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
  • 5188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 .H escg/S  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 _jvxc'6  
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, I )~GZ  
;d@#XIS&-(  
'S20\hwt-  
<kfnpB=  
  class filler ({ +!`}GY  
  { /?wtF4  
public : nyX2|m&  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} FXpJqlhNv  
} ; TCMCK_SQL  
+Te\H  
TeMHm ?1^  
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: t^UxR@l<K|  
S%$ }(  
^8]NxV@l  
z$&{:\hj  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); aKJwofD  
L{#IT.  
%gInje  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 /RG:W0=K  
2\)xpOj  
mWv3!i;G<s  
hM_lsc  
二. 战前分析 0$(WlP |  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 \/93Dz  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 0^v`T%|fTX  
KsddA  
'Y?"{HZ  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); x/%aM1"X^  
  /* --------------------------------------------- */ 1]d!~  
vector < int *> vp( 10 ); ru'F6?d  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 9-sw!tKx  
/* --------------------------------------------- */ gx-2v|pZ  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); AL[KpY  
/* --------------------------------------------- */ Tg7an&#  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); FX;QG94!  
  /* --------------------------------------------- */ O 5!7'RZ  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); _;W.q7 b]  
/* --------------------------------------------- */ {k(g]#pP  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); hMa]B*o/-  
2_)\a(.Qu  
{WJm  
?)/#+[xa  
看了之后,我们可以思考一些问题: W=ig.-  
1._1, _2是什么? *tGY6=7O  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。  52Yq  
2._1 = 1是在做什么? #`~C)=-  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 f<-Jg  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 pLl(iNf]  
s'3 s^Dd  
[RS|gem`  
三. 动工 oph}5Krd)  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ;^+\K-O]c  
.7^c@i[  
.4S.>~^7  
R1Pk TZP&  
template < typename T > <g-9T-Ky  
class assignment O],T,Z?z  
  { _qU4Fadgm  
T value; md+nj{Ib  
public : =-tw5], L  
assignment( const T & v) : value(v) {} '_<{ p3M  
template < typename T2 > sXqz+z$*  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } bkRLC_/d  
} ; -<6\1J  
} j<)L,  
__uA}f Zp  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 j*d yp  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment :{{F *FM;  
GeI-\F7b  
Cwr~HY  
^0Zf,40  
  class holder {M3qLf~z#C  
  { K~uXO  
public : I) rCd/  
template < typename T > e4-@ f%5  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 9X[kEl  
  { 84$nT>c  
  return assignment < T > (t); ?xA:@:l/  
} 02Y]`CXj  
} ; ~Cbc<[}  
MvuQz7M#d  
[2>yYr s_=  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: U] ~$g}!)  
(DJ"WG  
  static holder _1; FSP+?((  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 eP.wOl  
0;hqIJcE:\  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); >f^r^P  
而不用手动写一个函数对象。 Y1L[;)Hn  
Uq[>_"}  
uyO/55;HO  
f0A{W/0n  
四. 问题分析 ``V" D  
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。 WJ$bf(X*  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 i1UiNJh86  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Ha(c'\T (\  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 dW_KU}  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 E{`kaWmC&~  
Ki4r<>\l{H  
五. 问题1:一致性 ()2I#  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| ^pxX]G]  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 7X`l&7IXP  
bW$,?8(  
struct holder u6?Q3 bvI  
  { XYjV.j\  
  // H  >j  
  template < typename T > +j#+8Ze  
T &   operator ()( const T & r) const c7<wZ  
  { vhe>)h*B  
  return (T & )r; 7z/|\D_{  
} w+C7BPV&  
} ; Gp1?iX?ml  
%]F d[pzF  
这样的话assignment也必须相应改动: C\\~E9+  
:=}BN  
template < typename Left, typename Right > .@2m07*1  
class assignment XQ#;Zs/l  
  { v;BV@E0}x  
Left l; Ld\R:{M"  
Right r; aL*&r~`&e'  
public : Mh~q//  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Olt `:;j-  
template < typename T2 > ) dn(G@5  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } T m,b,hi$  
} ; 2- &k^Gl!:  
6,o~\8ia  
同时,holder的operator=也需要改动: |_LU~7./  
r/4``shg  
template < typename T > [V^WGW2oY  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const |"?M1*g  
