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
  • 7762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 /~{ fPS  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 * $|9e  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, w&Z.rB?  
&x3R+(H {  
x|*m ok  
G%dzJpC(  
  class filler xf;Tk   
  { Hv*+HUc(:  
public : cS>xT cj  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} Yq:+.UU  
} ; #.2} t0*]5  
#<5i/5&  
t; @T~%  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: au+ a7~0~  
s,j=Kym%  
pYj}  
p[%B#(]9,  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); bLC+73BjC  
SpM Hq_MLM  
#U6~U6@  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 iwfH~  
<%"CQT6g %  
#&Zj6en}M]  
# "TL*p  
二. 战前分析 m,SWG[~  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 [?n}?0  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 zrV~7$HL  
R}$A>)%dx  
?dvcmXR  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); }^PdW3O*m,  
  /* --------------------------------------------- */ Gu%}B@4^  
vector < int *> vp( 10 ); b|U3\Fmc  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 8'0KHn{#  
/* --------------------------------------------- */ F"a31`L>H  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); ?r R, h{~  
/* --------------------------------------------- */ ^oZD44$  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ETaLE[T%1  
  /* --------------------------------------------- */ *%QTv3{  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); okD7!)cr=  
/* --------------------------------------------- */ (C hL$!x  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); s ]Db<f  
Jek)`D  
Nk shJ2  
I@YX-@&7  
看了之后,我们可以思考一些问题: XD|vB+j\O  
1._1, _2是什么? ?N@p~ *x  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 vU, ]UJ}  
2._1 = 1是在做什么? #VM-\02o  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 k&3'[&$I*,  
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。 A@OSh6/{h  
g}'(V>(  
QfsTUAfR  
三. 动工 #zw 'H9l  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 9h 0^_|"  
} T1~fa  
(Y?" L_pC  
R(F+Xg je  
template < typename T > Y7 `i~K;  
class assignment kDr0D$iE  
  { K~aI Y0=<  
T value; +BE_K_56  
public : \i$WXW]|  
assignment( const T & v) : value(v) {} fF} NPl  
template < typename T2 > kQMALS@R  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } YPqp#X*  
} ; f.&Y_G3a<  
D$ +"n  
? $LKn2C  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 2u|} gZts  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment e(m#elX  
-l` 1j6  
{^VvL'n  
l4s_9  
  class holder 7I_lTu(  
  { *k#M;e  
public : < l%3P6|  
template < typename T > PME ?{%&  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const NuqWezJm&  
  { "' hc)58y  
  return assignment < T > (t); r&t)%R@q  
} HrZ\=1RB  
} ; r{gJ[%  
6{r^3Hz  
v8xNtUxN  
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: @i[z4)"S  
d8? }69:h  
  static holder _1; $6X CHVx  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 t3)nG8> )  
"38ya2*  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Y(4#b`k3  
而不用手动写一个函数对象。 XHu2G t_  
+ fQ=G/  
G,8LF/sR  
^rc!X]C9  
四. 问题分析 :>.~"uWo{  
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。 bX:ARe O  
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。 \Om< FH}  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 U. 1Vpfy  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 9@-^! DBM  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ?[\(i)]  
/ W}Za&]  
五. 问题1:一致性 s|U?{Byb!  
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?| ,?+rM ;  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 aD~3C/?aW  
mACj>0Z'  
struct holder a(X?N.w  
  { BC0T[o(f8  
  // OgNt"Vg  
  template < typename T > ~h] <E  
T &   operator ()( const T & r) const ?#^_yd|<  
  { vv  _I o  
  return (T & )r; W^W^5-'"D,  
} .,pGW8Js  
} ; iNR6BP W  
A+T! DnVof  
这样的话assignment也必须相应改动: }Lx?RU+@=  
|Ebwl]X2  
template < typename Left, typename Right > SLL%XF~/Sb  
class assignment M$z.S0"  
  { 'w`:p{E  
Left l; d*=P8QwL|  
Right r; LXaT_3 ;  
public : q"5iza__H  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} &,xN$  
template < typename T2 > Efb>ZQ  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } Vh:%e24Z  
} ; AHP_B&s,Qe  
3~\mP\/4v  
同时,holder的operator=也需要改动: Dx =ms^oN5  
udDhJ?  
