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
  • 6450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 ?V6+o`bm  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 J6*Zy[)%&S  
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, bLx70$  
4:!KtpR[O  
:U5>. ):  
@!92Ok  
  class filler =4RBHe8`  
  { G$ l>By  
public : %cM2;a=2  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} {C=d9z~:  
} ; R/H ?/  
<{C oM  
&Wj %`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: b"Hg4i)  
dAOmqu, 6  
1goK>=-^  
NT~L=x sY  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); %@<}z|.4  
w%,Iy, G@  
{7`eR2#Wq  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 s'LY)_n  
\ H#zRSbZ  
&`7tX.iMlh  
)J/,-p  
二. 战前分析 P |c6V  
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。 f1Ruaz-  
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 Ez^U1KKOE7  
a;p3Me7  
OQ<|Xd I$  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); u</21fz'  
  /* --------------------------------------------- */ 4|fI9.  
vector < int *> vp( 10 ); E<>Ev_5>  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); GXC:~$N  
/* --------------------------------------------- */ EEQW$W1@  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); &3VR)Bxn  
/* --------------------------------------------- */ z JWh  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ,HXY|fYr  
  /* --------------------------------------------- */ 6xSdA;<+]  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 7O{c>@\  
/* --------------------------------------------- */ `.+_}.m  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); 8W?/Sg`  
m(nGtrQJm  
|+//pGx  
=iy%;>I `  
看了之后,我们可以思考一些问题: `[V]xP%V  
1._1, _2是什么? vMJv.O>HW  
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。 f>nj9a5  
2._1 = 1是在做什么? i Xtar;%  
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。 U7U-H\t7  
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。 8>G3KZ3  
ml 7]s N(  
C|c'V-f  
三. 动工 UJ1Ui'a(!!  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: vj<HthC.k  
n{j14b'  
:(,uaX> {  
vBCQ-l<Ub  
template < typename T > `,~I*}T>5W  
class assignment >6 [{\uPK  
  { |4BS\fx~N  
T value; 7Zp'}Om<I  
public : g7@G&Ro9J\  
assignment( const T & v) : value(v) {} 9RwD_`D(MN  
template < typename T2 > $O,$KAC  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } zC6,m6Dv  
} ; %"V Y)  
b Mi,z3z  
,g%2-#L%  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 bb[.Kvq5  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment /g2(<  
! %r5  
0V ,R|Ln  
qsn6i%VH  
  class holder O=8:K'  
  { J3cbDE%^m  
public : g@hg u   
template < typename T > m5 r65=E  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const .]g>.  
  { @ae;&  
  return assignment < T > (t); w;}pebL:  
} {tMpI\>S  
} ; +CtsD9PA  
{\ vj":  
MHmaut#  
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: |H 0+.f;  
Wfgs[  
  static holder _1; }Wjb0V  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 -S\74hA  
G\&4_MS  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ;=>4 '$8  
而不用手动写一个函数对象。 V6Ie\+@.\  
d-nqV5  
o,(MB[|hQ  
8xzEbRNJ)  
四. 问题分析 %4?  
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。 ?khwupdi  
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。 =qiX0JT  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 5fuOl-M0W  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 P3C|DO4  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 }@Lbv aa  
v8p-<N)  
五. 问题1:一致性 pfsRV]  
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?| VXlTA>a }  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 3OTq  
rCqcl  
struct holder 7JNhCOBB  
  { ?-[.H^]s~  
  // F M:ax{  
  template < typename T > 94Mh/A9k  
T &   operator ()( const T & r) const G m40u/  
  { $$`E@\5P  
  return (T & )r; L9[? qFp  
} <kIg>+  
} ; os*QWSs  
l1On .s  
这样的话assignment也必须相应改动: }2 zJ8A9-  
HI6;=~[  
template < typename Left, typename Right > rf1Us2vp  
class assignment l<0 BMwS8  
  { S?*pCJ0  
Left l; E8#r<=(m  
Right r; `~Nd4EA)2  
public : Cc^`M9dP  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} s8iJl+Jm  
template < typename T2 > xb$eFiQ  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; }  )TV4OT#  
} ; 0]3%BgZ(a8  
R4=n">>Q  
同时,holder的operator=也需要改动: $>zLa_cn|  
%m r  
template < typename T > l9 RjxO.~U  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const qYLOq `<f  
  { bj^YB,iSM  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); c`I`@Bed  
} H^P uC (  
TGx:#x*k  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 b6BeOR*ps  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 PEZ~og:w  
l%]S7|PKx  
return l(rhs) = r; dE9xan  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 '#d`K.;_b.  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: T. nY>Q8  
#MYhKySku  
template < typename Tp > qXO@FW]  
class constant_t e -vL!&;2  
  { pcIJija:  
  const Tp t; @Q~Oc_z  
public : gE8p**LT+  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Et{4*+A  
template < typename T > sE7!U|  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 3D>syf  
  { 2VaQxctk  
  return t; C8i6ESmU  
} A+i|zo5p=k  
} ;  9')  
N3 qtq9{  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 qTFktJZw  
下面就可以修改holder的operator=了 mEsOYIu{  
NU>={9!  
