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
  • 8351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 OF<n T  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 l~4e2xoT  
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, *OOa)P{^D  
~5 pC$SC6>  
#/t>}lc  
92aDHECo  
  class filler 4 uy@ {  
  { 9Ir~X|}\iL  
public : y- <PsP-I  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} B:- KZuO  
} ; |369@un6  
O\?5#.   
vQYfoam;  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: _`@Xy!Ye  
+z(,A  
m0A@jWgd  
B#GZmv1  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); !qXq y}?w  
GQ-e$D@SfB  
0|s$vqc  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 udEb/7ZL  
c+b:K  
DAMpR3  
hw ;dm  
二. 战前分析 *T>#zR{  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 ;8L+_YCa  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 bOxjm`B<  
W_BAb+$aF  
( #-=y~%  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); /[|}rqX(  
  /* --------------------------------------------- */ GATP  
vector < int *> vp( 10 ); )| Vg/S  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); b*FU*)<4.  
/* --------------------------------------------- */ SEQO2`]e:  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); bm tJU3Rm  
/* --------------------------------------------- */ ?mYV\kDt\  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); C`)^~C_]`3  
  /* --------------------------------------------- */ D2TXOPH  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); SJ@8[n.x  
/* --------------------------------------------- */ LTYu xZ  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ilIV}8  
F`;TU"pDf  
g~Nij~/  
1FD7~S|  
看了之后,我们可以思考一些问题: f`u5\!}=!  
1._1, _2是什么? XgiI6-B~  
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。 ^;)SFmjg%  
2._1 = 1是在做什么? ]*g ss'N  
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。 A| gs Uh  
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  wid&  
SA`J.4yn  
[I++>4  
三. 动工 7dufY }}  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: <nOuyGIZ  
r>@ B+Xi  
P,$ [|)[E  
PtRj9TT  
template < typename T > 4 [5lX C  
class assignment Sr ztTfY  
  { g/U$!d_  
T value; 9{9#AI.G  
public : }j5R@I6P  
assignment( const T & v) : value(v) {} /\,_P  
template < typename T2 > Io,/ +#|  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } + +T "+p  
} ; q#Yg0w~  
>%n8W>^^4  
-~( 0O  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 gfdPx:7^  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment t3  uB  
e-%7F]e  
;Xfd1    
xI`Uk8-8  
  class holder rnMG0  
  { <<7,k f R  
public : 8`AcS|k  
template < typename T > 9&[) (On74  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const fR]p+\#8u*  
  { E,*JPK-A x  
  return assignment < T > (t); !~lVv&YO  
} 3ZW/$KP/  
} ; 3xmiX{1e  
z^ aCQ3E  
hkmTpH1<M  
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: r+[#%%}ea  
="5k\1W1M  
  static holder _1; r/N[7 *i  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 tAb;/tM3I  
a!c/5)v(  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); eEWro F  
而不用手动写一个函数对象。 7~!I2DV_  
==-7F3QP  
=1{H Sf  
7X9+Qj;  
四. 问题分析 $I)Tk`=  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 V!pq,!C$v  
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。 gD,YQ%aq  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 oglXW8  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ]/aRc=Gn  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 .KT 7le<Zm  
"xe7Dl  
五. 问题1:一致性 4cXAT9  
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?| b[J-ja.  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Eonq'Re$  
%K&+~CJE  
struct holder %mK3N2N$  
  { 8~&F/C*  
  // 6pM"h5hA  
  template < typename T > W\I$`gyC/  
T &   operator ()( const T & r) const 4)z3X\u|Z2  
  { T8,k7 7  
  return (T & )r; ALE808;|  
} D:YN_J"kV  
} ; l1-4n*fU  
&K9VEMCEX  
这样的话assignment也必须相应改动: ".~Mm F  
5z9r S<  
template < typename Left, typename Right > T!m42EvIvE  
class assignment $\0cJCQ3  
  { jHkyF`<+  
Left l; fap|SMGt  
Right r; 9l]UE0yTL/  
public : w$DG=!  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} >VRo|o<D  
template < typename T2 > g)=V#Bglv  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 4'+d"Ok  
} ; T4V[R N  
96.IuwL*.s  
同时,holder的operator=也需要改动: SjZd0H0  
C $]5l; `  
template < typename T > U -Af7qO  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const K:}h\ In  
  { (A7T}znG  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); *)j@G:  
} (/T +Wpy?  
