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
  • 4080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 W}XYmF*_?  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 tx0Go'{  
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, BrJ o!@<  
J;UBnCg  
q]6_ rY.  
I#U>5"%\a  
  class filler 2'wr={>W  
  { Gz>Lqd  
public : |1(rr%  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} EJZ@p7*Oj  
} ; M%$ DT  
g ?afX1Sg  
JF M"ii{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: >[ug zJ  
v@8S5KJ  
L 42|>%uo  
_+ twq i  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); 60GFVF]'2  
{~"7vkc+  
{r={#mO;p  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 E@w[&#  
A7k'K4  
O)`fvpVU  
Bx(yu'g|a  
二. 战前分析 ! FNf>z+  
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。 5x8'K7/4.  
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 Tu]&^[B('  
Y4mC_4EU  
`gBD_0<T7  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); fO].e"}  
  /* --------------------------------------------- */ ]7a;jNQu  
vector < int *> vp( 10 ); [6D>f?z  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); FU%~9NKX  
/* --------------------------------------------- */ GR,J0LT   
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); ?75\>NiR  
/* --------------------------------------------- */ dQ:?<zZ  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ]o-Fi$h!  
  /* --------------------------------------------- */ 7zD- ?%  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); * R%.a^R  
/* --------------------------------------------- */ &Hv;<  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); AD^X(rW  
coDj L.u  
4d!S#zx  
Hu[]h]  
看了之后,我们可以思考一些问题: 3bWum  
1._1, _2是什么? xE%O:a?S  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 OI+E (nA  
2._1 = 1是在做什么? wL;]1&Qq  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 wGPotPdE2  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 (nLKQV 1  
tG/a H%4S  
?^|QiuU:n  
三. 动工 D%-{q>F!gf  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: tqK=\{U  
D9~}5  
OCCEL9d  
EYG"49 c  
template < typename T > TMK'(6dH  
class assignment yI8 SQ$w0y  
  { =f>HiF  
T value; B={/nC}G~  
public : kl" ]Nw'C  
assignment( const T & v) : value(v) {} -Q#o)o  
template < typename T2 > HOfF"QAR$  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } qNpu}\L  
} ; N[pZIH5ho=  
jZRhKT  
KxY$PgcC  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 e#.\^   
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment E#8_hT]5  
gI)u}JX  
+ 3h`UF  
"%VbI P  
  class holder V] rhVMA  
  { ;1v=||V  
public : hyfR9~  
template < typename T > _?.\Xc  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const Pey//U  
  { iNQ0p:<k  
  return assignment < T > (t); 22>;vM."  
} m%pBXXfGYj  
} ; 3L>d!qD  
Ox^:)ii  
3YW=||;|Yg  
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: p #bhz5&/  
%nWe,_PjD  
  static holder _1; [ByQ;s5tY  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 z>G;(F2  
&'s^nn]  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 8V-,Xig;`  
而不用手动写一个函数对象。 $Z ]z  
>B_n/v3P(M  
,t1vb3  
A[`G^ $  
四. 问题分析 4}i*cB `  
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。 H-(q#?:  
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。 )Vg2Jix,]  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 gz;&u)  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 4O(@'#LLz  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 # ORO&78  
Rn-G @}f  
五. 问题1:一致性 1}}>Un`U5,  
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?| t,h{+lYU  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Cp^g'&  
wz#A1F  
struct holder z1vw'VT>  
  { Ql &0O27  
  // `4V"s-T'  
  template < typename T > ^/dS>_gtHv  
T &   operator ()( const T & r) const !,Nwts>m  
  { 0I 5&a  
  return (T & )r; v0#*X5C1'  
} {oUAP1V^  
} ; JO=1ivZl  
h%TLD[[/jr  
这样的话assignment也必须相应改动: .wy$-sG81  
WDkuB  
template < typename Left, typename Right > 44HiTWQS?l  
class assignment .'1SZe7O  
  { /ZW&0 E  
Left l; _9@ >;]  
Right r; >.<ooWw  
public : YTQps&mD.  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} J-V49X#  
template < typename T2 > "'a* [%  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } ]\Xc9N8w  
} ; Gf0,RH+  
u[")*\CP  
同时,holder的operator=也需要改动: S@xXq{j  
pzhl*ss"6  
template < typename T > nN aXp*J  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const RV+E^pkp$  
  { u1Ek y/e-  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); .<#ATFmY  
} 7LCp7$Cp  
]6&$|2H?Ni  
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。 tHh HrMxO  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 c #lPc>0xb  
-.iNNM&a  
return l(rhs) = r; |cDszoT /  
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。 0q,pi qjO  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: I :)W*SK  
