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
  • 8288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 il<D e]G  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ^c83_93)R  
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, wYSvI  
4q/E7n  
Fkuq'C<|Y  
D;Fvd:  
  class filler >9a%"<(2#  
  { V"%2Tz  
public : I+D`\OSL  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} KSIH1E  
} ; s=(~/p#M  
I{<6GIU+  
kQC>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: B}X   C  
N?Mmv|  
7U:,:=  
2_vE  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); (9';zw   
LeO ))  
Qc;`n ck  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 H. uflO  
hghtF  
rtvuAFiH  
->n<9  
二. 战前分析 <Xm5re.  
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。 Oh6;o1UI  
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 "8ILV`[  
'[-gK n  
AJ2Xq*fk  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); B h@R9O<  
  /* --------------------------------------------- */ ?4Lb*{R  
vector < int *> vp( 10 ); [@kzC/Jq3  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); _Ta9rDSP]  
/* --------------------------------------------- */ [?RLvhU|  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); TSdjX]Kf  
/* --------------------------------------------- */ DX}EOxO,.  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); w4'(Y,(`  
  /* --------------------------------------------- */ MVjc.^  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); XtT;UBE  
/* --------------------------------------------- */ F) {f{-@)  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); z~4L=tA(  
^c< <I-o|  
?Ee?Ol?i2  
_S8]W !c  
看了之后,我们可以思考一些问题: Il2DZ5- )  
1._1, _2是什么? -kES]P?2  
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。 idGkX ?  
2._1 = 1是在做什么? &_,^OE}K_:  
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。 rr3NY$W  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 j_&/^-;e  
TcZ Ci^1F  
1KruGq~  
三. 动工 ?XsL4HI x  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: Z{chAg\  
0vS%m/Zi-  
[aO"9  
v 8{oXzyy  
template < typename T > ll1?I8}5|  
class assignment ?8-e@/E#x  
  { & ?/h5<  
T value; 9Vzk:zOT  
public : s.1(- "DU  
assignment( const T & v) : value(v) {} ;s"m* 4N  
template < typename T2 > u):z1b3*?  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } pTGq4v@6x  
} ; qw%4j9}  
NxNR;wz>l  
@MtF^y  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 uWx/V+w  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment PHfGl  
aC]~   
?P<&8eY  
)pr pG !  
  class holder GK95=?f~8;  
  { &BG^:4b  
public : ~#I1!y~`  
template < typename T > ~W5 fJd0  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const IAnY+= ^  
  { ,U>g LTS  
  return assignment < T > (t); #$jAGt3^BT  
} [+{ ot   
} ; /Ia=/Jj7N  
~lCG37  
TnM}|~V  
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: +/\.%S/  
=!U{vT  
  static holder _1; VQPq+78  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 w#Nn(!VR  
~Ufcy{x#  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); &_" 3~:N8k  
而不用手动写一个函数对象。 \5s!lv*&  
p]!,Bo ZL  
T]Tz<w W(  
o"Ef>5N  
四. 问题分析 DbPw) aCj  
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。 8x58sOR=  
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。 g/`i:=  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 m\1*/6oV  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 {nryAXK  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 =:~~RqHl  
@#VxjXW^  
五. 问题1:一致性 )KXLL;]  
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?| (d#?\  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 5? c4aAn  
&\0LR?Nh  
struct holder a2dF(H  
  { UY}lJHp0  
  // WNm,r>6m  
  template < typename T > S_?}H  
T &   operator ()( const T & r) const &[ 3y_,  
  { ]d$)G4X 1  
  return (T & )r; E'MMhl o  
} N_C\L2  
} ; %3xH<$Gq5  
v{JCEb&wN  
这样的话assignment也必须相应改动: .]r[0U  
_ esFx  
template < typename Left, typename Right > aMv  
class assignment sB7DF<91  
  { D3XQ>T[*q  
Left l; -.^Mt.)  