XoDJzrL#  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 L/qZ ;{  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 tpv?`(DDU  
oS[W*\7'!  
return l(rhs) = r; [TRGIGtq  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 _Ct}%-,4  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Q;XXgX#l  
fl!mYCPv  
template < typename Tp > #[no~&E  
class constant_t  C#A@)>  
  {  )v${&H  
  const Tp t; &tlR~?$e*  
public : ,DE(5iDS  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 'b LP ~  
template < typename T > Eem 2qKj  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const I x( 6  
  { h=X7,2/<  
  return t; 5T!&r  
} -6u H.  
} ; 1t0b Uf;(M  
i{<8 hLO  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ! a86iHU  
下面就可以修改holder的operator=了 =L:[cIRrT;  
<2n'}&F  
template < typename T > Wl,%&H2S<  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const H"2U)HJl  
  { G i$  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); +ckMT3  
} slu$2-H  
r`?&m3IOP  
同时也要修改assignment的operator() b0y-H/d/}  
613/K`o  
template < typename T2 > 3wV86tH%  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } ^it4z gx@  
现在代码看起来就很一致了。 =fY lzZh  
n(Qj||:  
六. 问题2:链式操作 S{o@QVbl  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 g;$E1U=R-E  
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。 ^/G?QR  
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。 8r5xs-  
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。 DG_}9M!DW@  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct jjxIS  
RI?NB6U  
template < typename T > aLV~|$: 2  
struct result_1 [fd~nD#.  
  { }'u3U"9)  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; |__d 8a  
} ; H!p!sn  
%(fL?  
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: Tsu\oJ[  
b21}49bHN  
template < typename T > k"t >He  
struct   ref C,[ L/!  
  { P~&O4['<  
typedef T & reference; TLy ;4R2Nn  
} ; &q.)2o#Q.  
template < typename T > ggMUdlU  
struct   ref < T &> 'T%IvJ#Xu  
  { O2C6V>Q;  
typedef T & reference; ]OUD5T  
} ; $H4=QVj6  
6KVV z/  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ki#y&{v9Be  
L%f-L.9`u  
template < typename T > aWdUuid  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const nZe\5`  
  { AmZuo_  
  return l(t) = r(t); bG52s  
} ~Hs=z$  
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。 cnbo +U  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 HTw#U2A;+  
`Rrr>vj  
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 0xv\D0  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 'HCnB]1  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ^<!Ia  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 "=FIFf  
最后的布局是: anLbl#UV  
                Add Q< dba12  
              /   \ *JwFD^<j  
            Divide   5 *}7U`Aa  
            /   \ nz>K{(  
          _1     3 O(odNQy~  
似乎一切都解决了?不。 r;9z 5'  
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。 f;R>Pr;rD  
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。 fD0{ 5  
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: .6LS+[  
Sq<3Rw  
template < typename Right > :r\xkHg/f  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const So?m?,!W  
Right & rt) const li@k Lh  
  { Ur n  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); :u AjV  
} )TM!ms+K  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 %U-Qsy8|D)  
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。 $]Jf0_  
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。 5|5=Y/   
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。 aJa.U^1{  
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。 !f@XDW&R  
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? Trpgx  
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: )x)gHY8;  
xwi!:PAf,o  
template < class Action > R<>tDwsZGa  
class picker : public Action z[*zuo  
  { =ydpU<aS  
public : <W?WUF  
picker( const Action & act) : Action(act) {} 7O"hiDQ  
  // all the operator overloaded ("b*? : B  
} ; %Or2iuO%-,  
yk`)Cq%=;  
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。 3\]~!;dI  
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: Y^yG/F  
FQ1arUOFW,  
template < typename Right > ghX:"vV{n  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const $:(z}sYQ7  
  { o7J{+V  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); E_]k>bf\  
} Xh`"  
} +1'{B"I  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > sx:Hv1d  
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。 uQWp+}>ZJy  
`wf|uM  
template < typename T >   struct picker_maker f'i6QMk\&  
  { v O PMgEI  
typedef picker < constant_t < T >   > result; !n:uiwh  
} ; A=0@UqM  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > *N`;I@Q"[  
  { a/:]"`)  
typedef picker < T > result; L*9H#%3  
} ; *{Yh6 {  
zs0hXxTY:  
下面总的结构就有了: Rh[Ibm56  
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。 vn``0!FX  
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。 (m/aV  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 4 ]sCr+   
至此链式操作完美实现。 &/iFnYVhy  
>2u y  
g9`[Y~  
七. 问题3 XO%~6Us^  
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。 *<UGgnmLE  
_Yy:s2I8B  
template < typename T1, typename T2 > [t$4Tdd  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ,&[7u9@  
  { CB6o$U  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); TqAtcAurM  
} (U_wp's  
qv$!\T  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: H}B2A"  
Jl_~_Z  
template < typename T1, typename T2 > r,Ds[s)B  
struct result_2 SD^E7W$?  