k1='c7s  
template < typename Tp > Y]N,.pv=  
class constant_t hat>kXm2K  
  { `uo, __y  
  const Tp t; ;AIc?Cg  
public : y&oNv xG-  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} sbo^"&%w  
template < typename T > WR#0<cz(  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const PB53myDQ  
  { XIAeCU  
  return t; Quzo8 u  
} p $ouh  
} ; lA^+Flh  
{6G?[ `&ca  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 'O?~p55T  
下面就可以修改holder的operator=了 jb[!E^'&>  
`/nM[  
template < typename T > z0bJ?~w,  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const @;:>GA  
  { gSt`%  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); uD9|.P}  
} *7$P]  
55Gtp\L  
同时也要修改assignment的operator() z42F,4Gk  
7&B$HZ  
template < typename T2 > LL*mgTQ  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } bAwl:l\`  
现在代码看起来就很一致了。 Q_p[k KH  
?_g1*@pA  
六. 问题2:链式操作 hhI)' $  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 jrMe G.e=D  
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。 :+rUBYWx  
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。 O+~ 7l?o  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 6#e::GD  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct lfN~A"X  
JC#>Td  
template < typename T > .S?pG_n]f  
struct result_1 # 1.YKo  
  { )G1P^WV4  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; :5fAPK2r<  
} ; l2jF#<S@  
k\`S lb1  
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: :6{`~=  
)|bC^{kH!l  
template < typename T > nV_8Ke  
struct   ref d3;qsUh$yv  
  { V5`^Y=X(%  
typedef T & reference; &M />tE Z)  
} ; I+(/TP  
template < typename T > Vz=auM1xZ  
struct   ref < T &> eH%RNtP`  
  { OJAIaC\  
typedef T & reference; EZDy+6b  
} ; 8, "yNq  
x_#-tB  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: Tr&M~Lgb)  
{aYY85j  
template < typename T > SHVWwoieT  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const BX+.0M  
  { _-TA{21)  
  return l(t) = r(t); BB$oq'  
} tw=oH9c80  
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 fZ04M{2  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 gB'fFkd  
M]]pTU((  
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 @`36ku  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 4qi[r)G  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 [K/m  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 tWeFEVg  
最后的布局是: 0\9K3  
                Add o=J9  
              /   \ }J:+{4Yn  
            Divide   5 5N[9 vW  
            /   \ Z;l`YK^-  
          _1     3 [U@; \V$  
似乎一切都解决了?不。 _ *f  
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。 ``VW;l{  
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。 RoGwK*j0+  
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: W,^W^:m-x  
q@hzo>[  
template < typename Right > K14^JAdY/  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const [BBEEI=|r  
Right & rt) const EZ;"'4;W  
  { I pzJ#  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); KnhoaBB  
} \%Ves@hG>  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ew _-Eb  
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。 YKmsQ(q`N  
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。 /H7&AiA  
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。 L|-98]8>  
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。 'H8(=9O1d  
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? bHLT}x/Gw  
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: YOr:sb   
gKLyL]kAGz  
template < class Action > M-)R Q-h  
class picker : public Action "tFxhKf  
  { P 3MhU;  
public : ~lNsa".c  
picker( const Action & act) : Action(act) {} b45|vX+j  
  // all the operator overloaded =@,Q Dm]L  
} ; D:^$4}h f  
WrPUd{QM  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 WQ yLf;!Lz  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: /sM~U q?  
AfeCK1mC@  
template < typename Right > @%k}FL=:t(  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const GdV1^`M6  
  { oi}i\: hI  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ~qe%Yq  
} 7dsefNPb  
wo_,Y0vfB  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > fb8%~3i>  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 vAY,E=&XvM  
Y!iZW  
template < typename T >   struct picker_maker 1f",}qe;  
  { }_=eT]  
typedef picker < constant_t < T >   > result; su*Pk|6%  
} ; m]i @ +C  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > kmzH'wktt  
  { 6T 8!xyi-+  
typedef picker < T > result; DCqY|4Qc  
} ; lL1k.& |5m  
]Q]W5WDe:  
下面总的结构就有了: 2'=T[<nNB  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 Z{&cuo.@<]  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 s0Z uWVip  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 24 1*!  