Right r; %NeKDE  
public : !Toq~,a8?  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Yv"uIj+']  
template < typename T2 > ANT^&NjJ7  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } ?)]sfJG  
} ; ]t(g7lc}U  
/&kZ)XOi  
同时,holder的operator=也需要改动: (6 0,0|s  
!vImmhI!I  
template < typename T > {\]SvoJnJ  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const mT!~;] RrF  
  { F>^k<E?,C  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); w?Q@"^IL  
} IDLA-Vxo  
s)]|zu0"Ku  
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。 5n(p 1OM2q  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 _BR>- :Jr  
L0+@{GP?  
return l(rhs) = r; +pf 7  
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。 B"+Ygvxb  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 3l4k2  
A\4 Gq  
template < typename Tp > $#KSvo{otI  
class constant_t y99G3t  
  { 7RdL/21K  
  const Tp t; i&_sbQ^  
public : q/4PX  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} VJ;'$SYx  
template < typename T > u=ENf1{ $>  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const }O o  
  { zlSwKd(  
  return t; M.|hnGX N  
} o^7NZ]m  
} ; Ui?t@.  
D.?KgOZ  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 oxGOn('  
下面就可以修改holder的operator=了 W:9L!+m^  
t`F%$q  
template < typename T > a 2).Az  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const N18Zsdrp  
  { F'SOl*v(s5  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t));  61gZZM  
} V]vk9M2q[l  
[bGdg  
同时也要修改assignment的operator() ;Vp&f%u+v  
Kx<bVK4"  
template < typename T2 > 8(g:i#~  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } hP 9+|am%  
现在代码看起来就很一致了。 :UScbPG  
> ]6Eb`v  
六. 问题2:链式操作 \J1Jn~  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 [8)Zhw$  
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。 t3bN P K^  
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。 b,SY(Ce~g  
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。 66z1_ lA  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct %PkJ7-/b|^  
Cu/w><h)  
template < typename T > t%8*$"~X  
struct result_1 lW>bX C  
  { (a)d7y.oo  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; L#NPt4Sz+  
} ; YpNTq_S1,  
IClnh1=  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: bNc=}^  
I^lb;3uR  
template < typename T > ;itz` 9T  
struct   ref qU=$ 0M  
  { F;MFw2G  
typedef T & reference; S{ *RF)  
} ; q$H'u[KQ06  
template < typename T > iLS' 47  
struct   ref < T &> *!.'1J:YJ(  
  { x:?1fvVR  
typedef T & reference; *4r;H2%c  
} ; ii~~xt1  
N^`F_R1Z  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: {){i ONd  
8[zP2L!-  
template < typename T > ]1p&*xX:Bj  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const }hl# e[$  
  { !@*Ac$J>$  
  return l(t) = r(t); ]LP&v3  
} QF\NHV  
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。 >gVR5o  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 srC'!I=s>8  
f#mY44:,C  
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 TQnMPELh"  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 'VO^H68  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 WU}JArX9  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 1Rwk}wL  
最后的布局是: 5GpR N  
                Add ]A!Gr(FHQ  
              /   \ |yQ3H)qB#  
            Divide   5 #x "pG  
            /   \ c: #1Aym  
          _1     3 9~u1fk{  
似乎一切都解决了?不。  !@bN  
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。 qFvtqv2  
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。 rF 7EO%,  
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: )!M:=}."  
}{ 9E~"_[  
template < typename Right > LI(Wu6*Y  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const Yo:>m*31  
Right & rt) const uZW1 :cx  
  {  H\)on"  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Ym0Xl(Se  
} 6K* 7%8Y/G  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 {]|};E[}m  
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。 w9z((\5  
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。 =|uX?  
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。 WFLT[j!1  
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。 5v>(xl  
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? \!s0VEE  
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: cV)C:!W2  
|4 wVWJ7   
template < class Action > e9N 1xB  
class picker : public Action O7q-MeMM  
  { tS`fG;  
public : xB 4A"|  
picker( const Action & act) : Action(act) {} &.Yh_  
  // all the operator overloaded U7 Z_  
} ; n_?<q{GW  
g^8bY=* .  