  { $HxS:3D%D  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; JdO)YlM-  
} ; `[OXVs,7"  
=},{8fZ4  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? 4T%cTH:.9N  
这个差事就留给了holder自己。 3(C :X1  
    _F^$aZt?e  
@UV{:]f~e  
template < int Order > BKX 9 SL]  
class holder; xG8`'SNY  
template <> Gnk|^i;t  
class holder < 1 > A=y"x$%-_  
  { Nq_A8Ph9  
public : -Uri|^t  
template < typename T > ZL=N[XW4'  
  struct result_1 W_%W%i|  
  { ^4 8\>-Q\  
  typedef T & result; e"~)Utk  
} ; wA631kr  
template < typename T1, typename T2 > VXwPdMy*L  
  struct result_2 ogJ<e_ m  
  { rw]yKH  
  typedef T1 & result; XGhwrI^  
} ; xHe^"LL  
template < typename T > kZv*rWAm  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 9ad6uTc  
  { C.( yd$,  
  return (T & )r; f1J %]g!  
} :/i~y$t  
template < typename T1, typename T2 > r@yD8D \  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ami09JHy  
  { +9C;<f  
  return (T1 & )r1; Z\'wm'  
} PtqGX=u  
} ; 8 URj1 W  
Fg4@On[,i  
template <> .it2NS  
class holder < 2 > 'in@9XO  
  { kW +G1|  
public : ).Gd1pE  
template < typename T > O_AGMW/2+  
  struct result_1 <sc\EK  
  { [@|be.g  
  typedef T & result; A="fj  
} ; q#'VJA:A5&  
template < typename T1, typename T2 > p[-{]!  
  struct result_2 k}U JVH21k  
  { h0lu!m#\_  
  typedef T2 & result; `|?]CkP  
} ; SM<d  
template < typename T > (6clq:c7j  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ;'^, ,{  
  { )2V@p~k?  
  return (T & )r; iadkH]w  
} Z2bUs!0  
template < typename T1, typename T2 > R8 jovr  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const v?)SA];  
  { #w*"qn#2Uz  
  return (T2 & )r2; :,^>d3k  
} /PW&$P1.]"  
} ; Egf^H>,.M  
{R8=}Qo  
[e1L{_*l  
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> >。 *KJ7nRKx(w  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Nxi)Q$  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 4TVwa(cB  
;wgFr.#hp@  
return l(i, j) = r(i, j); 7wi%j!  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) Q;wB{vr$  
'F7VM?HBfg  
  return ( int & )i; %t[K36,p  
  return ( int & )j; !^L-T?y.2  
最后执行i = j; Jn#K0( FQ  
可见,参数被正确的选择了。 Dft%ip2  
u w"*zBxl  
k!owl+a   
;{Jb6'K1h  
^mfjn-=3  
八. 中期总结 U0IE1_R  
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: u(2BQO7  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 w~LU\Ct  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 y<*-tZV[  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor %Rarr  
l"5y?jT  
6pm~sD  
9^\hmpP@D  
=<.F3lo\s  
D:m#d.m  
九. 简化 +*.1}r&  
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。 0Cq!\nzz  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。  d1bhJK  
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: w+=Q6]FxJ  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 mf2Mx=oy  
  +-*/&|^等 p:tN642  
2. 返回引用。 km4g}~N</  
  =,各种复合赋值等 9I kUZW  
3. 返回固定类型。 jCQho-1QN  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ? d5h9}B  
4. 原样返回。 3+9 U1:1[.  