template < typename T > lrg3n[y-l  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const / *=1hF  
  { M]PH1 2Ob  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); /Zs;dam  
} x#z}A&  
,YzrqVY  
同时也要修改assignment的operator() (izGF;N+  
tVJ}NI #  
template < typename T2 > n<47#-  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } uN1(l}z$  
现在代码看起来就很一致了。 ]A)`I  
$S{B{FK  
六. 问题2:链式操作 Yg_;Eu0'?  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 hkOhY3K5  
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。 PYWp2V/  
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。 r9[{0y!4  
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。 % \OG#36  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct D{1k{/cF  
O_@  
template < typename T > NYopt?Xg  
struct result_1 VNKtJmt  
  { `uL^!-  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; D|`O8o?)  
} ; ,CACQhrng  
*7MTq_K(An  
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: >jI( ^8?  
pRS+vV3  
template < typename T > pU4k/v555;  
struct   ref iDp'M`(6h  
  { q1C) *8*g  
typedef T & reference; $Pw@EC]  
} ; &fH;A X.  
template < typename T > f0UB? |  
struct   ref < T &> ,l}mCY  
  { qfF/X"#0  
typedef T & reference; r3.A!*!  
} ; pO^goo V\  
a:$hK%^ \  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ce3w0UeV  
Mf [v7\  
template < typename T > .9r+LA{  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const !YJfP@"e6r  
  { px`o.%`'  
  return l(t) = r(t); (N6 3k1M  
} k [6%+  
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。 s{I Xth6  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 `U-i{i  
Vn:BasS%  
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 mc{gcZIm  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ^.']-XjC  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 p72:oX\Q I  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Ml)0z&jQX  
最后的布局是: IP)?dnwG  
                Add be ^09'  
              /   \ TRB)cJZ?  
            Divide   5  p1zT]  
            /   \ :wlX`YW+e  
          _1     3 }o>6 y>=  
似乎一切都解决了?不。 )HLe8:PG~  
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。 )e,Rp\fY$  
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。 +kh#Jq.  
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: -c%K_2`  
;4E.Yr*  
template < typename Right > \>8r)xC  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const f-Yp`lnn.d  
Right & rt) const e|ChCvk  
  { ; E Nhy  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); SZGeF;N  
} [&IJy  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 :?!kZD!  
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。 ([Gb]0  
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。 T#L/HD  
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。 s)?=4zJ  
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。 qu}`;\9@ld  
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? nEtG(^N  
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: Y[oNg>Rz  
\ C^fi}/]  
template < class Action > fgmu*\x<  
class picker : public Action N>Dr z  
  { NGA8JV/U  
public : Eb9 eEa<W  
picker( const Action & act) : Action(act) {} Qktj  
  // all the operator overloaded cba  
} ; Y)X 'hk)5|  
Mqy5>f)  
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。 s7x&x;-  
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: qs96($  
--(e(tvf  
template < typename Right > x,f=J4yco  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const p2v+sWO  
  { 7~gIOu  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ?{@UB*  
} jFa{h!  