至此链式操作完美实现。 @(r /dZc  
 hI9  
__mF ?m  
七. 问题3 (/35p g6\  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 @gY)8xMbA  
4pw6bK,s2\  
template < typename T1, typename T2 > q6YXM  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const quY:pqG38q  
  { MSf;ZB  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); KYzv$oK  
} F:x [  
.r*2|  
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: ;a:[8Yi  
LL:_L<  
template < typename T1, typename T2 > %*BlWk!Q  
struct result_2 >EY3/Go>  
  { vpmj||\-  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; .\>v0Du  
} ; MEB it  
RX/hz|   
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? vWAL^?HUP  
这个差事就留给了holder自己。 d!eYqM7-G  
    "DYJ21Ut4  
M4as  
template < int Order > f^W;A"+  
class holder; 9 (QJT}qC  
template <> j?'GZ d"B  
class holder < 1 > 98^V4maR:  
  { t!RiUZAo  
public : 5\z `-)  
template < typename T > >2~=)L  
  struct result_1 wI(M^8F_Mf  
  { k:7(D_  
  typedef T & result; ;!yQ  
} ; Gz .|]:1  
template < typename T1, typename T2 > 6j ~#[  
  struct result_2 21"1NJzP  
  { F$)[kP,wtO  
  typedef T1 & result; Y]&j,j&  
} ; l\i)$=d&g  
template < typename T > ;^Dpl'v%\  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const :OuA)f  
  { KCs[/]  
  return (T & )r; ]\|VpIg  
} h $2</J"  
template < typename T1, typename T2 > 0Vx.nUQ  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const a\r\PBi  
  { !r<pmr3f@7  
  return (T1 & )r1; &Xf}8^T<V  
} 4<BjC[@~Z{  
} ; E>K!Vrh-L  
V:joFRH9  
template <> {;2PL^i  
class holder < 2 > 3W N@J6?  
  { AIZ]jq  
public : .[_L=_.  
template < typename T > &q9T9A OS  
  struct result_1 5 sX+~Q  
  { X(NLtO w  
  typedef T & result; 6Yln, rC  
} ; ?` ?)QE8  
template < typename T1, typename T2 > nR*ryv  
  struct result_2 *WuID2cOI  
  { zolt$p  
  typedef T2 & result; Z.Lc>7o  
} ; 7<*yS310  
template < typename T > :=Nz }mUV  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ,y#Kv|R  
  { o2F)%TDY  
  return (T & )r; ?{[ v+t#  
} J\b^)  
template < typename T1, typename T2 > y gz6C  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const A*\.NTM  
  { z:wutqru  
  return (T2 & )r2; %%[LKSTb  
} x<ZJb  
} ; -Fe?R*-g  
#pnI\  
)P sY($ &  
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> >。 Bx< <~[Ws}  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: lN Yt`xp  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: @u6B;)'l  
a!v1M2>  
return l(i, j) = r(i, j); t7aefV&_,  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) :/nj@X6  
]Gsv0Xk1  
  return ( int & )i; ;{N!Eb`S  
  return ( int & )j; ~UP[A'9jJ  
最后执行i = j; A PEE ~  
可见,参数被正确的选择了。 \XZ/v*d0  
"~|6tQLc  
gi1^3R[  
.[ICx  
RMdk:YvBg  
八. 中期总结 Hquc o  
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: `r9!zffyS  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 m+]K;}.}R  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 X aMJDa|M  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor e w$ B)W  
, s"^kFl  
?Lk)gO^C  
\"P%`  C  
V2wb%;q  
sBT2j~jhJ  
九. 简化 [M=7M}f;  
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。 ig/xv  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 cK(C&NK  
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: z7fp#>uw  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 Jdj2~pTq  
  +-*/&|^等 I&x=;   
2. 返回引用。 3YR!Mq$|~  
  =,各种复合赋值等 0AL=S$B)  
3. 返回固定类型。 p8Qk 'F=h  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) fHx*e'eA  
4. 原样返回。 vdc\R?  