  operator, q~h:<,5  
5. 返回解引用的类型。 Mpm#GdT  
  operator*(单目) ^*>n4U  
6. 返回地址。 -)RJ\V^{9  
  operator&(单目) ]]/lC  
7. 下表访问返回类型。 xiCN qk3  
  operator[] PpFsp( )x  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ! Rvn'|!  
  operator<<和operator>> e1uMR-Q  
<\ETPL,<  
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。 t:T?7-XIE  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: Nb1J ~v  
= UUd8,C/  
template < typename Left > 4By]vd<;=  
struct value_return @woC8X  
  { h>W@U9  
template < typename T > >BJ}U_ck  
  struct result_1 |D<+X^0'  
  { ~p.%.b;~t  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; :o$@F-$k  
} ; t'aSF{%  
"kr,x3 =  
template < typename T1, typename T2 > vgo{]:Aj{  
  struct result_2 Mz\yPT;Y  
  { PG"@A  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; =ybGb7?  
} ; zX~}]?|9  
} ; )S Q('vwg  
H%C\Uz"o  
yQwVQUW8B  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait waQtr,m)  
rhoeZ  
下面我们来剥离functor中的operator() x.\XUJ4x  
首先operator里面的代码全是下面的形式: lY,/ W  
T.2ZBG ~|[  
return l(t) op r(t) SSQT;>  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) Bk@WW#b  
return op l(t) {82rne `[  
return op l(t1, t2) >%h7dC3h  
return l(t) op R,b59,&3/  
return l(t1, t2) op v F[CWV.  
return l(t)[r(t)] x~Agm_Tu+'  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Mr.JLW  
L$}g3{  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: LU( %K{9  
单目: return f(l(t), r(t)); u<kD}  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); _>i|s|aW  
双目: return f(l(t)); T3rn+BxF7  
return f(l(t1, t2)); 1LyT7h  
下面就是f的实现,以operator/为例 @'HT;Q!\Vd  
xE1rxPuq)d  
struct meta_divide XNlhu^jh  
  { %A2`&:ip  
template < typename T1, typename T2 > x< S\D&  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) DB~MYOX~  
  { n.Vtc-yZU  
  return t1 / t2; "*bk{)dz}  
} bP03G =`6w  
} ; lC2?sD$  
P}l#VJWp  
这个工作可以让宏来做: _uJVuCc  
>HIt}Zh  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ r`[B@  
template < typename T1, typename T2 > \ 0\wiam-  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; L;Vq j]_  
以后可以直接用 jN{Zw*  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) e/@29  
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 j8c6[ih  
(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。。。) K%PxA #P}  
jE*Ff&]%m  
]9@X? q  
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 EZ{/]gCK  
Z8fJ{uOIL  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Jh^8xI,`C  
class unary_op : public Rettype [-]A^?yBM  
  { _25d%Ne0  
    Left l; pI 5_Hg  
public : uOFnCy 4  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} ArL-rJ{}  
V4EM5 Z\k  
template < typename T > E\iJP^n  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const tIp{},bQ^  
      { <N-=fad]  
      return FuncType::execute(l(t)); QXB|!'  
    } "qgu$N4/>  
117c,yM0  
    template < typename T1, typename T2 > 8H_l[/  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const $W*|~}F/Ap  
      { F"v:}Vy|   
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); 9M]^l,  
    } c"qPTjY  
} ; w49{-Pp[  
/4-}k  
\kyM}5G(<0  
同样还可以申明一个binary_op Vpw[B.v  
5Edo%Hd6  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > !3 ?yG  
class binary_op : public Rettype +0dT^Jkqg  
  { .OV-`TNWj  
    Left l; ,m3":{G:t.  