`v]|x,l+C  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ~EYsUC#B_  
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。 ;oe j~  
{FIr|R&  
template < typename T >   struct picker_maker =5 a|'O  
  { -r.Qy(}p  
typedef picker < constant_t < T >   > result; wt8?@lJ"/  
} ; C-vFl[@a0  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > \!+sL JP  
  { 0QWc1L  
typedef picker < T > result; 9 n(.v}  
} ; GFq,Ca~  
**oa R  
下面总的结构就有了: P^wDt14>  
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。 kOu C@~,  
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。 EWI2qaSnO  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 XZ|%9#6  
至此链式操作完美实现。 B)q 5m y  
Cb`2"mpWS  
n54}WGo>9  
七. 问题3 !x%$xC^Iz  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 [iT*L)R4  
Ys+2/>!  
template < typename T1, typename T2 > jrF#DDH?I  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const HDV@d^]-  
  { 1FkS$ j8:  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); W%6Y?pf)z  
} v;%>F)I  
z 1~2w:  
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: R#K,/b%SV  
h(<2{%j  
template < typename T1, typename T2 > <WWn1k_  
struct result_2 Eku+&f@RB  
  { ,V>7eQt?  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 53g(:eB  
} ; 2. t'!uwI  
+\Zr\fOe|%  
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? u{Rgk:bn  
这个差事就留给了holder自己。 %o4d(C B  
    E1"H( m&6  
5s /fBS  
template < int Order > 9'{i |xG  
class holder; H N )@sLPc  
template <> U?WS\Jji3!  
class holder < 1 > ^U5g7Emf  
  { /:BM]K  
public : ,`su0P\%#.  
template < typename T > ]:K[{3iM  
  struct result_1 Z%_m<Nf8T  
  { #mFY?Zp)  
  typedef T & result; 0v"h /  
} ; !! \O B6  
template < typename T1, typename T2 > ^! r<-J  
  struct result_2  4u.v7r  
  { ZD`9Ez)5  
  typedef T1 & result; 9_/dj"5  
} ; xnp5XhU  
template < typename T > c]OK)i-{l  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const C8oAl3d+h  
  { U~nW>WJ+.  
  return (T & )r; $z":E(oy  
} v;_k*y[VV$  
template < typename T1, typename T2 > w~lxWgaY7  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const V']{n7a-  
  { PDQ\ND  
  return (T1 & )r1; :Qd{V3*]  
} \0'0)@uziQ  
} ; j_#oP  
l` M7a9*U  
template <> zF-M9f$_PY  
class holder < 2 > >ow5aOlQ&  
  { hp< NVST  
public : jeLC)lQ*  
template < typename T > '{ I YANVT  
  struct result_1 Scfk] DT  
  { fMSB  
  typedef T & result; 6.>l  
} ; -$0w-M8'  
template < typename T1, typename T2 > r'/H3  
  struct result_2 d7)EzW|I;  
  { Y{v\m(D  
  typedef T2 & result; THXG~3J<  
} ; G|,'6|$jE  
template < typename T > 5N'Z"C0  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 1|8<!Hx#-  
  { `N,q~@gL  
  return (T & )r; qyl9#C(a  
} =Kh1 HU.F  
template < typename T1, typename T2 > Gi9s*v,s  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const YlP8fxS  
  { :t#N.[=&#  
  return (T2 & )r2; }c1?:8p  
} {WYHT6Z  
} ; 9}_ccq  
}vGW lNd#g  
'A}@XGE:p  
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> >。 DGY?4r7>y  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: /GQN34RD  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: @$bEY#*C  
rgOc+[X  
return l(i, j) = r(i, j); u+ ?Wm40E  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) f(r=S Xa*  
aVXk8zuL  
  return ( int & )i; HAtf/E]  
  return ( int & )j; " F3M  m  
最后执行i = j; $QB~ x{v@n  
可见,参数被正确的选择了。 Munal=wL  
)>X C_ R  
^zs]cFN#%  
#@cOyxUt  
]?$e Bbt  
八. 中期总结 &0='z  
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: 'Rg6JW\  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义  \W',g[Y:  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 6|O2i j-J  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 3cH`>#c  
z|5Sy.H>  
-3)]IA  
`BA,_N|6  
AzmISm  
U fzA/  
九. 简化 F z 6&.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。 6hvmp  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 X^!1MpEQ  