  { J\/cCW-rF  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); w&X<5'GM  
} ccB&O _  
pSoiH<33  
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。 +GG9^:<yr  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ;>#wU'  
< nXL  
return l(rhs) = r; ht7l- AK  
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。 00'%EYO  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: :X0k]p  
ztnFhJ<a$  
template < typename Tp > MPCBT!o4Z  
class constant_t M:XSQ["6>V  
  { U [*FCD!~  
  const Tp t; qT ,Te  
public : fg s!v7  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 5"^en# ?9  
template < typename T > : imW\@u  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const ?QsQnQ  
  { *Y,x|F  
  return t; E4xj?m^(y=  
} QXL'^uO  
} ; ,eOB(?Ku  
C+'/>=>a.  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ~{d$!`|a  
下面就可以修改holder的operator=了 %Da8{%{`Pc  
Mx&&0#;r  
template < typename T > 6tB+JF  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const E;,u2[3  
  { $g/SWq  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); .}&` TU  
} } uO);k5H  
e7@ojOQ%  
同时也要修改assignment的operator() 0vFD3}~>  
FQm`~rA~zt  
template < typename T2 > >go,K{cK6  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 7"aN#;&  
现在代码看起来就很一致了。 4\y/'`xm)6  
SFO({w(  
六. 问题2:链式操作 D'7SAFOM  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 E7NV ^4h  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 }0eF~>Df  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 y6LWx:  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 l%[EXZ  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ?6yjy<D)$e  
z,Medw6[  
template < typename T > @Gk ILFN  
struct result_1 ? K ;dp  
  { sA/pVU  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; %oq{L]C(rf  
} ; 5Eg1Q YVt  
1|RANy  
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: =5Q]m6-SgV  
2-7IJ\  
template < typename T > yGWxpzmRS  
struct   ref bW$J~ynM  
  { @<&5J7fb  
typedef T & reference; 4^TG>j?M  
} ; L_vISy%\b  
template < typename T > U[SaY0Z  
struct   ref < T &> I`p+Qt  
  { wN`jE0 {  
typedef T & reference; ]j'p :v  
} ; T@G?t0  
m=?KZ?U`  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: (0j}-iaQEZ  
s@9vY\5[9  
template < typename T > { D^{[I  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const _]yn"p  
  { Id'X*U7Q  
  return l(t) = r(t); 0TCBQ~"  
} {aY%gk?y#>  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 GKOD/,  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ugo.@   
b6}H$Sx~  
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 FB  _pw!z  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: s8-<m,*  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 _(Sa4Vb=Q6  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 H GXt  
最后的布局是: >*]Hq.&8  
                Add WP?TX b`5  
              /   \ M4zm,>?K  
            Divide   5 Ey_" ~OB  
            /   \ ZYI{i?Te#  
          _1     3 /]=C{)8  
似乎一切都解决了?不。 %70~M_  
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。 9S-Z& 2L  
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。 _&N2'hG=sn  
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: /`f^Y>4gD  
s~>d:'k7|  
template < typename Right > 0ZBJ ~W  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const {. 2k6_1[  
Right & rt) const <Fi%iA  
  { @W va tD V  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); MNC*Glj=  
} CsTF  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 0uWR<,]  
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。 3{""58  
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。 b?TO=~k,  
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。 ?3*l{[@J  
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。 i 7_ _  
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? /e7O$L)   
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: ^.#jF#u~  
P/c&@_b  
template < class Action > fIj|4a+  
class picker : public Action Pf|siC^;s~  
  { QrfG^GID  
public : }2(,K[?  
picker( const Action & act) : Action(act) {} JQV%fTHS  
  // all the operator overloaded My<snmr2d  
} ; yHs- h   
dQ_!)f&w1  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 O$IEn/%+  
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: fJ/e(t  
~MS\  
template < typename Right > FO!]P   
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 9A} # 6  
  { 0/!dUWdKH  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Tsgk/e9K2?  