template < typename T > wAxXK94#3  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const nZa.3/7dJ  
  { Ql> DS~a  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 1@C0c%  
} &dZ-}. af  
,V!s w5_5m  
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。 ja}_u}:  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 eOjoxnD-$  
imAsE;:  
return l(rhs) = r; h8oG5|Y  
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。 8*3<Erv  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ua*k{0[  
m]BxGwT=m  
template < typename Tp > HcA;'L?Dw  
class constant_t Qwb=N  
  { rIg1]q  
  const Tp t; SsfnBCVR  
public : (7q!Z!2  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ahA21W` k  
template < typename T >  2&O!<C j  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 7jT]J   
  { )y(pd  
  return t; ;1&%Wj"d  
} );V6YE  
} ; `3^ *K/K\  
sPn[FuT>+s  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 1u7Kc'.xc  
下面就可以修改holder的operator=了 /=A?O\B7  
@FKNB.>  
template < typename T > twU^ewO&  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const F6R+E;"4R'  
  { b[Sd$ACd  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); BRbx.  
} N"/jn_>+j  
wl #Bv,xf  
同时也要修改assignment的operator() +0\BI<aG  
"  m<]B  
template < typename T2 > m!5P5U x  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } n=l>d#}$%T  
现在代码看起来就很一致了。 Ehu^_HZ  
}z1aKa9  
六. 问题2:链式操作 jIwz G+)$P  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 sL|*0,#K  
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。 wgxr8;8`q  
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。 FjqoO.  
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。 -jdS8n4  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 4Tgy2[D?q  
r$}M,! J  
template < typename T > U|. kAI*  
struct result_1 A#$oY{"2Y  
  { ec+&K?T  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;  u)PB@  
} ; TZ{';oU  
NpqMdd   
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: ;QkUW<(  
.Nz2K[  
template < typename T > reJw&t}Q  
struct   ref 68JYA?  
  {   4Ra  
typedef T & reference; ]:jP*0bLx  
} ; ^N#B( F  
template < typename T > "/[xak!g  
struct   ref < T &> P}hHx<L  
  { AL@8v=  
typedef T & reference; I WKq_Zjkz  
} ; 9`  
yXP+$oox9  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: Hc^q_{}"  
nR'!Ui  
template < typename T > 4FUY1p  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const y(/"DUx  
  { EYWRTh  
  return l(t) = r(t); ChzKwYDY  
} pFb }5Q  
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。 h=h4`uA9  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 A) {q 7WI  
:}(Aq;}X  
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 1;8=,&  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: (%.[MilxPM  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 %;S T7  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 RlW0U-%u  
最后的布局是: K|[p4*6  
                Add 0?c2=Y   
              /   \ ZNWo:N8;  
            Divide   5 } )D E  
            /   \ b7-M'-Km0_  
          _1     3 |Z6M?n  
似乎一切都解决了?不。 L_4c~4  
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。 /bm2v;  
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。 v *'anw&Z  
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: ZAATV+Z  
o>4mkh[3  
template < typename Right > V9KI?}q:W  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const Hwb+@'o  
Right & rt) const j'L/eps?S  
  { Rhw- 49AWx  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Y=G9|7*lO  
} @QOlo -u  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 DA=#T2)p  
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。 cW GU?cv}  
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。 vP~F+z @g  
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。 $uLzC]  
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。 !s)$_tG  
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? t583Q/1@  
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: MA-$aN_(  
@i)tQd!s  
template < class Action > Io"=X! k  
class picker : public Action $z,bA*j9  
  { "+ Qh,fTt  
public : UZAWh R  
picker( const Action & act) : Action(act) {} YHRI UY d  
  // all the operator overloaded m9B3]H  
} ; <s7{6n')  
iN {TTy  
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。 ``E;!r="v  
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: p.}[!!m P  
Y3zO7*-@  
template < typename Right > 1Ev+':%  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const q}1$OsM  
  { !KlSw,&=.6  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); h1gb&?w5P  
} C1do]1VH  
}mGD`5[`  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 6b8Klrar!  
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。 Yptsq@s  
 !fV6KkV  
template < typename T >   struct picker_maker X}=f{/\S  
  { Kk(ucO  
typedef picker < constant_t < T >   > result; V$_0VN'+Z  
} ; SWGa%6|  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > >>8w(PdTn%  
  { <EUSl|6  
typedef picker < T > result; 7fE V/j  
} ; .#eXNyCe  
0X-2).n u  
下面总的结构就有了: 8{l=`y"nB  
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。 @iceMD.  