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: \`!M5FJ  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 P`$"B0B)  
  +-*/&|^等 ~ }g"Fe  
2. 返回引用。 c@]_V  
  =,各种复合赋值等 vj?6,Ae  
3. 返回固定类型。 |1@/gqa  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) Y\sSW0ZX  
4. 原样返回。 k^vsQ'TD  
  operator, D@]*{WO  
5. 返回解引用的类型。 fF"\$Ny  
  operator*(单目) =WYI|3~Cz  
6. 返回地址。 j1yW{  
  operator&(单目) .YT&V  
7. 下表访问返回类型。 j?YZOO>X  
  operator[] Eed5sm$H  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 9MmAoLm  
  operator<<和operator>> KqE5{ q  
<H,q( :pM  
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。 Buue][[  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 6;:s N8M+1  
v`Iw:?)%  
template < typename Left > |?tUUT!`t  
struct value_return ks=l Nz9  
  { O=9mLI6  
template < typename T > Do3g^RD#  
  struct result_1 }qa8o  
  { RkrZncBgV<  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; cr&sI=i  
} ; ^o*$OM7x  
}=+J&cR  
template < typename T1, typename T2 > # -0}r  
  struct result_2 m~LB0u$ac  
  { AWY#t&  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; rhLm2q  
} ; XJs*DK  
} ; }i"\?M  
c%5G3j  
r&u&$ "c  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait W!R}eLf@  
w;LIP!T#  
下面我们来剥离functor中的operator() Q :<&<i=I  
首先operator里面的代码全是下面的形式: x8#bd{  
zNu>25/)(  
return l(t) op r(t) '_f]qNy  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) u@;6r"8q  
return op l(t) ?!h jI;_&  
return op l(t1, t2) th$?#4SbR  
return l(t) op 9K9{$jN~  
return l(t1, t2) op ({GN.pC(  
return l(t)[r(t)] W+F^(SC\  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] , ;'y <GA  
doIcO,Q  
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: 3kTOWIX  
单目: return f(l(t), r(t)); BrWo/1b  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 'zEmg}  
双目: return f(l(t)); rF/k$_bFt  
return f(l(t1, t2)); #- l1(m  
下面就是f的实现,以operator/为例 Kzj9!'0R  
^ #6Ei9di  
struct meta_divide VZ#@7t  
  { r )EuH.z  
template < typename T1, typename T2 > Ju0W  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) yX-h|Cr"  
  { bJ~@ k,'  
  return t1 / t2; p\"WX  
} BI BBp=+  
} ; \:'|4D]'I  
0u3"$o'R  
这个工作可以让宏来做: ~ AU!Gm.  
pb\W7G  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ U_X/  
template < typename T1, typename T2 > \ P?.j wI  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; >ZE8EL  
以后可以直接用 5._=m"Pl  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) )kBN]>&R  
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 Y &G]M  
(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。。。) I6jDRC0<  
m(CbMu  
7sC8|+  
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 lZt{L0  
QJsud{ada  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 2I8 RO\zR  
class unary_op : public Rettype p+t79F.js  
  { P B W.nm  
    Left l; 2tEA8F~k  
public : +Kw&XRA d  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} r"%uP[H  
na%DF@Rt#  
template < typename T > 53i7:1[uV  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const |%i|P)]  
      { A`H&" A  
      return FuncType::execute(l(t)); ^2|G0d@.:  
    } k~ YZT 8  
tH}$j  
    template < typename T1, typename T2 > 1]yjhw9g  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const "F$0NYb]I  
      { `;:zZ8*  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); ITq$8  
    } W=$cQ(x4Z  
} ; p5`d@y\hj  
{eQ')f  
-t5DcEAb$  
同样还可以申明一个binary_op r N.<S[  
#wvmVB.5~  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Gx$rk<;ZW  
class binary_op : public Rettype Bl >)GX\l  
  { f:).wi Ld  
    Left l; knPo"GQW  
Right r; ~kkwPs2V  
public : {|jrYU.k~  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} %"1*,g{  
%)|_&Rh  
template < typename T > On^jHqLaE  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ]rhxB4*1  
      { 3 E~d  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 0D\b;ju<  