} b /@#}Gc  
2ggdWg7z  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 0o+6Q8q  
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。 ^SxY IFL  
MP_'D+LS  
template < typename T >   struct picker_maker U4gF(Q  
  { '@p['#\uI  
typedef picker < constant_t < T >   > result; @c<3b2  
} ; J13>i7]L%  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > hJDi7P  
  { :Qumb  
typedef picker < T > result; 5#> 8MU?&  
} ; !|O~$2O@  
BB~OqZIP  
下面总的结构就有了: uM_#  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 iTag+G4*  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 "kMguK}c  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 wm)#[x #  
至此链式操作完美实现。 v=_6XF  
*Txl+zTY  
!eEHmRgg4  
七. 问题3 |`lzfe  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 3=Cc.a/3  
oXxCXO,q  
template < typename T1, typename T2 > &e;=cAXG  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const F{eU";D  
  { BO~PT,QrF  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 0TGLM#{  
} >S'17D  
+RnkJ* l  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: J(c{y]`J  
YN`H BFH  
template < typename T1, typename T2 > ~v]!+`_J  
struct result_2 cfcim.jB  
  { _Y8hb!#(  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ^@qvl%j  
} ; Y}uCP1v  
\|E^v6E%0  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? AgFVv5  
这个差事就留给了holder自己。 &4b&X0pU  
    /%&2HDA)  
%n hm  
template < int Order > c0hwc1kv-  
class holder; n@U n  
template <> f}1&HI8r  
class holder < 1 > :{IO=^D=$  
  { <^zHE=h"  
public : ~$p2#AqX  
template < typename T > o(S{VGi,  
  struct result_1 hO';{Nl/$  
  { 9(6I<]#  
  typedef T & result; >2,Gy-&"0  
} ; }; f#^gz'  
template < typename T1, typename T2 > 2I&o69x?  
  struct result_2 >y[oP!-|P  
  { 9'{}!-(xR  
  typedef T1 & result; l2l(_$@3  
} ; q|8{@EMT  
template < typename T > |b*? qf  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ^4,a8`  
  { Sqo : -  
  return (T & )r; G}FIjBE  
} df n9!h  
template < typename T1, typename T2 > Q8 DQlqHm  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ;_^fk&+  
  { d1U\ft:gV  
  return (T1 & )r1; yQ^($#Yk  
} <o+<H  
} ; k'#(1(xj  
;gs ^%z  
template <> E;1Jh(58)b  
class holder < 2 > 'JNElXqrv  
  { {W]=~*w  
public : ]79:yMD~ba  
template < typename T > ox%9Ph  
  struct result_1 N_pJk2E  
  { zOGU8Wg  
  typedef T & result; ^_ kJKM,  
} ; 4H|(c[K;  
template < typename T1, typename T2 > xj[(P$,P  
  struct result_2 xia|+  
  { ap{2$k ,  
  typedef T2 & result; /r-aPJX  
} ; `&-Mi[1  
template < typename T > 8Goh4T H  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 3"G>>nC&  
  { v76D3'8  
  return (T & )r; WHlYo5?  
} gS:A'@&  
template < typename T1, typename T2 > Oi:<~E[kz.  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ?c7*_<W5  
  { |]aE<`D  
  return (T2 & )r2; _L@2_#h!  