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。 '&s:,o-p  
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: wCc:HfmjJ  
kqv>rA3  
template < typename Right > *crpM3fO>  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 30[?XVI&  
  { H VG'v>s@  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); KqaeRs.u  
} aoMQ_@0  
RI cA)I.  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > zneK)C8&q3  
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。 P1H`NOC  
1>l {c  
template < typename T >   struct picker_maker oREZ^pE@  
  { nG{j x_{`  
typedef picker < constant_t < T >   > result; J&Le*R'  
} ; Bz!ddAvlK  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 'du:Bxl`d4  
  { (q3(bH~T)  
typedef picker < T > result; f{5)yZ`J*  
} ; N.BD]_C  
i>0I '~V  
下面总的结构就有了: U3%!#E{  
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。 g24)GjDi  
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。 0.|tKetHq  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 sDWX} NV  
至此链式操作完美实现。 b)'Ew27  
3}n=od=  
WynHcxC  
七. 问题3 ;c<:"ad(  
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。 JTl 37j  
[-1Nn}  
template < typename T1, typename T2 > Vx-H W;,  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ]?mWnEi!z  
  { QoI@/ jLj  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); :NS;y-{^^y  
} }"Y]GH4Y  
nN/v7^^  
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: GeZwbJ/?B  
g#5g0UP)V  
template < typename T1, typename T2 > HIi"zo=V  
struct result_2 &=t$ AIu  
  { BI,K?D&W-  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 7f[nNng  
} ; #`v`e"  
"t`r_Aw  
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? "uqa~R{  
这个差事就留给了holder自己。 u.8vXc  
    )d0&iE`@  
p!U#53  
template < int Order > O)&xT2'J  
class holder; \f0I:%-  
template <> @5Ril9J[b  
class holder < 1 > +;U}SR<  
  { pShSK Rg  
public : E^#|1Kpq  
template < typename T > U: gE:tf  
  struct result_1 hG&RGN_<6+  
  { 2%1 g%  
  typedef T & result; !W]># Pm  
} ; G:A ~nv9  
template < typename T1, typename T2 > 8+v6%,K2  
  struct result_2 {Kd9}CDAZ  
  { htlsU*x  
  typedef T1 & result; ,N <;!6e  
} ; ~$!eB/6ty  
template < typename T > !);}zW!  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const &g.w~KWa  
  { t<}'/ )  
  return (T & )r; ^=E4~22q  
} u#la+/   
template < typename T1, typename T2 > 9%kY8#%SV  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const -!(3fO:  
  { \9@*Jgpd6*  
  return (T1 & )r1; aSXoYG0\  
} w*#TS8 \  
} ; A{mbL2AxwC  
 Rb\=\  
template <> f+%J=Am  
class holder < 2 > .l !:|Fd  
  { 5|S|HZ8G  
public : >UWL T;N/W  
template < typename T > {foF[M  
  struct result_1 y%}Po)X]f  
  { q,$UKg#i  
  typedef T & result; .'5yFBS  
} ; 2~Gcoda  
template < typename T1, typename T2 > 8X5;)h   
  struct result_2 dGP*bMCT  
  { L.l%EcW=,  
  typedef T2 & result; #e+%;5\  
} ; &Mo=V4i>  
template < typename T > Nd^9.6,JU  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const '1=/G7g  
  { zrRt0}?xl  
  return (T & )r; I)_072^O  
} ZRD* ^9)  
template < typename T1, typename T2 > CHN!o9f  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 9SC#N 5V  
  { `k^ i#Nc>  
  return (T2 & )r2; `Ft`8=(  
} =lr*zeHLC  
} ; hLYSYMUb  
Uu>YE0/)  
 f==o  
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> >。 MvL%*("4b  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: m\"M`o B  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: r7JILk  
7ABHgw~?8r  
return l(i, j) = r(i, j); V\ !FD5%  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) OA4NXl'  
RvYew!n  
  return ( int & )i; 0wAZ9AxA{  
  return ( int & )j; ruB&&C6)v  
最后执行i = j; sZ]O&Za~  
可见,参数被正确的选择了。 mZ ONxR6q$  
3(E"$Se,f  
X OJ/$y  
ZJ=-cE2n  
|K aXek  
八. 中期总结 IOvYvFUUJ  
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: u?Iop/b  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 i ,4  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 (<itE3P  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ]/JE#  
A9p$5jt7  
oel3H5Nz  
_o' jy^  
Y]&H U) u  
0*B_$E06  
九. 简化 (.<Gde#  
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。 X~]eQaJ  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Xb)XV$0  
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: $M$oNOT}Y  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 = Ky1v$<  
  +-*/&|^等 \P&'4y~PL  
2. 返回引用。 EG7ki0  
  =,各种复合赋值等 y 9/27yWB  
3. 返回固定类型。 $hg W>e  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) _d A-{  
4. 原样返回。 TnPdpynP  
  operator, HPVT$EJ  
5. 返回解引用的类型。 .7+_ubj&,  
  operator*(单目) wV W+~DJ  
6. 返回地址。 (aiE!c  
  operator&(单目) 42U3>  
7. 下表访问返回类型。 W%Br%VQJ  
  operator[] frc>0\  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 E88_15'3D  
  operator<<和operator>> &>i+2c~  
{LR?#.   