  operator, gCB |DY  
5. 返回解引用的类型。 x??+~$}\*-  
  operator*(单目) |ATvS2  
6. 返回地址。 +%h8r5o1  
  operator&(单目) c(xrP/yOwi  
7. 下表访问返回类型。 Ng2twfSl$  
  operator[] Z 2V.3  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 L>Fa^jq5  
  operator<<和operator>> 86=}ZGWd  
_-K2/6zy  
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。 KJ)k =mJ  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 8V`WO6*  
6d<r= C=  
template < typename Left > aC8} d  
struct value_return C)ERUH2i  
  { y51e%n$  
template < typename T > NJWA3zz   
  struct result_1 .ypL=~Rp  
  { ^BikV  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ?]_$Dcmx  
} ; bN1|q| 9  
f@wquG'  
template < typename T1, typename T2 > <lPm1/8  
  struct result_2 *v!9MU9[(  
  { BYL)nCc  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; /T0F"e)Ci  
} ; 1Y\DJ@lh  
} ; ) j#`r/  
FpmM63$VN[  
2*;~S4 4  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait H)kwQRfu  
9<6;Hr,>G  
下面我们来剥离functor中的operator() P64PPbP  
首先operator里面的代码全是下面的形式: _Xe>V0   
un mJbY;t  
return l(t) op r(t) O:;w3u7;u  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) c_$=-Khk  
return op l(t) -P$PAg5"2  
return op l(t1, t2) 'uS n}hm  
return l(t) op )l C)@H}  
return l(t1, t2) op O`IQ(,yef  
return l(t)[r(t)] 'T*&'RQr  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)]  dVtG/0  
6_GhO@lOG  
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: itt3.:y  
单目: return f(l(t), r(t)); S6Q  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); WUn]F~Lt  
双目: return f(l(t)); vxBgGl  
return f(l(t1, t2)); C!<Ou6}!b  
下面就是f的实现,以operator/为例 H(ARw'M  
~ D j8 z+^  
struct meta_divide 'urafE4M  
  { l`lk-nb  
template < typename T1, typename T2 > {T$9?`h~M  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) tTl%oN8Qw  
  { M6 "PX *K  
  return t1 / t2; SaO}e  
} -V77C^()8d  
} ; t%0VJB,Q2  
tKOmoC  
这个工作可以让宏来做: {L{o]Ii?g  
1hY{k{+o  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ HmGWht6R  
template < typename T1, typename T2 > \ o q Xg  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; Ju@c~Xm  
以后可以直接用 EHJ.T~X  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) t\dN DS  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 :D5Rlfj  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) L\J;J%fz.  
b|:YIXml  
~g]Vw4pv  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 I3L<[-ZE  
zj{pJOM06  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > gD @){Ip  
class unary_op : public Rettype lgL%u K)  
  { BA:VPTZq  
    Left l; N)X3XTY  
public : IVY]EkEG~  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} Woy m/[i  
reu*53r]  
template < typename T > NIry)'"  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 0 1rK8jX  
      { Q->sV$^=T  
      return FuncType::execute(l(t)); i>`%TW:g  
    } Naf0)3q>!  
(=AWOU+  
    template < typename T1, typename T2 > W:2( .?  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const kiaw4_  
      { Ty?cC**  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); z2~ til  
    } *Hn8)x}E  
} ; kS);xA8s]  
j_?FmX _  
$ bR~+C  
同样还可以申明一个binary_op h7Kzq{$  
0Th&iA4  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > %YscBG  
class binary_op : public Rettype -`h)$&,  
  { )qw&%sO +  
    Left l; ~TD0z AA&  
Right r; rglXs  
public : p8O2Z? \  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} $7ZX]%<s  
x|Bf-kc[#Q  
template < typename T > +~$ ]} %  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const !wVM= z^G  
      { <iC(`J$D  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); j</: WRA`]  
    } g*_&  
%ntRG !  
    template < typename T1, typename T2 > %5n_ p^xp  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Xl#ggub?  