} ^b7GH9<&  
} ; rtL}W__  
.N*Pl(<[  
VMCLHpSfW  
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> >。 1!.(4gV  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: hs?sGr  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: +e-G,%>9  
JqMDqPIQ  
return l(i, j) = r(i, j); Le*.*\  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) .VkbYK  
C#H:-Q&  
  return ( int & )i; :OW ;?{ ~j  
  return ( int & )j; zcva-ze:;  
最后执行i = j; l2&`J_"  
可见,参数被正确的选择了。 # hlCs  
^k Cn*&  
aM{xdTYaU  
&m[Qn!>i6  
1y lk4@`  
八. 中期总结 "3<da*D1  
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: Zr-U&9.`  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 JR@.R ,rII  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 JXw^/Y$  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ~j-cS J3  
#Jna6  
#^4,GLIM  
EZYBeqv  
P) uDLFp]  
8o/}}=m$  
九. 简化 r%e KFS  
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。 Q7g>4GZC  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 V~ TWKuR  
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: TO-nD>  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ,:%"-`a%  
  +-*/&|^等 ) /v6l  
2. 返回引用。 Fh*j#*oe  
  =,各种复合赋值等 wQ%mN[  
3. 返回固定类型。 Uz7^1.-g4  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 0v]?6wX  
4. 原样返回。 4&HXkRs:  
  operator, b9"jtRTdz  
5. 返回解引用的类型。 >/#KI~}'N  
  operator*(单目) _ ib"b#  
6. 返回地址。 _$p$")  
  operator&(单目) 3( ]M{4j  
7. 下表访问返回类型。 7c;9$j  
  operator[] jr)7kP@  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 Ed:eGm }  
  operator<<和operator>> 0x9x@gF  
?\#N9 +{W  
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。 <BW[1h1k5_  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ncSFj.}w]  
u-1;'a  
template < typename Left > ^{\<N()R  
struct value_return (708H_  
  { 1&/FG(*/  
template < typename T > 8k^| G  
  struct result_1 XK"-'  
  { Uh'#izm[l  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; kEO7PK/  
} ; 0[F:'_  
fS:1^A2,  
template < typename T1, typename T2 > @m?QR(LJ  
  struct result_2 fRfn2jA)d  
  { !J =sk4T  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; :d8W +|1u  
} ; cv(PP-'\  
} ; {,cCEXag%  
k/03ZxC-  
jt@SZI`  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait < F )_!0C  
0A:n0[V:]  
下面我们来剥离functor中的operator() }@+NN ?P  
首先operator里面的代码全是下面的形式: q\rC5gk >  
#XnPsU<J  
return l(t) op r(t) $o+5/c?|  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) !;Jmg  
return op l(t) BI:k#jO!  
return op l(t1, t2) n9;;x%6.I  
return l(t) op 9=,uq;  
return l(t1, t2) op zyg:nKQW  
return l(t)[r(t)] 5`]UE7gT  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] nr)c!8  
IG?'zppjd6  
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: m'-|{c  
单目: return f(l(t), r(t)); `funE:>,  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); `]v[5E  
双目: return f(l(t)); )>7%pz  
return f(l(t1, t2)); o&hIHfZri  
下面就是f的实现,以operator/为例 Jd,)a#<j  
f1PN |  
struct meta_divide >\ u<&>i  
  { }YOL"<,:o  
template < typename T1, typename T2 > ~Z ~v  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 1 ^g t1o  
  { |+U<S~  
  return t1 / t2; HP.E3yYK  
} +Ug/rtK4   
} ; Kd3?I5t  
h7X_S4p/Mg  
这个工作可以让宏来做: $hR)i  
FA90`VOWYU  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ]0B|V2D#e  
template < typename T1, typename T2 > \ #&8}<8V  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; L0%hnA@  
以后可以直接用 39 Y(!q  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) @>x pYV  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 zNSu  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) ];+#i"l  
i{^Z1;Yl  
^O^:$nXhYy  
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 h5kPn~  
/$"[k2 N  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > QFPfIb/  
class unary_op : public Rettype Y`6rEA0  
  { L?Yoh<  
    Left l; N:VX!w  
public : W YW|P2*  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} o$.e^XL  
r,(e t  
template < typename T > nsb4S {  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const I1U7.CT  
      { 6 fz}  
      return FuncType::execute(l(t)); k;dXOn  
    } z5Qs @dG  
XA_FOw!cX  
    template < typename T1, typename T2 > Lh$dzHq  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const RE3Z%;'  
      { 2h {q h  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); E3/:.t  
    } 9^F2$+T[:  
} ; 8 iC:xcN3  
D~K;~nI  
Ap\AP{S4  
同样还可以申明一个binary_op rAQF9O[  
,%#   
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ,}D}oo*  
class binary_op : public Rettype Uf*EJ1Ei  
  { n,M)oo1G  
    Left l; ^4v*W;Q  
Right r; L3(^{W]|  
public : 1+y"i<3)  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Zt3}Z4d  
?lCd{14Mkh  
template < typename T > K,xW6DiH  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ~<qt%W?  
