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
  • 7469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 RS||KA])J  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 .q_uJ_qu-  
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, ( l3UNP  
n3l"L|W^(<  
s{"`=dKT  
I |<+'G  
  class filler 9z| >roNe  
  { N#pl mPrZ  
public : P xP?hk  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} rx}ujjx  
} ; /+<%,c$n  
8}"f|6Wm  
fncwe ';?  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: FfD ,cDs  
qSpa4W[  
+c]N]?k&  
JL.yd H79  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); (:fE _H2z  
zCGmn& *M  
7+D'W7Yx  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 j^aQ>(t(9  
D)O6| DiO  
GqIvvnw@f  
_pH6uuB  
二. 战前分析 A5.'h<  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 9aF..  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 :bM$;  
/v bO/Mr  
80s~ae;  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); /SPAJHh  
  /* --------------------------------------------- */ So)KI_M  
vector < int *> vp( 10 ); (v'lb!j^#  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); _Y ><ih  
/* --------------------------------------------- */ XZep7d}  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); [KimY  
/* --------------------------------------------- */ PO%yWns30o  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); < o'7{  
  /* --------------------------------------------- */ p+`*~6Jj/  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); '.h/Y/oz  
/* --------------------------------------------- */ ir@N>_  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); -;@5Ua1uf  
"#\bQf}  
A=qW]Im  
/4"S}P>f  
看了之后,我们可以思考一些问题: xPfnyAo?%z  
1._1, _2是什么? }<\65 B$1  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 d,oOn.n&  
2._1 = 1是在做什么? +4:+qGAJ{  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 *(\;}JF-  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 Ghgv RR$  
hBfzU\*0H  
B GEJiLH  
三. 动工 2LxVt@_R!%  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: OuBMVn  
eX l%Qs#Y  
vY0V{u?J  
LG&Q>pt.  
template < typename T > ~\)&{ '  
class assignment d'AviW>  
  { V&,<,iNN  
T value; 5cNzG4z  
public : qh(-shZ4Du  
assignment( const T & v) : value(v) {} {ck  
template < typename T2 > %B {D  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } ]!tYrSM!  
} ; y9G57D  
3ciVjH>i  
7ck0S+N'b  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 X,!OWz:[  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment uDE91.pUkr  
 Sj{rvW  
"PX3%II  
XM@-Y&c$A  
  class holder !iitx U  
  { EkjK92cF  
public : /<?X-IDz.{  
template < typename T > $NGtxZp  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const bhm~Ii  
  { $jeDVH  
  return assignment < T > (t); : 7DVc&0  
} SVs~,  
} ; j=jrzG+`  
E'BH7JV  
_@~kYz  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: #`#aSqGmc  
dW^_tzfF7  
  static holder _1; oIL+@}u7  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 w7t"&=pF7  
A6x_!  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); fkv{\zN  
而不用手动写一个函数对象。 &v9PT!R~  
dT@SO  
q/2K=BOh  
#L4Kwy  
四. 问题分析 SiuO99'nV  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 i8[Y{a *  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 CTbhwY(/  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Tk#&Ux{ZJ  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 agxSb^ 8tF  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 hzPB~obC  
jQ\ MB  
五. 问题1:一致性 #<i> <EG  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| .McoW7|Y  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 I`$I0  
4\'81"e i  
struct holder Z=t#*"J  
  { ??%T  
  // RAuAIiQ  
  template < typename T > d7K17KiC  
T &   operator ()( const T & r) const >->xhlL*  
  { 6$vh qg}f  
  return (T & )r; D)~nAkVq  
} gl7vM  
} ; \,bFm,kC?  