Right r; mZE8.`  
public : w#<p^CS  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} egWx9xX  
}>,CUz  
template < typename T > .8x@IWJD  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const D!/0c]"  
      { #EFMgQO  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); fzyzuS$  
    } EU9[F b]  
$N dH*  
    template < typename T1, typename T2 > R|-j]Ne  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const V pH|R  
      { *k4+ioFnKE  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); L W?&a3e  
    } {?y<%@  
} ; )gjGG8 Ee  
4gya]  
pkW5D  
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 VW~Xbyf  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 j)BQMtt&U  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) _<3r'Y,  
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。 M_; w %FV  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! hRLKb}  
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。。。  +xq=<jy  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 9GE]<v,_[  
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) d9|T=R  
下面是修改过的unary_op ^1Yo-T(R  
uD[^K1Ag]^  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 0H<4+ *`K  
class unary_op 4]]b1^vVj  
  { jP7w6sk E  
Left l; smbUu/  
  k0knPDbHv  
public : (qbc;gBy  
UC(9Dz  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} Q8 4t9b  
;!:F#gahv  
template < typename T > )6g&v'dq  
  struct result_1 "d2LyQy  
  { l)H9J]  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; g/6nw a  
} ; TRo4I{L6S  
cT I,1U  
template < typename T1, typename T2 > /XN*)m  
  struct result_2 n-W?Z'H{r  
  { @T_O6TcY  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; -C=]n<ak  
} ; K: 4P ;ApI  
p#z;cjfSt  
template < typename T1, typename T2 > r.9 $y/5  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 8>m1UONr  
  { ;}f6Y['z  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); o3fR3P%$  
} gn364U a  
1aVgwAI  
template < typename T > s 8Jj6V  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const rrYp'L  
  { Iht@mE  
  return OpClass::execute(lt(t)); FGDw;lEa9[  
} BJ"Ay@D*  
Na-q%ru  
} ; ~yd%~|  
W;91H'`?H  
ynxWQ%d(`  
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 |^Ur  
好啦,现在才真正完美了。 C9GU6Ao  
现在在picker里面就可以这么添加了: tjt=N\;  
/m;O;2"  
template < typename Right > # .~.UHt  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const xTGP  
  { cK/PQsMP  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); G;Us-IRZ  
} 1O|RIv7F[/  
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。 n|J.)E.  
.\)--+(  
7G?Ia%u  
X4XFu  
e W9)@nVJ  
十. bind ~ >4@;  
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。 t;oT {Hge  
先来分析一下一段例子 )Gx": D  
2n _T2{  
@ca#U-:g  
int foo( int x, int y) { return x - y;} W6)dUi :"  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 C5BzWgK  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 t CkoYrvT  
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。 kqQphKkL  
我们来写个简单的。 B #;s(O  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:  xh=FkY&d  
对于函数对象类的版本: S$Qr@5  
4RlnnXY  
template < typename Func > _,11EeW@  
struct functor_trait _!| =AIX  
  { <XU8a:w'T  
typedef typename Func::result_type result_type; h5<T.vV  
} ; h 3eGq:!9  
对于无参数函数的版本: q#l.A?rK\  
=ZFcxGo  
template < typename Ret > X+/{%P!w  
struct functor_trait < Ret ( * )() > Jii?r*"d  
  { -WQ_[t9l  
typedef Ret result_type; uPM8GIvZX.  
} ; W dei`u[  
对于单参数函数的版本: iH($rSE  
K]*g, s+  
template < typename Ret, typename V1 > bCH*8,Bmh  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > F+lm[4n  
  { )i},@T8[  
typedef Ret result_type; f_^ix  
} ; ^A:!ni@3  
对于双参数函数的版本: [_B+DD=}  
8L%%eM_O  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 2nG{>,#C:O  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > Sn_z  
  { e5]&1^+  
typedef Ret result_type; 4W[AXDS  
} ; C}t+t  
等等。。。 *>?):-9"6N  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy B:.;,@r]  
]C9%]`  
template < typename Func > <K|3Q'(S  
struct func_return ex0 kb  
  { oHYD_8'f  
template < typename T > 6R3"L]J  
  struct result_1 WO.}DUfG+  
  { 'YBLU)v[  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Lf$Q %eM0  
} ; <=B1"'\  
IMl9\U  
template < typename T1, typename T2 > b(+w.R(+Ti  
  struct result_2 w0q?\qEX  
  { KZ367&>b7  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; I{i:B  
} ; D5o+ 0R  
} ; 9q@ z[+X  
X}n&`y{/  
1]a*Oer}  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 _OyP>| L'  
+9=@E  
template < typename Func, typename aPicker > nR=2eBNf  
class binder_1 B}l}Aq8  
  { S,d ngb{  
Func fn; CuV=C Ay>  
aPicker pk; ~;!i)[-  
public : ="'rH.n #  
$9j>VGf=  
template < typename T > ~Q.8 U3"  
  struct result_1 H|UV+Q0,  
  { sWojQ-8}  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; Wo1V$[`Dy  
} ; F3H:I"4  
_oMs `"4K  
template < typename T1, typename T2 > :N+K^gI)  
  struct result_2 p``;!3~ ~  
  { Sop Ntcu!  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Vsm%h^]d  
} ; "63zc 1  
gMoyy  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 'Wx\"]:  
5VoOJ_hq  
template < typename T > {Q#Fen ;y|  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const eEg1-  
  { \( Gf+  
  return fn(pk(t)); ],fwZd[t  
} ~#N.!e4  
template < typename T1, typename T2 > %~8](]p  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const taD T;t  
  { $2 +$,:  
  return fn(pk(t1, t2)); &t9XK8S  
} /ut~jf`  
} ; UG^?a  
 5Xy^I^J  
K{r1&O>W  
一目了然不是么? [][:/~q!  