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。 L a0H  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: NZi5rX N  
- FA#hUK$  
template < typename Left > qB<D'h7  
struct value_return r,[vXxMy(;  
  { '`/1?,=  
template < typename T > dH&N<  
  struct result_1 ?!Rl p/  
  { X<,sc;"b`k  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; OHp 121  
} ; 8l+\Qyj  
XZ Z Ml  
template < typename T1, typename T2 > )I.[@#-  
  struct result_2 wEKm3mY;  
  { /_ o1b_1 U  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; z=n"cE[KtB  
} ; )-2OraUm<  
} ; xI}]q%V  
n&FN?"I/]  
VSmshld  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait d[-w&[iy  
1wE~dpnx  
下面我们来剥离functor中的operator() @~QW~{y  
首先operator里面的代码全是下面的形式: uH65DI<  
gPQ2i])"Q  
return l(t) op r(t) +)L 'qbCSM  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) S[X bb=n  
return op l(t) S-.!BQ@RMZ  
return op l(t1, t2) FyZw='D  
return l(t) op @"'1"$  
return l(t1, t2) op y?CEV-3+  
return l(t)[r(t)] 19 bP0y  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ,t*#o&+  
f o4j^,`  
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: VAsaJ`vcb  
单目: return f(l(t), r(t)); Y;xVB" (  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); {xr4CDP  
双目: return f(l(t)); LPO3B W  
return f(l(t1, t2)); `)1_^# k  
下面就是f的实现,以operator/为例 ZfL\3Mn  
<CzH'!FJN  
struct meta_divide .OX.z~":y  
  { B~caHG1b  
template < typename T1, typename T2 > |DwI%%0(F  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) BT`D|<  
  { i7mT<w>?  
  return t1 / t2; `<b 3e(A  
} q`"gT;3S  
} ; gSL$silc  
oizD:|  
这个工作可以让宏来做: UT==x<  
fC&Egy  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ -P(q<T2MV'  
template < typename T1, typename T2 > \ M-T&K% /lW  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; z<sf}6q  
以后可以直接用 #wk'&XsC#z  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) >m44U 9   
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 daGGgSbh  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) TL1pv l  
u"?cmg<.1  
h=EJNz>U  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 ,*@m<{DX)  
VbKky1a@  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > =5[}&W  
class unary_op : public Rettype &owBmpz  
  {  [^8*9?i4  
    Left l; ]lXTIej`dy  
public : CsQ}eW8uEf  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} s'tmak-}|  
vp[~%~1(  
template < typename T >  Ae <v  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const n/=&?#m}d  
      { %h4pIA  
      return FuncType::execute(l(t)); t(\d;ybyx  
    } K0g<11}(Yg  
Hhx<k{B@7  
    template < typename T1, typename T2 > .%M=dL>  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const !D7/Ja  
      { f:KKOLm  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); u;F++$=  
    } &g\D-At  
} ; =L#tSa=M"  
<DvpqlT  
<q~&g &&+  
同样还可以申明一个binary_op @Vr?)_ 0  
Hh(_sewo  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > /=FQ {tLr  
class binary_op : public Rettype zX"@QB3E  
  { 5Q?7 xTQ  
    Left l; )^|zuYzN  
Right r; ]mn(lK  
public : 0"ZB|^c=  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} kgEGL]G>  
G!ty@ Fx  
template < typename T > ",B92[}Ar  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const xzyV| (  
      { 5dXC  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); EZ8Ih,j9  
    } W&A22jO.1  
']Nw{}eS`  
    template < typename T1, typename T2 > v< xe(dC  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const j;=+5PY  
      { JcvWE $  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 17a'C  
    } B+ud-M0  
} ; _ncqd,&z  
N32!*TsWs  
GO.mT/rB  
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 razVO]]E  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 x\]%TTps  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) qSlC@@.>  
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。  5%mc|  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! ; dPyhR  
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。。。 V2W)%c'  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 s(w6Ldi  
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) 1mz;4xb  
下面是修改过的unary_op ZZL.&Ho  
ArDkJ`DE  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > zqh.U @  
class unary_op xL3-(K6e  
  { Smzy EMT  
Left l; Wsyq  
  #eD@s En  
public : OGw =e{  
ne4j_!V{Mf  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} D4g$x'  
M. O3QKU4  
template < typename T > *.#d'~+  
  struct result_1 nsQx\Tnhx  
  { 7E*d>:5I  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 9YS&RBJu  
} ; LE%3.. !  