Y %D*O  
这样的话assignment也必须相应改动: >A(?Pn{|a  
i e)1h  
template < typename Left, typename Right > i!}nGJGg  
class assignment u*-<5& X  
  { L z>{FOR  
Left l; rNzhP*Fw  
Right r; bb :|1D  
public : nIqY}??  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} UE`4$^qs  
template < typename T2 > M>H^<N}'A  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 10I`AjF0  
} ; b;;Kxi:7$}  
aj'8;E+  
同时,holder的operator=也需要改动: rIWN!@.J  
h`;F<PFW  
template < typename T > -"dy z(  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const tG ^?fc  
  { ]-Y]Q%A4  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); FQ~ead36C  
} t?H;iBrpxd  
nTy,Jml  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 8YLZ)k'  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 t5v)6|  
w@$o  
return l(rhs) = r; *rFbehfH  
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。 )%@WoBRj  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: !#4HGjPI  
kR~4O$riG  
template < typename Tp > =qR7-Q8B  
class constant_t DHNii_w4v  
  { lGHu@(n<  
  const Tp t; d!z).G  
public : ?gMrcc/{  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} RqjDMN:  
template < typename T > Qnb?hvb"d  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const +ET  
  { hsVJ&-#  
  return t; M*@ aA XM  
} QDT{Xg* I  
} ; T2_#[bk*d  
Vh9s.=*P@  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 #~-&&S4a.J  
下面就可以修改holder的operator=了 `k%#0E*H  
7{6.  
template < typename T > o-<_X&"a|5  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ;Owu:}   
  { 'CAukk|  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); i|{nj\6w^  
}  p6l@O3  
-/2$P  
同时也要修改assignment的operator() 3b[+m}UWQ  
yy.:0:ema  
template < typename T2 > U\ E{-7  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } } 9s  
现在代码看起来就很一致了。 |laKntv2  
MkGq%AE`Y  
六. 问题2:链式操作 /F}\V ^  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ~ 2oP,  
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。 : It W|  
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。 3[i !2iL.  
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。 G$`4.,g  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 9Kx:^~}20o  
>N1]h'q>  
template < typename T > Y[]+C8"O  
struct result_1 ]`H.qV  
  { u0KZrz  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; =(5GU<}  
} ; i[^lJ)[>N  
&j@J<*k  
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: 5Zm_^IS  
~teW1lMu(  
template < typename T > A.x}%v,E  
struct   ref v]SE?xF{U  
  { Y"rV[oe   
typedef T & reference; "t&k{\$\  
} ; 17]31  
template < typename T > i/Lq2n3 )  
struct   ref < T &> % j{pz  
  { f>/ 1KV  
typedef T & reference; zd4y5/aoS  
} ; ftuQ"Ds  
;/3/R/^g  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: gO myFHv.  
I>o; %}  
template < typename T > <n#V  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const TZyQOjUu  
  { XJ/ kB8  
  return l(t) = r(t); FS+^r\)  
} SWd[iD  
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。 NKhR%H  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 u0hbM9U>  
yzR=:0J  
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 U`_vF~el~  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: )&!@O$RS8(  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 E!l1a5qB  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 W@C tFU9  
最后的布局是: mg/kyua^  
                Add !:[n3.vm   
              /   \ QF "&~  
            Divide   5 #LgoKiP!Y  
            /   \ FtDA k?  
          _1     3 wSF#;lqd  
似乎一切都解决了?不。 j6(IF5MqP  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 0$ac1;7  
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。 Qf(e'e  
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:  AlaN;  
;rAW3  
template < typename Right > x i,wL0{  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ,O{ 5   
Right & rt) const )qXe`3 d5  
  { 9<CUsq@i:  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); U)]natB  
} A@AGu#W  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 <X&:tZ #/  
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。 k 0Yixa  
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'J*4|oGo  
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。 A1$'[8U~3  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 u$p|hd d  
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? gdY/RDxn:  
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: DC7}Xly(  
e"mfJY  
template < class Action > K"$ky,tU  
class picker : public Action bY$! "b~  
  { ',7Z1O  
public : ,)G+h#Y[*  
picker( const Action & act) : Action(act) {} q\Kdu5x{  
  // all the operator overloaded f_XCO=8'v  
} ; :"IH*7xp  
OVf|4J/Yx  
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。 0j MI)aY.  
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: }0),b ?*e  
!$# 4D&T  
template < typename Right > 'u/HQg*  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const G_4P)G3H  
  { Nj8)HR  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); o}Np}PE6  
} FWTl:LqFO  
.tsB$,/  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > j=>G fo  
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。 g``4U3T%X  
u Aa>6R  
template < typename T >   struct picker_maker jhM|gV&  
  { PQ]N>'v-  
typedef picker < constant_t < T >   > result; %'O(Y{$Y.  