最后实现bind (c*7VO;  
O>o}<t7  
|GVGny<  
template < typename Func, typename aPicker > &EbD.>Ci  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ;s!ns N  
  { TGt1d  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); .SKNIct M  
} ; ei<Q =[  
!lt\2Ae  
2个以上参数的bind可以同理实现。 `|ck5DZT5L  
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。 6S+K*/w  
oE|u;o  
十一. phoenix X{9JSq  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 4E>/*F!  
C^8)IN=$  
for_each(v.begin(), v.end(), v|,[5IY  
( "k_n+cH%  
do_ ^S;RX*  
[ J}Z_.:JO(w  
  cout << _1 <<   " , " DbNi;m  
] J*q=C%}.  
.while_( -- _1), nV,{w4t+  
cout << var( " \n " ) HLyFyv\  
) ,N@Icl  
); }TAGr 0  
)2^/?jK  
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: 8ZDqqz^C0  
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 0u&?Zy9&  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 3Mh,NQB  
那么我们就照着这个思路来实现吧: /PB3^d>Q2  
61Iy{-/ZV  
>I8hFtAM  
template < typename Cond, typename Actor > }5Tyzi(  
class do_while mSfkyw.  
  { ]9yA0,z/  
Cond cd;  _.J[w6  
Actor act; ,j(p}t  
public : luxKgcU  
template < typename T > &L~31Ayj&  
  struct result_1 )(|0KarF  
  { /NN[gz  
  typedef int result_type; ,h(f\h(9  
} ; JXy667_  
/K<GN7vN  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} v BeU  
C$re$9U  
template < typename T > yM#trqv5  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Qig!NgOM  
  { {'K;aJ'\  
  do  =R24 h  
    { w2C!>fJ]1  
  act(t); Mpl,}Q!c  
  } vdFQf ^l  
  while (cd(t)); J-%PyvK$?  
  return   0 ; VOF:+o@.  
} YQ8x6AJ  
} ; (!&O4C5  
XX5(/#  
+n.j.JP"X  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 4[V6so0  
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。 CO)b'V,  
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。 ]v,y(yl  
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。 ]!Aze^7;  
下面就是产生这个functor的类: OD@A+"  
b Ho?Rw!.  
RKJWLofX&  
template < typename Actor > &=yqWW?  
class do_while_actor eiSO7cGy  
  { d8q$&(]<  
Actor act; fjZveH0  
public : zvs 2j"lb  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} wb Tg  
@LMV?  
template < typename Cond > nF[eb{GR`  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; Z a y'/b  
} ; qA_DQ):  
/:L&uqA  
Kmf-l*7}  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 WxP4{T* <  
最后,是那个do_ $6?KH7lA  
m4.V$U,H]  
/s0VyUV=  
class do_while_invoker 1sJJ"dC.w  
  { ?(L? X&)v  
public : Dlsa(  
template < typename Actor > e$+? v2.  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const n\)f.}YD8d  
  { zmS-s\$,  
  return do_while_actor < Actor > (act); Mn{Rg>X  
} j9fL0$+FI  
} do_; zs^\z Cb8  
8lb `   
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? ::b;4Q L  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 E2/U']R  
最后来说说怎么处理break和continue s#Y7*?Sm  
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。 KUn5S&eB  
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
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