    } Z Rjqjx  
Rzolue 8  
    template < typename T1, typename T2 > d- wbZ)BR  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const x D(RjL+  
      { UB4M=R|  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); E@f2hW2  
    } @ eQo  
} ; XHN`f#(w  
=36e&z-#  
-9.Rmv#og{  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 Gm]]Z_  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 U;QN+fF]u  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 2K 8?S  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 c04"d"$ x  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! frYPC Irj  
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。。。 <IX)D `mf  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。  h,D6MP  
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) NWGSUUa  
下面是修改过的unary_op ]/_GHG9  
8@S5P$b};  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > w'Kc#2  
class unary_op Xgy)Z:R  
  { dwQ*OxFl  
Left l; ic"n*SZa  
  X@ljZ  
public : I& `>6=)  
)BuS'oB  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} is3nLm(  
eBK s-2r  
template < typename T > yxECK&&P0#  
  struct result_1 .CrrjS w  
  { pvz*(u  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; XZcT-w 7  
} ; 3b_tK^|'  
T4W"!4[  
template < typename T1, typename T2 > R|Oy/RGY$  
  struct result_2 fs]9HK/@\  
  { !n=@(bT*wT  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 8e'0AI_>  
} ; }T?MWcG4  
b}G4eXkuj  
template < typename T1, typename T2 > xHml" Y1  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const :'OCQ.[{s  
  { $z7[RLu0!  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); |~! R5|Q  
} W#<&(s4  
u_aln[oIv  
template < typename T > ~&/|J)}  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ZCQ7xQD  
  { ,w.`(?I/  
  return OpClass::execute(lt(t)); :x*8*@kC  
} Mk=;UBb$X  
Sx,O)  
} ; B| IQ/g?  
vqLC?{i+  
U~8.uldnF  
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 "y>\ mC  
好啦,现在才真正完美了。 JM{S49Lx  
现在在picker里面就可以这么添加了: H|='|k5Y.  
, #yE#8  
template < typename Right > yQ4]LyS  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const <zN  
  { d7A08l{  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); NF1e>O:a<  
} y2V9!  
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。 LxkToO{  
-OpI,qyS  
UA[2R1}d  
^e$;I8l  
[L1pDICoy  
十. bind BRP9j y  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 /"?y @;Y~  
先来分析一下一段例子 p.q :vI$J  
B&0^3iKFi  
XG"&\FL{T  
int foo( int x, int y) { return x - y;} ZVpMR0!  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 L0SeG:  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 *=L3bBu?  
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。 o #{D;'  
我们来写个简单的。 }N5>^y  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: wKhuUZj{  
对于函数对象类的版本: GZ\;M6{oh  
2O {@W +Mt  
template < typename Func > Vg/{;uLAe  
struct functor_trait hS&,Gm`^  
  { * B,D#;6  
typedef typename Func::result_type result_type; k oo`JHC  
} ; X 'Q$v~/  
对于无参数函数的版本: `pF|bZ?v  
 IpY  R  
template < typename Ret > 6\)61o_1|  
struct functor_trait < Ret ( * )() > cj-P&D[Ny[  
  { ,#&lNQ'I  
typedef Ret result_type; o=?sMq1<  
} ; !o 2" th  
对于单参数函数的版本: p~I+ZYWF'  
jcQ{,9 H`l  
template < typename Ret, typename V1 > R-J\c+C>W  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > VO>A+vx3M  
  { >/1N#S#9  
typedef Ret result_type; 9 )u*IGj  
} ; +T=Z!2L  
对于双参数函数的版本: st ( l85  
K8doYN  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > K+xiov-r?  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > Gvv~P3Dm  
  { g5R2a7  
typedef Ret result_type; p*F&G=ZE  
} ; X>EwJ"q#  
等等。。。 d/Xbk%`p  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy cBM A.'uIL  
,xB&{ J  
template < typename Func > NY\q  
struct func_return y.2_5&e/  
  { Qn(e[ C6\  
template < typename T > 0G1?  