} ; B*N8:u  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > lf# six  
  { ]+9:i!s  
typedef picker < T > result; )!72^rl  
} ; dsuW4 ^ l  
jzMGRN/67  
下面总的结构就有了: =ab}.dWC  
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。 b"bj|qF~E  
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。 k]5L\]>y  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 TY?io@  
至此链式操作完美实现。 Ve) :I  
h(sKGCG  
n\9*B##  
七. 问题3 n(VMGCZPV  
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。 !W^II>Y  
6mLE-( Z7  
template < typename T1, typename T2 > CZ}tQx5ga  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 7B`0mK3  
  { c7wgjQ[   
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); QNEaj\   
} a9-;8`fCR  
,CF~UX% bU  
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: ^KR(p!%  
p?nVPTh  
template < typename T1, typename T2 > >UH=]$0N  
struct result_2 1sA-BQL  
  { bNgcZ V.  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; J1t?Qj;f3  
} ; *n5g";k|  
`<G+ N  
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? 2eYkWHi  
这个差事就留给了holder自己。 li^E$9oWC  
    wE2?/wb  
,fFJSY^  
template < int Order > $hh=-#J8  
class holder; -+/|  
template <> BJ/%{ C`g  
class holder < 1 > VE m[F/'  
  { 9x< 8(]\  
public :  ^k=[P  
template < typename T > SfT]C~#$N  
  struct result_1 ']x]X ,  
  { PnvLXE}F  
  typedef T & result; B4=gMVp1  
} ; enM 3  
template < typename T1, typename T2 > 6m&I_icM  
  struct result_2 J( 60eTwQ  
  { VF.S)='>Eu  
  typedef T1 & result; m e" <+6  
} ; {S!~pn&^Y  
template < typename T > T^t`H p  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const NunT2JP.  
  { u c8>B&B%  
  return (T & )r; 0"Hf6xz  
} lom4z\6  
template < typename T1, typename T2 > akoILX~u  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const %l,EA#89 s  
  { isqW?$s  
  return (T1 & )r1; d1N&J`R\1  
} 1>1!oml1E  
} ; $2 0*&4y^  
M:N> {_1&  
template <> UPsh Y  
class holder < 2 > :T2K\@  
  { \)hmg  
public : e2v,#3Q\  
template < typename T > O^GTPYW  
  struct result_1 UF4QPPH4  
  { );vU=p"@  
  typedef T & result; ~ nIZ g5  
} ; ezeGw?/  
template < typename T1, typename T2 > 1Cthi[ B  
  struct result_2 0vEa]ljS  
  { ;x"B ):?\  
  typedef T2 & result; 1L ow[i  
} ; z$A5p4=B'^  
template < typename T > r&w>+KIt  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 6O?O6Ub  
  { ;2^=#7I?  
  return (T & )r; UNJ|J$T]  
} v{+*/NQ_  
template < typename T1, typename T2 > <JlKtR&nSo  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ~W4<M:R  
  { q4E{?  
  return (T2 & )r2; Cv3H%g+as  
} #cA}B L!3  
} ; _]NM@'e  
@: NrC76  
aOOY_S E  
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> >。 rB\UNXy  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: @eul~%B{X  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: . 2WZb_ B  
MLJ8m  
return l(i, j) = r(i, j); KW)yTE<  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) VrDvd  
) Ez=#dIq  
  return ( int & )i; zuOIos  
  return ( int & )j; %u#pl=k}  
最后执行i = j; [69aTl>/  
可见,参数被正确的选择了。 2ZnTT{]_m  
2w%1\TcB$  
&Jj ?C  
&p*N8S8  
MTQdyTDHl  
八. 中期总结 sfH|sp  
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: 0&Qn7L  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ($-o"y"x  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ?tBEB5  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor |tmD`ndO  
NWf!c-':  
p?%G|Q  
dM)fr  
I".r`$XZ  
H7WKnn@  
九. 简化 t+pI<c^]y  
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。 ~ohW9Z1  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 h0!j;fn  
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: 5s0H4?S  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 X"R;/tZ S4  
  +-*/&|^等 3Vhm$y%Td  
2. 返回引用。 joa$Y6  
  =,各种复合赋值等 2'++G[z  
3. 返回固定类型。 -y~JNDS1]  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) }[1I_)  
4. 原样返回。 j1g^Q$B>m  
  operator, y|X[NSA  
5. 返回解引用的类型。 7XZ!UC;i  
  operator*(单目) PR Y)hb;1  
6. 返回地址。 Tf+B<B:  
  operator&(单目) &iuc4"'  
7. 下表访问返回类型。 ,Ti#g8j  
  operator[] .NabK  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 U7Ps2~x3  
  operator<<和operator>> \KG{ 11  
4ed( DSN  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 qsJo)SA  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: \2T@]!n  
X(/W|RY{@  
template < typename Left > >kd2GZe^_J  
struct value_return FG'1;x!  