      { E{`fF8]K  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); G9cUD[GB  
    } IOmfF[  
} ; ]h+j)J}[A  
qR8Lh( "i  
FcU SE  
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 R__OP`!  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 R&k<AZ  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 8OU\V5i[,q  
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。 7`'Tbp  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! "<1{9  
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。。。 /(*q}R3Kfo  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 !l8PDjAE  
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) ;N0XFjdR  
下面是修改过的unary_op Wd:uV  
0S!K{xyR  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > k?^z;Tlvw  
class unary_op $%#!bV  
  { q>+k@>bk @  
Left l; @q7I4  
  S4z;7z(8+  
public : uy$e?{Jf  
YU'E@t5  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 3F2w-+L  
@# l= l  
template < typename T > hHnYtq  
  struct result_1 d\8l`Krs[_  
  { !pX>!&sb  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;  x'<X!gw  
} ; + [mk<pQ  
?Z/V~,  
template < typename T1, typename T2 > b3, _(;A!  
  struct result_2 .#8 JCY  
  { /y}xX  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 9rf)gU3{+L  
} ; 8<Av@9 *}  
)Ql%r?(F+  
template < typename T1, typename T2 > Vt#.eL)Ee  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const e(t\g^X  
  { E:nF$#<'N  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); NC(~l  
} zQd 2  
64tvP^kp  
template < typename T > k5pN  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const x7[BK_SY  
  { 0\P1; ak%  
  return OpClass::execute(lt(t)); Ad_h K O  
} M8(t 'jN  
zK@@p+n_#.  
} ; 37o; ;  
"^%cJAnLX  
jNk%OrP]  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug L4nYXW0y  
好啦,现在才真正完美了。 VMWf>ZU  
现在在picker里面就可以这么添加了: pW3^X=6  
6j}9V L77  
template < typename Right > 4,DeHJjAlE  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const Y$@?.)tY  
  { Lp9E:D->  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); oCz/HQoBk  
} /7YIn3  
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。 <RL]  
<)D$51 &0  
9\7en%(M  
zTU0HR3A  
Y76gJ[y jn  
十. bind H4+i.*T#  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 N(yz k_~  
先来分析一下一段例子 +6+i!Sip  
eJ-nKkg~a  
C,4e"yynb  
int foo( int x, int y) { return x - y;} fz "Y CHe  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 SvF<p3  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 .Z *'d  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 N;`n@9BF  
我们来写个简单的。 8Zd]wYO  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: =T7.~W  
对于函数对象类的版本: LKDO2N  
*s3/!K  
template < typename Func > 7@W>E;go  
struct functor_trait X"eYK/7  
  { {+>-7 9b  
typedef typename Func::result_type result_type; cw <l{A  
} ; 4o5t#qP5$S  
对于无参数函数的版本: Jln:`!#fDf  
j#4kY R{  
template < typename Ret > o ^uA">GH  
struct functor_trait < Ret ( * )() > ^U/O !GK  
  { u=e{]Ax#}  
typedef Ret result_type; N8df8=.kw  
} ; $[ *w"iQ  
对于单参数函数的版本: _|`S3}q|d  
;!Fn1|)  
template < typename Ret, typename V1 > ,eS)e+yzc2  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > k+*u/neh  
  { UJ2U1H54h  
typedef Ret result_type; 1< ?4\?j  
} ; 3Jn ;}  
对于双参数函数的版本: ]6j{@z?{  
C;yZ  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > #GFr`o0$^  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > )boE/4  
  { -mh3DhJ,  
typedef Ret result_type; r<$y= B  
} ; M"L=L5OH-  
等等。。。 }x ,S%M-  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 1|:KQl2q  
UPGtj"2v-  
template < typename Func > s5. CFA  
struct func_return *0ro0Z|Iq  
  { 6 !bsM"F  
template < typename T > Q,Eo mt  
  struct result_1 |w3M7;~eF  
  { gRzxLf`K  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; VIbq:U  
} ; E{vbO/|kf  
3OB"#Ap8<  
template < typename T1, typename T2 > &7s.`  
  struct result_2 4skD(au8  
  { yf,z$CR  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; qxc[M8s  
} ; x?<FJ"8"k  
} ; mR)wX 6  
vP,n(reM  
