIzp  
  struct result_2 >pm`(zLn  
  { K"/3/`T  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; H(gETRh  
} ; d#CAP9n;'  
6qd?&.=r  
template < typename T1, typename T2 > e|d~&Bk0  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const O8k+R@  
  { @q"HZO[  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); cd(YH! 3  
} yi;pn Z  
NHQi_U  
template < typename T > (H6Mi.uZ  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const )?;+<,  
  { m0p%R>:5  
  return OpClass::execute(lt(t)); -oT3`d3  
} hf\/2Vl  
lw43|_'G-t  
} ; ctMH5"F&1  
0=k  
Ku?1QDhrF*  
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 -<l2 $&KS  
好啦,现在才真正完美了。 ?k^~qlye  
现在在picker里面就可以这么添加了: uK=)65]  
$'n?V=4  
template < typename Right > >0JC u^9  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const X?.tj Z,  
  { aen0XiB6~^  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); l\WN  
} J^-a@' `+  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 8osP$"/o  
UaB2vuL*=  
PJPKn0,W  
@~bP|a  
xEg@Y"NQ  
十. bind 8GeJ%^0o}  
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。 0"{-<Wot}  
先来分析一下一段例子 & zv!cf  
zvn3i5z  
w!jY(WK U  
int foo( int x, int y) { return x - y;} b(\Mi_J  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 7/K L<T9@  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 $;rvKco)%  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 {_4`0J`3  
我们来写个简单的。 05Q4$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: Gkm {b[  
对于函数对象类的版本: u6Yp ,!+  
7c!#e=W@B  
template < typename Func > XEBj=5sG  
struct functor_trait #nq_R  
  { gwbV$[.X  
typedef typename Func::result_type result_type;  (duR1Dz  
} ; 3+&k{UZjt  
对于无参数函数的版本: F!g;}_s9  
85USMPF  
template < typename Ret > i>KgkRZL#  
struct functor_trait < Ret ( * )() > OAaLCpRp  
  { eo~b]D  
typedef Ret result_type; VRTJKi  
} ; ?2q0[T?e  
对于单参数函数的版本: UrO& K]Z  
-O\f y!  
template < typename Ret, typename V1 > dL~^C I  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > [?bq4u`  
  { &eb8k2S  
typedef Ret result_type; `A#0If  
} ; _WZ{i,  
对于双参数函数的版本: PQUJUs  
4";NT;_q5  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > vl~HV8MAv  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > #pyFIUr=w  
  { *'*n}fM  
typedef Ret result_type; 5"ooam3  
} ; Zs8]A0$  
等等。。。 2f1Q&S  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy CF:L#r  
Et y?/  
template < typename Func > B4*uS (  
struct func_return -d-xsP} s  
  { @?RaU4e  
template < typename T > nd$92H  
  struct result_1 P/xE n_*v  
  { 8n["/5,  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; .<Ays?  
} ; zN9#qlfv  
iRx`Nx<@  
template < typename T1, typename T2 > ttls.~DG  
  struct result_2 @urZ  
  { '<QFf  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; hAt4+O&P  
} ; lI~8[[$xd  
} ; fhyoSRLR:  
ObJ-XNcNH  
Z>l|R C  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 NwdrJw9  
eSHsE 3}h  
template < typename Func, typename aPicker > eeBW~_W  
class binder_1 ohs`[U=%~  
  { =l:k($%%  
Func fn; EdTL]Xk  
aPicker pk; e*}:t H  
public : N|%r5%  
^Ku]8/ga  
template < typename T > / !y~Q|<|=  
  struct result_1 5<e{)$C  
  { YQyI{  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; [#YzU^^Ib  
} ; @eutp`xoT\  
u'k+t`V&  
template < typename T1, typename T2 > i8p$wf"aW  
  struct result_2 :pNS$g[  
  { ^Epup$  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; >&ZlC E  
} ; FS=LpvOG)  
PVIZ Y^64  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} Onh R`  
BsL+9lNue  
template < typename T > 'Z:wEt!  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const cM CM>*X  
  { cK2;)&U7  
  return fn(pk(t)); :_]0 8  
} t: oQHhO?  
template < typename T1, typename T2 > q#I'@Jbj  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const G9V2(P  
  { @t@B(1T  
  return fn(pk(t1, t2)); )_OGt[_H  
} "5z@A/Z/  
} ; N=7iQ@{1   
$06('Hg&  
=HJ7tele  
一目了然不是么? K :kb&W  
最后实现bind @'5*jXd  
p~Cz6n  
xB[W8gQ6fa  
template < typename Func, typename aPicker > zGNW5S9G  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) mP/#hwzB&q  
  { PIXqd,  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); zg@i7T  
} m@lUJY  
GN Ewq$  
2个以上参数的bind可以同理实现。 P-$ ,  
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。 <}h <By)  
MX?UmQ'  
十一. phoenix A.@wGy4  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: $Ff6nc=  
y\(xYB>T  
for_each(v.begin(), v.end(), AWPgrv/  
( SIKaDIZ  
do_ if*~cPnN  
[ -3 ANNj  
  cout << _1 <<   " , " ,fTC}>s4  
] m+:JNgX6  
.while_( -- _1), %`K{0b  
cout << var( " \n " ) E2t& @t%W  
) jJNl{nyq  
); .qKfhHJ  
Vgkj4EE  
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: \ltS~E uWU  
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  qT #=C'?  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 =R 4]Kf  
那么我们就照着这个思路来实现吧: NS""][#  
r..f$FF)\  
^c/3 !"wK  
template < typename Cond, typename Actor > b<#zgf  
class do_while S 1^t;{"  
  { vJct)i  
Cond cd; ZR0 OqSp]  
Actor act; ;I80<SZ  
public : )F\kGe  
template < typename T > V@s93kh  
  struct result_1 @$L|   
  { r#_0_I1[  
  typedef int result_type; BFP@Yn~k  
} ; 6[RTL2&W  
\CE+P5  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} <n2'm  
3djw  
template < typename T > yS:w>xU @<  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const !};Ll=dz  
  { oOLA&N-A~  
  do u rQvJ  
    { C+ Y;D:  
  act(t); 4 #KC\C  
  } 7J`v#  
  while (cd(t)); -|s% 5p|  
  return   0 ; "X._:||8  
} d2US~.;>l  
} ; J#4pA{01w  
\fSruhD  
fk6=;{  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). UM`$aPz  
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。 <^Y #q  
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。 bF*Kb"!CF  
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。 >gq=W5vN(  
下面就是产生这个functor的类: &U=_:]/  
{M=B5-  
QhAYCw2  
template < typename Actor > 'qo(GGC M  
class do_while_actor @"98u$5  
  { r8N)]Hs ZH  
Actor act; Mh3L(z]/E  
public : w 8cnSO  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} \>EUa}%xn  
S;iD~>KP  
template < typename Cond > |F'eT 4  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; RtxAIMzh?  
} ; Dp#27Yzc  
%iYro8g!,  
*Sbc 8Y  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 LV0gw"  
最后,是那个do_ P@n rcgM.  
@n9iOf~<  
Bd;EI)JT  
class do_while_invoker 5 ^l-3s?M  
  { .{bT9Sc5  
public : L8zMzm=-  
template < typename Actor > sT<h+[2d  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const JlE+CAny  
  { 9!2$?xqym  
  return do_while_actor < Actor > (act); G%i&C)jZ  
} ;F71f#iY  
} do_; 0lcwc"_DZX  
ov\%*z2=  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? Sn.I{~  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 ygQAA!&']  
最后来说说怎么处理break和continue &@2`_%QtA  
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。 u`-:'@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
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