  { i~4:]r22  
template < typename T > ,cS|fG  
  struct result_1 .n"aQ@!  
  { gB?#T  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; . a~J.0co  
} ; sLCL\dWT  
"# JRw  
template < typename T1, typename T2 > #T+%$q [:  
  struct result_2 iNha<iS+  
  { <^M`U>   
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 1Azigd0%  
} ; l( "_JI  
} ; h!$W^Tm2g  
:?&N/ 7  
7D4P= $UJp  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait }F-WOQ  
zK33.HY  
下面我们来剥离functor中的operator() #b:8-Lt:M  
首先operator里面的代码全是下面的形式: kz+P?mopm  
Hl]3F^{  
return l(t) op r(t) op[5]tjL  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) KyDQ<Dq&  
return op l(t) =6/0=a[  
return op l(t1, t2) r..\(r  
return l(t) op 7j5l?K-  
return l(t1, t2) op N[czraFBD}  
return l(t)[r(t)] 2 rne=L  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] U nGG%  
7kHEY5s "  
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: 0F)Y[{h<  
单目: return f(l(t), r(t)); nx=Zl:Q}  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 3nxJ`W5j  
双目: return f(l(t)); J-hP4t&x  
return f(l(t1, t2)); 8hGp?Ihu  
下面就是f的实现,以operator/为例 |0dmdrKD  
#R@{Bu=C  
struct meta_divide ? %F*{3IP  
  { (`xhh  
template < typename T1, typename T2 > ?> }bg  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 2\W[ ItxL0  
  { ]V?\Qv/.=  
  return t1 / t2; ](:aDHa  
} nRJcYl~ Y  
} ; Td}#o!4!  
_yumUk-QW  
这个工作可以让宏来做: Em-88=X O  
o`7Bvh2  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ //Ck1cI#h  
template < typename T1, typename T2 > \ 0[ jy  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; <Jv %}r  
以后可以直接用 ZEp UHdin  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) IA! ( 'Ks  
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 -ZBk^p  
(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+bU~N,+A  
s7#w5fe  
@u#Tx%  
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 EJ"[{AV  
# KK>D?.:  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 8" XbW7^o  
class unary_op : public Rettype _m#M^<0n  
  { ul1#_xp  
    Left l; ng^`s}?o  
public : Z[s{   
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} G ,An8GR%&  
 k/ls!e?  
template < typename T > W/OZ}ky}^  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ](vOH#E  
      { 1 ^TOTY  
      return FuncType::execute(l(t)); ({87311%  
    } weYP^>gH'  
?>LsIPa  
    template < typename T1, typename T2 > I#tn/\n  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ;"Q{dOvp  
      { ;JFy 8Rj  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); xQ=[0!p+  
    } ^ 1}_VB)^  
} ; FT!|YJz<K  
K FvNsqd  
I6ffp!^}Y  
同样还可以申明一个binary_op 2'$p(  
zVFz}kJa  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > UB|f{7~&  
class binary_op : public Rettype i!@L`h!rw  
  { t ]7>' U  
    Left l; 8HS1^\~(6l  
Right r; `9SuDuw;s  
public : -Xb]=Yf-  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} < {$zOF}  
e?rp$kq7  
template < typename T > `D6Bw=7  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const p(fYpD  
      { S;[9 hI+  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); (hEqh nnm`  
    } g-q~0  
,dOd3y'y  
    template < typename T1, typename T2 > wM8Gz.9,  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const UJ3l8 %/`k  
      { O'a Srjl  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); .gh3"  
    } -}_-#L!Q  
} ; -SnP+X!  