      { C.!_]Pxs  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); ALd;$fd qf  
    } m:Go-tk  
>x:EJV   
    template < typename T1, typename T2 > fvo<(c#Y#  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const gd@p|PsS^  
      { |`yZIY_  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); IF k  
    } &217l2X /  
} ; u3tZ[Y2 c  
(9fdljl],:  
a?cn9i)#  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 5iFV;W  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 VFD%h }  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) MN;/*t  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 cJ}QXuuUv  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! oholt/gb+0  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 1@sM1WM X  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 J_#R 87  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) 0_<Nc/(P  
下面是修改过的unary_op QBE@(2G}C  
= Rc"^oS  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 6a}r( yP  
class unary_op YwT-T,oD  
  { =)<3pGO  
Left l; #'o7x'n^  
  msTB'0  
public : Vj^dD9:  
{gy+3  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} q{4|Kpx@  
fJ80tt?r  
template < typename T > %EbiMo ]3B  
  struct result_1 d}0qJoH4  
  { &y_? rH  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; W5DbFSgB  
} ; sroGER .  
a, Kky ^B  
template < typename T1, typename T2 > j=sBq.S  
  struct result_2 )GB`*M[   
  { 1IA5.@G:  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; &,W$-[  
} ; (7q^FtjA#  
Y\t_&px  
template < typename T1, typename T2 > [ F([  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ^o<[. )  
  { x(r+P9f\<  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); w^VSj%XH!  
} whkJpK(  
L=1 ~ f-  
template < typename T > $-pbw@7  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const b 6W#SpCF  
  { {K.rl%_|N  
  return OpClass::execute(lt(t)); {gkwOMW  
} 2)LX^?7R  
/(6zsq'v|  
} ; f~gSJ< t4  
Z$2L~j"=!  
]if;A)'  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug {/UhUG  
好啦,现在才真正完美了。 I"Q<n[g0'  
现在在picker里面就可以这么添加了: ua& @GXvZ  
U}P,EP%p  
template < typename Right > Kmry=`=A  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const LcUlc)YH5  
  { r\mPIr|  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); j 2}v}  
} Ee?;i<u  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 co]Gmg6p  
.ewZV9P)t  
<?|6*2_=  
p{H0dj^|  
G,DOBA  
十. bind "a( 1s} ,  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 6VR18Y!y  
先来分析一下一段例子 rF8 hr  
%h*5xB]Tt  
5~xeO@%I  
int foo( int x, int y) { return x - y;} KS! iL=i  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 (|0b7 |'T  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 r@$B'CsLj  
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。 6&],WGz  
我们来写个简单的。 9s $PrF  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: KM5 JZZP  
对于函数对象类的版本: ec'tFL#u{  
<d! 6[,W;  
template < typename Func > a J-}  
struct functor_trait M.k|bh8  
  { _7 `E[&v  
typedef typename Func::result_type result_type; (t74a E pi  
} ; 8kbBz  
对于无参数函数的版本: Y +qus  
TzY!D *%z  
template < typename Ret > 6UB6;-  
struct functor_trait < Ret ( * )() > z6Z='=pT  
  { #<}kISV0  
typedef Ret result_type; Y(z }[`2  
} ; :0dfB&7  
对于单参数函数的版本: !fZLQc  
{ y/-:=S)A  
template < typename Ret, typename V1 > \\iK'|5YG  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > $h]NXC6J  
  { ]PVt o\B=  
typedef Ret result_type; [tN` :}?  
} ; bA+[{  
对于双参数函数的版本: U$09p;~$Ww  
kknhthJ  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > p,s&61]  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > |UZOAGiBg  
  { SY8U"Qc;9  
typedef Ret result_type; R9E6uz.j  
} ; `t9.xB#Z  
等等。。。 b6Xi  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy nk>8SW^  
{9{J^@@  
template < typename Func > $O]^Xm3{@  
struct func_return g 2#F_  
  { K051usm  
template < typename T > ] j1 vbk  
  struct result_1 5%qH 7[dx  
  { \!7*(&yly  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 7uA\&/ ,  
} ; '{W3j^m7  
KT%{G8Y@M  
template < typename T1, typename T2 > KE#$+,?  