9!6sf GZ  
template < typename T1, typename T2 > 8<#X]I_eP+  
  struct result_2 k\8]fh)J\7  
  {  i1v0J->  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; FGo{6'K(:  
} ; h W\q  
J8>y2rAi  
template < typename T1, typename T2 > Hy`Ee7>  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const pJ!:mt  
  { B~K@o.%  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 9(g?{6v|  
} th]1> .  
:_E=&4&g  
template < typename T > .Az' THD}  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 'yd<<BM`  
  { lArYlR }  
  return OpClass::execute(lt(t)); XC"]/ y  
} qT7E"|.$  
Loo48  
} ; wN'Q\l+  
wPdp!h7B~N  
fgcI55&jV{  
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 u hW @ Y+  
好啦,现在才真正完美了。 &Jw]3U5J  
现在在picker里面就可以这么添加了: {+r0Nikx_  
s @\UZ C  
template < typename Right > Y~@@{zP  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const faH113nc  
  { 7@iyO7U  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); M_asf7|v  
} ,?s3%<\2   
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。 aF2vw{wT}  
>Wvb!8N  
5R"My^G  
8Ac5K!  
>~C*m `#  
十. bind HLD8W8  
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。 16;r+.FB'  
先来分析一下一段例子 -> $]`h"  
U^AywE]  
]VuB2L[D  
int foo( int x, int y) { return x - y;} H]^hEQ3DT  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 m {dXN=  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 G[;GP0\N  
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。 <FaF67[Q  
我们来写个简单的。 2N)siH  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: p }p@])}8  
对于函数对象类的版本: P@LFX[HtM  
o8PK,!Pl  
template < typename Func > 5X4 #T&.  
struct functor_trait O~wZU Zf  
  { F!N D  
typedef typename Func::result_type result_type; ;7;=)/-  
} ; Z}b25)  
对于无参数函数的版本: %S'gDCwq  
R]LRgfi9  
template < typename Ret > ?2RDd|#  
struct functor_trait < Ret ( * )() > d*}dM "  
  { %a'Nf/9=:  
typedef Ret result_type; SC Qr/Q  
} ; E}YJGFB7"  
对于单参数函数的版本: ~!t#M2Sk  
Fj_6jsDb  
template < typename Ret, typename V1 > xE.yh#?.k  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > C>}@"eK  
  { `FJ2 ?  
typedef Ret result_type; Rhfx  
} ; 5 ]c\{G  
对于双参数函数的版本: bXiOf#:''  
oJ:\8>)9  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > Ad:}i9-x  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 6d# 7  
  { ? "+g6II  
typedef Ret result_type; b +4x2{  
} ; Y<ZaW{%  
等等。。。 ;2&ym)`  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy pHftz-RS!  
8:9/RL\"x  
template < typename Func > s7789pR  
struct func_return )j_Y9`R  
  { ?D\6@G:,#@  
template < typename T > #Wf9`  
  struct result_1 \]Nt-3|`0  
  { gP 13n!7  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; r@30y/C  
} ; KAFx^JLo  
cns~)j~  
template < typename T1, typename T2 > pm4'2B|)g  
  struct result_2 =/Lwprj  
  { =>0 G  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; fZ6-ap,u  
} ; 5bZjW~d  
} ; ,zP.ch0K  
Y CBcyE}p  
(rT1wup  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 (c\i.z  
!RPPwvNk4  
template < typename Func, typename aPicker > Y+ Qm.  