n.Iu|,?q  
icLf; @  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 c;C:$B7  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 )/A IfH  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) |#fqHON  
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。 3R>U^ Y  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! }D-h=,];  
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。。。 pHSq,XP-  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ()i8 Qepo}  
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) ;"l>HL:^  
下面是修改过的unary_op ,{!~rSq-l  
Z<T%:F  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > Ke@zS9  
class unary_op #Y6'Q8g f  
  { #0V$KC*>  
Left l; q|xJ)[AO  
  Rrm k\7/  
public : $)t ]av  
P]hS0,sE<(  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} dP}=cZ~  
Op%}.9ed  
template < typename T > H*BzwbM?  
  struct result_1 8DHohhN  
  { AC :cV='  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; !l-^JPb  
} ; ]"Z*Hq z  
+MU|XT_5|6  
template < typename T1, typename T2 > aUUr&yf_L  
  struct result_2 ;dgxeP;mp  
  { # Un>g4>Rh  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; g(){wCI  
} ; |d =1|C%,  
o\6A]T=R  
template < typename T1, typename T2 > f.SV-{O_  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const x@/ N9*  
  { h.+{cOA;n  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); No#1Ikw  
} %GG:F^X#  
t ' _Au8  
template < typename T > p w(eWP  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const r6k0=6i  
  { HF>Gf2- C  
  return OpClass::execute(lt(t)); S3EM6`q'  
} F=)9z+l#  
Ln-/ 9'^  
} ; ~H"Q5Hr   
m!{Xuy  
,[fn? s r  
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 Nb;xJSlox  
好啦,现在才真正完美了。 l,5<g-r V  
现在在picker里面就可以这么添加了: l+g\xUP  
A<-Prvryt  
template < typename Right > +iKs)s_~  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const r;m_@*]  
  { V8AF;1c?-'  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); CZaUrr  
} evOy Tvc  
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。 qOOF]L9r%u  
{hYH4a&Hb  
4pNIsjl}  
G=?2{c}U  
(3PkTQlE  
十. bind -XNjyXm2  
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。 {KkP"j'7h  
先来分析一下一段例子 V}<Hx3!  
P>q"P1&{  
`\!oY;jk  
int foo( int x, int y) { return x - y;} R&Mv|R   
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 .<ux Z  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 =D88jkQe"  
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。 /HCd52  
我们来写个简单的。 rw> X JE  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: IO/%X;Y_  
对于函数对象类的版本: R1$O)A}k  
;e~Z:;AR  
template < typename Func > i=67  
struct functor_trait 7g@P$e]  
  { 2p'ujAK  
typedef typename Func::result_type result_type; *a }NRf}W  
} ; pZ4]K xX@  
对于无参数函数的版本: ,=o)R,[  
P=v 0|Y*q|  
template < typename Ret > L%4[,Rsw  
struct functor_trait < Ret ( * )() > P%HvL4R  
  { o&M2POI~q  
typedef Ret result_type; 4?Mb>\n%<^  
} ; w D|p'N  
对于单参数函数的版本: pbg[\UJyd  
:9`'R0=i^  
template < typename Ret, typename V1 > 0V{a{>+  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > +bC-_xGuh  
  { !=%E&e]  
typedef Ret result_type; wkSIQL  
} ; XP#j9CF#.  
对于双参数函数的版本: 7kDX_,i  
Ph[P$: 9  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > :0K[fBa  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > m|mY_t  
  { V/%tFd1  
typedef Ret result_type; :W]IJ mI\  
} ; "$)Nd+ny  
等等。。。 #'"zyidu  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy F3k]*pk8w  
d) V"tSC,  
template < typename Func > < H1+qN=]`  
struct func_return iq s  
  { N 6CWEIJ  
template < typename T > BLc&q)  
  struct result_1 GL4-v[]6I  
  { ~`J/618  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; o80?B~o  
} ; +RIG8w]  
ziFg+i%s  
template < typename T1, typename T2 > B^4D`0G[4  
  struct result_2 Yt^<^l77D  
  { 3@u<Sa  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; (#zSVtZ  
} ; Rx';P/F0C  
} ; b-sbRR  
n<Vq@=9AE  
WxNPAJ6YH  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 6k?,'&z|~  
z}XmRc_Ko  
template < typename Func, typename aPicker > <hG=0Zcr  
class binder_1 KIt:ytFx  
  { dQhh,}  
Func fn; UsT+o  
aPicker pk; ?sF<L/P0 F  
public : !@ERAPuk  
;Dl< GW3<  
template < typename T > "T>74bj_|Q  
  struct result_1 K@Z K@++  
  { :]?y,e%xu,  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; RRYm.dMIw  
} ; `o7m)T')  
8<z]rLQw?%  
template < typename T1, typename T2 > }(}+I}&~  
  struct result_2 zj G>=2  
  { We^! (G  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; dV{N,;z  
} ; M>Y ge~3  
:H}a/ x*ur  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} D9OI ",h  
"wk~[>  
template < typename T > "2cJ'n/L  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const qEd!g,Sx  
  { uFd.2,XNP  
  return fn(pk(t)); 5)=XzO0  
} Z4eu'.r-y~  
template < typename T1, typename T2 > [/.5{|&GSt  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const iUcDj:  
  { eBZ^YY<*g  
  return fn(pk(t1, t2)); hdFIriE3  
} L2v j)(  
} ; d,"?tip/SX  
eK }AVz}k  
&<{=  
一目了然不是么? YuO-a$BP  
最后实现bind JXR_klx  
g.CUo:c  
$`J'Y>`  
template < typename Func, typename aPicker > L\@SX?j  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) E1,Sr?'  