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。 prs<ZxbQb  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 4a|Fx  
至此链式操作完美实现。 wEbs E<</  
Mfr#IzNHN  
=arsoCa  
七. 问题3 K{ P#[X*5  
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。 }\{1`$*~  
#dt2'V- ,  
template < typename T1, typename T2 > #G=QL(f>/  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Rqz()M  
  { 5gEfhZQ  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ]e`_.>U  
} D5b _m|7%  
W>bW1h  
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: NGs9Jke2  
=eoxT  
template < typename T1, typename T2 > j1C.#-P[  
struct result_2 Umt ia~x=&  
  { `VE&Obp[  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; \KXEw2S  
} ; Y]K]]Ehp  
PI \,`^)y  
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? 9y*! W  
这个差事就留给了holder自己。 X4G55]D$>  
    {kH^OZ^(e  
[s{:}ZuKc  
template < int Order > cgeS)C7  
class holder; %d J>8.jW@  
template <> r(T/^<  
class holder < 1 > gtGKV  
  { `>EvT7u  
public : 'm5(MC,  
template < typename T > }C"*ACjF   
  struct result_1 .l5" X>  
  { G)Bq?=P  
  typedef T & result; pQ:PwyU  
} ; = DTOI  
template < typename T1, typename T2 > -+>r4P  
  struct result_2 e@-Mlq)  
  { N pND/  
  typedef T1 & result; W.D3$  
} ; Q9xx/tUW  
template < typename T > @dCPa7:>&  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ]N"F?3J 8  
  { ^MHn2Cv/~  
  return (T & )r; WriN]/yD  
} 3e6Y  
template < typename T1, typename T2 > x0h3jw+6  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const rL sK-qQ  
  { >[fVl 8G_0  
  return (T1 & )r1; '(X[ w=WXy  
} dX@A%6#?  
} ; .7gE^  
?g;ZbD  
template <> %SO%{.}Z f  
class holder < 2 > {0WHn.,2Y  
  { 0@%v1Oja  
public : a ?)NC  
template < typename T > UWd=!h^dt  
  struct result_1 $w`=z<2yo1  
  { Y2~nBb  
  typedef T & result; Pu"P9  
} ; iMDM1}b  
template < typename T1, typename T2 > ,Ge"anO  
  struct result_2 {#@W)4)cA  
  { xD~5UER  
  typedef T2 & result; Wa{`VS  
} ; ;z$(nhJ  
template < typename T > <+?7H\b  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const #ML%ij 1  
  { w=T\3(%j  
  return (T & )r; 7`DBS^O]dG  
} jK& h~)  
template < typename T1, typename T2 > 0tT(W^ho g  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const z`f($t[  
  { {#?N  
  return (T2 & )r2; G}b]w~ML ~  
} N_W}*2(  
} ; $QLcH;+7t  
&m)6J'q3k  
b*c*r dTx  
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> >。 3q\,$*D.  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: +M\`#i\g>  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Y 5- F@(  
4;yKOQD|  
return l(i, j) = r(i, j); ,St#Vla  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) | *2w5iR  
8]/bK5`  
  return ( int & )i; N4F.Y"R$(  
  return ( int & )j; !Qu"BF   
最后执行i = j; '"0'Oua  
可见,参数被正确的选择了。  ]hk  
qr"3y  
7)`nD<j 5  
ls\WXCH  
+hg3I8q:  
八. 中期总结 qouhuH_WtJ  
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: c|e~BQdRw  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 riY~%9iV'  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 "l3_=Gua  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor s~ a"4~f  
wh$sn:J  
xHv ZV<#  
_|kxY '_[8  
<wN}X#M  
LG{,c.Qj*  
九. 简化 +h|`/ &,  
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。 \)#kquH/l  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Xix L  R  
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: Aza /6OL  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 <'y?KiphL  
  +-*/&|^等 2V mNZ{<  
2. 返回引用。 V,lOt4b  
  =,各种复合赋值等 e24WW^S  
3. 返回固定类型。 MU@UfB|;u  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) HJ=:8:  
4. 原样返回。 SA&Rep^  
  operator, ;w{tv($$  
5. 返回解引用的类型。 b|l:fT?&  
  operator*(单目) &N2N6&Ta/  
6. 返回地址。 b[r8 e  
  operator&(单目) @K  &GJ  
7. 下表访问返回类型。 jFQQ`O V  
  operator[] hO\<%0F  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 q<xCb%#Jl  
  operator<<和operator>> |7'df&CA  
CpUk Cgg  
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。 >N^Jj:~l  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: zqimR#u  
^bGNq X  
template < typename Left > CKYc\<zR0l  
struct value_return N]>=p.#j  
  { /hr7NT{e%v  