class binder_1 3 {OZdl|  
  { |PaVb4j  
Func fn; D8O&`!mf  
aPicker pk; z]V%&f  
public : 9x]yu6  
<uf,@N5m  
template < typename T > 3;F+.{Icc  
  struct result_1 v K7J;U+cJ  
  { !]l!I9  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; G?e\w+}Pj@  
} ; C%ZSsp u  
Mv1V Vk  
template < typename T1, typename T2 > WWtksi,  
  struct result_2 rP<S =eb  
  { *B0 7-  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; hAvX{]  
} ; [CAV"u)0  
wF.S ,|  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} =JM !`[  
\1H~u,a  
template < typename T > ,b!]gsds  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const YYi:d=0<SO  
  { x/]]~@:  
  return fn(pk(t)); ecqL;_{o  
} \|< 5zL  
template < typename T1, typename T2 > w.0:#4  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const X ^\kI1  
  { I7@g,~s  
  return fn(pk(t1, t2)); s<`54o ,  
} \NTNB9>CO  
} ; #CcWsI>+w>  
A DW>  
Xx;4  
一目了然不是么? #->#mshd4  
最后实现bind $ri'tJ+  
cpe/GvD5]  
- )brq3L  
template < typename Func, typename aPicker > N8K @ch3=P  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) A3cW8 OClz  
  { rZSX fgfr  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 9! 6\8  
} }3xZ`vX[T  
C?h`i ^ >2  
2个以上参数的bind可以同理实现。 0//B+.#  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 0{'%j~"  
%^VQw!  
十一. phoenix p#6V|5~8  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: >~)IsQ*%  
n>["h2  
for_each(v.begin(), v.end(), gyx4='Q  
( {%cm;o[7o  
do_ tMQz'3,X  
[ cV+ x.)a.  
  cout << _1 <<   " , " Xj+oV  
] SGUu\yS&s  
.while_( -- _1), rh%-va9  
cout << var( " \n " ) mE+  
) ;;cPt44s  
); xw5LPz;B  
( /):  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: <z+b88D  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor pS C5$a(  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ^>H+#@R  
那么我们就照着这个思路来实现吧: 5Rc^5Nv  
{6uhUb  
-'jPue2\  
template < typename Cond, typename Actor > |Vq&IfP  
class do_while LNR~F_64Q  
  { qV`JZ\n  
Cond cd; =O?#>3A}  
Actor act; tq^d1b(j4  
public : y!;PBsU%Sx  
template < typename T > Q[U_ 0O,A9  
  struct result_1 HvSYE[Zt|  
  { @T6Z3Zj}  
  typedef int result_type; ( _{\tgSm  
} ; e[lRY>Pe5  
j3W)5ZX  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} Pkm3&sW  
cN{-&\ 6L  
template < typename T > ~$zodrS9  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const )cMW,  
  { j|u6TG  
  do l&z)Q/>?pZ  
    { D&xb tJd  
  act(t); T|h/n\fx)a  
  } 2{!^"iW  
  while (cd(t)); )7e[o8O_6  
  return   0 ; jZm57{C#*?  
} \?bp^BrI  
} ; I.<>6ISI@  
rSYzrVc  
!zw)! rV=  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). .Jt&6N  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 rsp?N{e  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 rf%E+bh4  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 FZM9aA  
下面就是产生这个functor的类: H-Uy~Ry*T  
4s!rrDN  
HqW|  
template < typename Actor > "e4hPY#  
class do_while_actor !cs +tm3  
  { :eK;:pN  
Actor act; J^@0Ff;=5^  
public : qp-/S^%  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} HR85!S`  
fz`+j -u  
template < typename Cond > hi>sDU< x  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; #L-3eW=f  
} ; OBF2?[V~  
silTL_$  
H1PW/AW  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 > Xq:?}-m2  
最后,是那个do_ lc%2Pi[X  
1*eWo~G  
P`'Nv  
class do_while_invoker Nb[z+V{=  
  { 4c2*)x$@  
public : =kq!e  
template < typename Actor > cH()Ze-B  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const yfS`g-j{~  
  { jXO*_R  
  return do_while_actor < Actor > (act);  Efsfuv  
} w0x%7mg@  
} do_; UW+|1Bj_:  
R qS2Qo]  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? %@Nuzdp  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 taXS>*|B  
最后来说说怎么处理break和continue Q:\I %o  
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。 8X`Gm!)  
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 或 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