  { .gPE Qc+D  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); #N`~. 96  
} zP\n<L5  
idL6*%M  
2个以上参数的bind可以同理实现。 ~b}@*fq  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 8FY.u{93  
XqD/~_z;  
十一. phoenix }*+?1kv  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 'BE &lW  
{Vz.| a[T  
for_each(v.begin(), v.end(), .r~!d|  
( .]_Ye.}  
do_ z6B(}(D  
[ J \iyc,M<M  
  cout << _1 <<   " , " mp2J|!Lx  
] -7_`6U2"  
.while_( -- _1), 2l43/aCq  
cout << var( " \n " ) UL0%oJ#  
) ]e0yC  
); zh2gU@"  
R(dVE\u  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: tz(\|0WDQ  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor w#v8a$tT  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 Z P\A  
那么我们就照着这个思路来实现吧: /|{Yot e  
y=!"++T]B<  
p1B~:9y9X  
template < typename Cond, typename Actor > ]<z4p'F1%  
class do_while k(n{$  
  { &m=Xg(G~c  
Cond cd; G\8ps ~3T  
Actor act; d/>owCwQ  
public : Y)@mL~){  
template < typename T > b-}nv`9C  
  struct result_1 oiP8~  
  { VV/6~jy0  
  typedef int result_type; y~)rZ-eSB  
} ; qTK\'trgx]  
w_30g6tA  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 7I~Ww{  
n-m+@jRz  
template < typename T > @WIcH:_w-  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const { 3=\x  
  { MB42 3{j  
  do w*.q t<rH)  
    { Yk',a$.S  
  act(t); >t2E034_  
  } 2ye^mJ17  
  while (cd(t)); 5m,{?M`  
  return   0 ; )zK`*Fa az  
} neW_mu;~Z  
} ; Tjo K]]  
7_r$zEP6  
Kfnn;  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). Uf^zA/33  
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。 Kg0Vbzvb  
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。 C2GF N1i  
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。 I8r5u=PH  
下面就是产生这个functor的类: X#9}|rT56  
HC,YmO:df"  
1 h(oty2p  
template < typename Actor > uWw4l"RK`  
class do_while_actor uPk`9c52%  
  { +5pK[%k  
Actor act; tqLn  A  
public : j?Ki<MD1  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} XCU.tWR:  
k$</7 IuH  
template < typename Cond > ra \Moy  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ~2xC.DF_N  
} ; Pf s_s6  
*0ZL@Kw  
M/GQQG;  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 olPV"<;+pO  
最后,是那个do_ =w HU*mK  
2XJn3wPi  
j&(2ze:=*$  
class do_while_invoker :5X1Tr= A  
  {  8U!;  
public : U~z`u&/  
template < typename Actor > '0g1v7Gx  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const iq$edq[  
  { |ubDudzp  
  return do_while_actor < Actor > (act); `{fqnNJE  
} u9>zC QRO  
} do_; *<*{gO?Q4  
0'!v-`.  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? m#SDB6l  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 hQ&S*f&='  
最后来说说怎么处理break和continue M0`nr}g  
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。 $3BCA)5:  
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