template < typename T > ~qiJR`Jj  
  struct result_1 R/~p>apg8  
  { C)um9}  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; NW~N}5T  
} ; 5Yg'BkEr  
zJq~!#pZ  
template < typename T1, typename T2 > %0S3V[4I  
  struct result_2 U$O\f18  
  { |XaIx#n  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 3@etRd;]Kr  
} ; R5N%e%[  
} ; MU`1LHg  
Mo|;'+  
SL Ws*aq  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait qk%;on&`  
_F6OM5F"N  
下面我们来剥离functor中的operator() td(li.,  
首先operator里面的代码全是下面的形式: hr#M-K  
, Rk9N  
return l(t) op r(t) T;Lkaxsn  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) \{Y 7FC~  
return op l(t) I:=S 0&%)  
return op l(t1, t2) }5ret  
return l(t) op 5#HW2"7  
return l(t1, t2) op 0pZ4BZdT|  
return l(t)[r(t)] !S$:*5=&  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 2i)^ !c  
d2*fLEsF  
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: !8TlD-ZT/  
单目: return f(l(t), r(t)); %:M ^4~dc  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); $iN"9N%l  
双目: return f(l(t)); T-'OwCB1q  
return f(l(t1, t2)); {0[tNth'h  
下面就是f的实现,以operator/为例 0CZ :Bo[3  
p\Q5,eg  
struct meta_divide {0L1X6eg  
  { qEyyT[:  
template < typename T1, typename T2 > 9e<.lb^tP  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) hwPw]Ln/  
  { RFi S@.7  
  return t1 / t2; ?qmRbDI  
} <ykU6=  
} ; ZJnYIK  
R   
这个工作可以让宏来做: DF&(8NoX~  
2bv=N4ly  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ OTvPUkp*  
template < typename T1, typename T2 > \ Q0)#8Rcm  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 9"N~yKa`"K  
以后可以直接用 XD!W: uvb  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 034iK[ib"  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 |'e^QpU5  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) ])[[ V!1  
R8Wr^s>'  
M-$%Rzl_  
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 OyU5DoDz1  
e|g5=2(Pr&  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > s%vis{2  
class unary_op : public Rettype ,cXD.y  
  { $| zX|  
    Left l; `vU%*g&R  
public : y|jl[pyg)  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} _jvxc'6  
SUMrFd~  
template < typename T > '@a}H9>}  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const I:E`PZ  
      { {yBs7[Wn  
      return FuncType::execute(l(t)); hnffz95  
    } k6;?)~.  
'<gI8W</  
    template < typename T1, typename T2 > mbKZJ{|4s  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ISzqEi  
      { kPKB|kP\  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); n|6Ic,:[  
    } bc7/V#W  
} ; >d(~# Z`  
aJSO4W)P  
|sa]F5  
同样还可以申明一个binary_op kF3k7,.8&  
_H9 MwJ  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > \9.bt:k@OT  
class binary_op : public Rettype a`wc\T^  
  { C/_ZUF(V  
    Left l; XP`Nf)3{Yd  
Right r; zp6C3RG(  
public : goLL;AL  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} '%>=ZhO  
<c*FCblv  
template < typename T > $&Gu)4'+  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ;Y)w@bNt@  
      { *HU &4E\a  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); [m- >5H  
    } s'3 s^Dd  
MO[2~`,Q!  
    template < typename T1, typename T2 > &`h{i K7  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const e*sfPHt  
      { dLH(D: `  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); y$;/Vm_'  
    } 1kz\IQ{  
} ; UJ%R   
'_<{ p3M  
$5 >e  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 c7?_46 J  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ~cWAl,(B<F  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) S2E8G q9  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 o5d%w-'  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 4"GR] X  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 MlcR"gl*  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 2{D{sa  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) u^&A W$  
下面是修改过的unary_op ?xA:@:l/  
r=Gks=NX"  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > \Bz_p'[G  
class unary_op # q~e^A b  
  { Y$o< 6[7  
Left l; #akpXdXs  
  $yN{-T"  
public : 9K.Vb1&  
[v7F1@6b  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} c>,KZ!  