  struct result_1 64>E|w  
  { [Rw0']i`4  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; P %f],f  
} ; bgGd  
IBb3A  
template < typename T1, typename T2 > Q+)fI  
  struct result_2 f:\jPkf'  
  { 2Ch!LS:+  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; k'}}eu/ q  
} ; 6Lz{/l8  
} ; [c]X) @#S  
mZ3i#a4  
0[TZ$<v"  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 GrjL9+|x  
|;ycEB1  
template < typename Func, typename aPicker > } WY7!Y  
class binder_1 p>h B&h  
  { lb5Y$ZC  
Func fn; pL8+gL  
aPicker pk; ~ z*  
public : QgO@oV*S  
ZdeRLX  
template < typename T > OsPx-|f S~  
  struct result_1 e5maZ(.;F  
  { dbSIC[q  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; sguE{!BO  
} ; [tym~ZZ]_m  
J!O5`k*.C  
template < typename T1, typename T2 > 55MsF}p  
  struct result_2 / *xP`'T  
  { Yv }G"-=  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; y_M<\b  
} ; 5 :6^533]  
} *|_P  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 1VL!0H  
zg+78  
template < typename T > $wH{snX  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const N~ _GJw@  
  { /c'3I  
  return fn(pk(t)); _Sy-&}c+ +  
} 9KRHo%m  
template < typename T1, typename T2 > vt<r_&+ pJ  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const u$$@Hw  
  { 1%Xwk2l,8b  
  return fn(pk(t1, t2)); r-v ;A  
} ,$EM3   
} ; ]3wg-p+  
asb-syqU  
-v .\CtpHv  
一目了然不是么? U*`7   
最后实现bind EQ'iyXhEe  
fu'iG7U M  
j9n3  
template < typename Func, typename aPicker > ojU:RRr4l$  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 0"7 xCx  
  { S%<RV6{aiM  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); r,X5@/  
} )QEvV:\  
Q*}#?g  
2个以上参数的bind可以同理实现。 !cPiH6eO  
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。 RB.&,1  
{ 2G9>'  
十一. phoenix ,o7aIg&_H  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 9~98v;Z1  
["|AD,$%  
for_each(v.begin(), v.end(), x=Z\c,@O  
( i*B@#;;F  
do_ }VxbO8\b(  
[ a)=WDRk  
  cout << _1 <<   " , " c;c'E&9P]  
] 6wC|/J^  
.while_( -- _1), o:B?gDM  
cout << var( " \n " ) +6 t<FH  
) :Y/i%#*1  
); g\;AU2?p7  
*5Upb,* *  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: CAyV#7[0  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor 7sKN`  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 Fq/?0B8  
那么我们就照着这个思路来实现吧: <ABN/nH  
maQE Bi,  
?Q1(L$-=  
template < typename Cond, typename Actor > meunAEe  
class do_while +g,:!5pg  
  { Y,EReamp  
Cond cd; ofbNg_K>  
Actor act; 6Ug( J$Ouh  
public : 7uG@ hL36  
template < typename T > aiVd^(  
  struct result_1 N1$lG? )+  
  { oT2h'gu")  
  typedef int result_type; pFi.?|6"  
} ; eUlF4l<]  
,ButNB v  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} Qj: D=j8  
}M?\BH&  
template < typename T > x&9}] E^<  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const S|!)_RL  
  { N: 'v^0  
  do yoa"21E$  
    { %7=B?c |  
  act(t); 3 EH/6  
  } s\ft:a@  
  while (cd(t)); KrE:ilm#^Y  
  return   0 ; 'qcLK>E  
} xCwd*lsM  
} ; (t'hWS  
}~pT saw  
B:S/ ?v  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). KdU!wsKfG  
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。 am.}2 QZU  
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。 19-|.9m(  
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。 ipU,.@~#  
下面就是产生这个functor的类: 0S8v41i6  
Nd!0\ "AE  
gi!{y   
template < typename Actor > g4USKJ19.  
class do_while_actor '>dsROB->  
  { {n9]ej^  
Actor act; Uywi,9f  
public : XnC`JO+7M  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} F<SMU4]YdG  
q#9JJWSs  
template < typename Cond > :m*r( i3  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; RbB y8ZVM  
} ; Wr+?ul*_  
Y1 RiuJtL  
^Wb|Pl  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 {p J{UJKv?  
最后,是那个do_ lx9tUTaus/  
o.Ld.I)  
3[8F:I0UL  
class do_while_invoker LASR*  
  { pzcV[E1  
public : pw;  
template < typename Actor > tMM *m  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const xXG-yh  
  { ')C %CAYW  
  return do_while_actor < Actor > (act); vbT"}+^Sh  
} AIZs^ `_  
} do_; E ]eVoC  
Vgy}0pCl  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? kmHIU}Z  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 z'cVq}vl  
最后来说说怎么处理break和continue ! 63>II  
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。 U~{fbS3,  
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
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八