  struct result_2 QB9A-U <J  
  { w%I8CU_}.  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; cS 4T\{B;  
} ; kpWzMd &RK  
} ; 1!s!wQgS  
&$Ci}{{n#  
-PXoMZx%  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 7A[Ogro  
$ %;jk  
template < typename Func, typename aPicker > Wa{%0inZ  
class binder_1 'M lXnHxt  
  { k?n]ZNlT  
Func fn; 8iOO1I?+  
aPicker pk; VB's  
public : U~hCn+0  
pNSst_!>  
template < typename T > L3g9b53\  
  struct result_1 V:QdQ;c  
  { `M6YblnJZ  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 1zR/HT  
} ; ac3_L$X[  
2gH _$  
template < typename T1, typename T2 > AW62~*  
  struct result_2 "p`o]$Wv  
  { lnjL7x  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; `L;OY 4  
} ; Bjtj{B  
CJ:uYXJJ:z  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 8eN%sm  
rF'<r~Lw  
template < typename T > !&\meS{  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Slo9#26  
  { )L|C'dJ<k`  
  return fn(pk(t)); 4^`PiRGt  
} +{'lZa  
template < typename T1, typename T2 > v/ eB,p  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 9Dy)nm^  
  { {DSyV:   
  return fn(pk(t1, t2)); 6G$/NW=L  
} *qbRP"#[$  
} ; { q})kO  
i5Eeg`NMl  
)'=V!H#U*  
一目了然不是么? _J` |<}?t;  
最后实现bind > Z]P]e  
#*+;B93 )  
7 s7}?l9  
template < typename Func, typename aPicker > ,R8n,az  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ZHb7+  
  { F@Pem  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); BU'Ki \  
} f<^ScFVR  
#0jSZg^,"  
2个以上参数的bind可以同理实现。 M&eQ=vew.  
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。 xP42xv9U  
2NyUmJ42  
十一. phoenix EQ6l:[  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: icU"Vyu  
_ \_3s  
for_each(v.begin(), v.end(), f>|9 l  
( j`{fB}  
do_ LPb]mC6#  
[ #&}%70R)  
  cout << _1 <<   " , " >s44  
] %C6|-?TAd  
.while_( -- _1), \f6lT3"VN  
cout << var( " \n " ) i'U,S`L6>  
) ;g&7*1E  
); PnI)n=(\  
zI1(F67d`  
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: G,+xT}@wu  
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 +}&pVe\t  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 t;h+Cf4  
那么我们就照着这个思路来实现吧: r$94J'_  
}{P&idkv  
_F! :(@}  
template < typename Cond, typename Actor > #W_i{bdO  
class do_while (H'_KPK  
  { GOUY_&}tL  
Cond cd; =;kRk .qzy  
Actor act; >3<&V{<K  
public : Dr4?Ow  
template < typename T > [^h/(a`  
  struct result_1 oZ?IR#^  
  { qxRT1B]{Wx  
  typedef int result_type; D7 %^Ly  
} ; yjeqv-7  
u!hqq^1  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} `' dX/d  
~3LhcU-  
template < typename T >  s$K@X `  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const z?8zFP  
  { J,CJPUf&  
  do /+Wb6{lY  
    { Dh*~U :6$g  
  act(t); u]ZqF *  
  } }w;Q^EU  
  while (cd(t)); B)_!F`9  
  return   0 ; E|KLK4 ]  
} BnY\FQ)K  
} ; ?FkQe~FN{  
N:m@D][/sW  
JrY"J]/  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 9{au leu R  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 8#[%?}tK  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 AT2NC6{M  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 8 /:X& &  
下面就是产生这个functor的类: mBYS"[S(  
]L5Z=.z&  
AJJ%gxqGq  
template < typename Actor > >FK)p   
class do_while_actor ,Y78Q  
  { Fm-q=3  
Actor act; sDz)_;;%  
public : r4]hS`X~%  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} mtiO7w"M\7  
' lQ  
template < typename Cond > <z~2d  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; HYa$EE2  
} ; hlABu)B'1  
j TB<E=WC  
%fex uy4  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 wN/*|?`Z  
最后,是那个do_ G}Qk!r  
vV$hGS(f~  
p*(U*8Q  
class do_while_invoker M ,.0[+  
  { )'/nS$\E:  
public : -Z[R S{#+T  
template < typename Actor > s[vPH8qb  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const vTe$77n  
  { >*<6 zQf  
  return do_while_actor < Actor > (act); EU?&  
} i9f7=-[U_  
} do_; `\WcF7  
i-Ge *?  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? (50[,:#  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 /e j/&x15  
最后来说说怎么处理break和continue 7g4M/?H}K  
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。 rU2YMghE  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八