~3^ 8>d/  
template < typename T > ksc;X$f&4  
  struct result_1 B`YTl~4  
  { @X%C>iYa9  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; >q#rw  
} ; vN Vox0V  
|rY1US)S  
template < typename T1, typename T2 > tI]Q%S,  
  struct result_2 )}g(b=  
  { 'g6\CZw(#  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; :uP,f<=)K  
} ; i=ea ?eT`  
.I$qCb|FP  
template < typename T1, typename T2 > F7 5#*  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const FFl!\y*0z  
  { kC WEtbz1  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); Jk&3%^P{m  
} nR7d4)  
j-0z5|*KE  
template < typename T > M*y)6H k~  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const O80<Z#%j`  
  { <x@}01 ~  
  return OpClass::execute(lt(t)); " f <Z=c  
} gGvz(R: y  
!_"@^?,q  
} ; 4 <9=5q]  
pSoiH<33  
3?[dE<  
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 uya.sF0]9B  
好啦,现在才真正完美了。 ATJWO 1CtB  
现在在picker里面就可以这么添加了: 7[w,:9& }  
M:XSQ["6>V  
template < typename Right > (gEBOol  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const rk&IlAE  
  { lAi6sPG)0  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); S-P/+K6  
} #J@[Wd  
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。 M2d$4-<  
7/!8e.M\  
LyZ.l*h%=m  
34z"Pm  
R,gR;Aarw  
十. bind |h-QP#]/  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 ~s% Md  
先来分析一下一段例子 H+1-]'g`  
ZU85P0  
?!;7:VIE  
int foo( int x, int y) { return x - y;} >v:y?A,  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 &atuK*W>  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 esHg'8?U  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 LISM ngQ.  
我们来写个简单的。 lU @]@_<  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: o1Ph~|s*8  
对于函数对象类的版本: D6%J\C13`  
5Eg1Q YVt  
template < typename Func > "|Xk2U  
struct functor_trait g>Y|9Y  
  { Q(lo{AFc  
typedef typename Func::result_type result_type; 3 N.~mR  
} ; QFw  +cy  
对于无参数函数的版本: p=;=w_^y  
Inn@2$m~  
template < typename Ret > PRr2F-!P  
struct functor_trait < Ret ( * )() > !>v2i"  
  { q-.,nMUF  
typedef Ret result_type; xGu r  
} ; H(bs$C4F  
对于单参数函数的版本: M\sN@+  
D&/kCi=R  
template < typename Ret, typename V1 > s8-<m,*  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > a d.3A{  
  { I Y2)?"A  
typedef Ret result_type; uv=.2U46  
} ; #1`-*.u  
对于双参数函数的版本: >ZPsjQuf"  
VSrr`B  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 2r!s*b\Ix  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > B-.gI4xa  
  { i:Zm*+Gi  
typedef Ret result_type; WdnIp!  
} ; oZY2K3J)  
等等。。。 RnA>oKc  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy G O=&  
|#r [{2sS  
template < typename Func > cvf@B_iN9  
struct func_return 6__#n`  
  { 1b6o x6  
template < typename T > KvFGwq"X  
  struct result_1 I^5T9}>Q  
  { LOD'iiH6  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; _Gpq=(q)  
} ; V ifQ@  
Q}?yj,D D  
template < typename T1, typename T2 > P&ig.Og*  
  struct result_2 HlkG^:)  
  { 31w9$H N  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Qo4+=^(  
} ; QFI8|i@  
} ; m]bv2S+5y  
)-_NtMr~`!  