N$tGQ@  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 *n!J=yS  
NxILRKwO  
template < typename Func, typename aPicker > `d(ThP;g  
class binder_1 ^ZCD ~P_=  
  { \b>] 8Un"  
Func fn; U $UIN#  
aPicker pk; ?q [T  
public : 5:?! =<=  
J .%IfN  
template < typename T > \{D" !e  
  struct result_1 7j{?aza  
  { ),!qTjD  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 6S{l' !s'  
} ;  Fk;Rfqq  
ugBCBr  
template < typename T1, typename T2 > _e2=ado  
  struct result_2 }-`4DHgq  
  { G+m }MOQP7  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; r mOj  
} ; 'c~4+o4co  
W%Fv p;\`  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} moE2G?R  
[N'h%1]\  
template < typename T > !'O@2{?B  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const @}ZVtrz  
  { 6dYMwMH  
  return fn(pk(t)); "Y.y:Vv;  
} OZ&o:/*HM  
template < typename T1, typename T2 > GN>@ZdVG}#  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const H"F29Pu2  
  { V~ _>U}  
  return fn(pk(t1, t2)); #LNED)Vg  
} e#q}F>/L  
} ; P2nu;I_ &  
Yr|4Fl~U  
!Z6{9sKR=]  
一目了然不是么? o !7va"  
最后实现bind d d;T-wa}  
TsZ@  
t$ *0{w E  
template < typename Func, typename aPicker > >R=|Wo`Ri  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) T]$U""  
  { Z6m)tZVM  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); BJ0?kX@  
} paMa+jhQQ  
WEpoBP CL  
2个以上参数的bind可以同理实现。 ?X;RLpEc|A  
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。 aQ~s`^D  
%XTI-B/K  
十一. phoenix XfmwVjy  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Xm&L B X  
0CvUc>Pj`"  
for_each(v.begin(), v.end(), w*Ihk)  
( |cY`x(?yP  
do_ E} .^kc[(4  
[ . ]M"# \  
  cout << _1 <<   " , " 92-I~ !d  
] {XHh8_ ^&  
.while_( -- _1), A)KZa"EX  
cout << var( " \n " ) 0BsYavCR  
) ]%(2hY~i  
); y> (w\K9W  
xLn%hxm?,  
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: H[|~/0?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 d!{r  v  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 q'11^V!0  
那么我们就照着这个思路来实现吧: B1Oq!k  
|'2d_vR  
BORA(,  
template < typename Cond, typename Actor > LHmZxi?  
class do_while <6=c,y  
  {  C.QO#b  
Cond cd; ~;]d"'  
Actor act; mcok/,/  
public : "I TIhnE  
template < typename T > lRdChoL$2  
  struct result_1 6zn5UW#q  
  { _aMF?Pj~m  
  typedef int result_type; GJUL$9  
} ; FgI3   
jq-_4}w?C  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 3mni>*q7d  
(I}v[W  
template < typename T > s(8W_4&'  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Qei" '~1a  
  { (9h`3#  
  do &~w}_Fjk  
    { "*H`HRi4T  
  act(t); h7I{ 4  
  } WjjB<YKzF  
  while (cd(t)); u-C)v*#L  
  return   0 ; i@CxI<1'  
} iyog`s c  
} ; W'.m'3#z  
w*MpX U<  
Ca3~/KrM  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). t0I{q0  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 =rK+eG#,  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 >OK^D+v"j  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 8.~kK<)!  
下面就是产生这个functor的类: E~:x(5'%d  
%PJQ%~ A  
-!9G0h&i|  
template < typename Actor > Q3SS/eNP  
class do_while_actor Y4(  
  { K4);HJ|=  
Actor act; w`=\5Oa.G  
public : bYPKh  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 'P}0FktP`  
.>nRzgo  
template < typename Cond > 8sCv]|cn  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ],v=]+R  
} ; {}Za_(Y,]  
y)gKxRaCS  
+'w3 =2Bo  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 v9->nVc-  
最后,是那个do_  rXU\  
?R#)1{(8d~  
Xs?o{]Fe  
class do_while_invoker <d_!mKw  
  { C'X!\}f.b/  
public : :a)u&g@G  
template < typename Actor > }iuw5dik+  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const I!?}jo3  
  { 40<mrVl  
  return do_while_actor < Actor > (act); _/K_[w 1  
} PiYxk+N  
} do_; 6JQ'Ik;$wX  
O7IJ%_A&  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? alvrh'51  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 6K<K  
最后来说说怎么处理break和continue Tu7QCr5*  
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。 l/awS!Q/nF  
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
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八