_d8k[HAJ|  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 :J3ZTyjb  
5aF03+ko  
template < typename Func, typename aPicker > > n~l\ fC  
class binder_1 I[~EQ {Iz  
  { AnbY<&OC1  
Func fn; )C @W_cfMN  
aPicker pk; Y* #'Gh,  
public : (l28,\Bel  
UF[2Rb8?  
template < typename T > >H@ zP8  
  struct result_1 O7#ECUH  
  { &CvNNDgrJ  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; uC3o@qGW<  
} ; 6]i"lqb  
x?J- {6k  
template < typename T1, typename T2 > >IW0YIQy,  
  struct result_2 |~mi6 lJ6  
  { `U4R% qhWA  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; P@Wi^svj  
} ; 5!ll #/ {`  
,3G8afo  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} \*}JdEHB  
O a_2J#~$  
template < typename T > K2T&U$ ,  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const '`q&UPg]  
  { fF208A7U I  
  return fn(pk(t)); ]8(_{@ /  
} .+<Ul ]e/  
template < typename T1, typename T2 > 'CT 8vt;  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 7|6uY  
  { TIg 3'au  
  return fn(pk(t1, t2)); 6(4FC?Y7  
} nB?$W4  
} ; & ?mH[rG"  
} h|1H  
]KfjZ!Qh  
一目了然不是么? 3^l@!Qw  
最后实现bind o5gt`H"  
.OM m"RtK  
A4.Q \0  
template < typename Func, typename aPicker > @Otom'O  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 0  ;$[  
  { !Q!= =*1H  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); _}.BZ[i  
} !es?GJq`  
Q=lQy  
2个以上参数的bind可以同理实现。 K_ P08  
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。 {-IH?!&v  
G2Eke;  
十一. phoenix mG2*s ^$  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: /t`s.!k  
g+oSbC  
for_each(v.begin(), v.end(), p\66`\\l  
( [(U:1&x &  
do_ _,:gSDW|  
[ 62~8>71;'  
  cout << _1 <<   " , " M<oIo 036  
] BtS#I[-p_  
.while_( -- _1), ]NS{q85  
cout << var( " \n " ) E}K6Op;=v5  
) @l:\0cO  
); =n>&Bl-Bl  
25%[nkO4  
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: fB+4mEG@  
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 x5_V5A/@LU  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 <eP`Lu"  
那么我们就照着这个思路来实现吧: &GF@9BXI3  
Eb66GXF[  
Mz,G;x}  
template < typename Cond, typename Actor > {\3ZmF  
class do_while k^ B<t'  
  { UfcQFT{()  
Cond cd; w.w(*5[  
Actor act; 3oX\q/$  
public : 8."B  
template < typename T > qyzmjV6J2  
  struct result_1 53efF bo  
  { P%w)*);  
  typedef int result_type; ,.;q[s8  
} ; / i[F  
ZoJ_I >uv  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 5Fa.X|R~  
6v(?Lr`D  
template < typename T > E Dh$UB)  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const )5n*4A  
  { l*eJa38  
  do 1.29%O8V_  
    { [t #xX59  
  act(t); FI|jsO 3  
  } <k59Ni9  
  while (cd(t)); a`/\0~  
  return   0 ; 8SH&b8k<<  
} +9EG6"..@H  
} ; {v CB$@/o  
YU >NGC]}d  
8zhr;Srt  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). O7DaVlln  
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。 u*n%cXY;J/  
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。 VINb9W}G[  
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。 JTg:3<L  
下面就是产生这个functor的类: #Y|t,x;  
:c03"jvYE  
R3 Zg,YM  
template < typename Actor > p;nRxi7'  
class do_while_actor 6l Suzu  
  { |azdFf6A:[  
Actor act; faTp|T`nY  
public : /[V}   
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} .|?UqZ(,  
Cpg>5N~;L  
template < typename Cond > <rQ+ErDA  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; Ec3TY<mVr  
} ; $0[t<4K`yn  
@O]v.<8  
a+!r5689  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 |[+/ ]Y  
最后,是那个do_ 8bTE# 2+-  
H@|h Nn$@  
j'IZetT  
class do_while_invoker ] Hiw+5n  
  { 5Z]]xR[  
public : q$iGeE#  
template < typename Actor > ^}Wk  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ;N(9nX}%)  
  { b f j]Q  
  return do_while_actor < Actor > (act); tS[@3h  
} F-TDS<[S?  
} do_; H*KZZTKd  
` zoC++hx  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? K| w\KX0  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。  I?R?rW  
最后来说说怎么处理break和continue SoJ=[5W  
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。 4N K{RN3  
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