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
  • 4694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 F*( A; N_y  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Py0 i%pZ  
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, :yFCp@&  
>s?;2T2"yx  
1Kf t?g  
_ ,1kcDu  
  class filler k<";t  
  { LmdV@gR  
public : mb`}sTU).  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} U*U )l$!  
} ; y\|\9Q%D  
HPCA$LD  
RIqxM  
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: G6F['g);  
C^: &3,  
[gr[0aGBc  
iKH T  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); Uk ;.Hrt.  
[a*>@IR  
XlJux_LD:  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。  %!h+  
;9 n8on\  
(gC^5&11  
V+ ~2q=  
二. 战前分析 'n.9qxY;  
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。 $=SYssg7La  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 ^M5uLm-_s  
1L qJ@v0  
rL/7wa  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); &_9e g  
  /* --------------------------------------------- */ 'eY[?LJ]U  
vector < int *> vp( 10 ); ddhTr i'f  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); \ iSBLU  
/* --------------------------------------------- */ ?G<I N)  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); ouZ9oy(}a  
/* --------------------------------------------- */ %9)J-B  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); %D0Ws9:|  
  /* --------------------------------------------- */ '=Y~Ir+  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 3o/ a8  
/* --------------------------------------------- */ |i}g7  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); 7+r5?h|  
.[85<"C  
k6XmBBIj-  
!@1!ld  
看了之后,我们可以思考一些问题: -7VV5W  
1._1, _2是什么? 1c~#]6[  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 .u3W]5M|  
2._1 = 1是在做什么? +%$V?y (  
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。 ]h$TgX  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 +N&(lj  
/`@>v$oo  
Fpwh.R:yV  
三. 动工 TL:RB)- <  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: h;[Nc j]  
T=Q{K|JE  
$oj<yH<i  
hd%F7D5  
template < typename T > T5+b{qA  
class assignment Ap9w H[H  
  { ^TK)_wx  
T value; :e vc  
public : (2)9TpE;  
assignment( const T & v) : value(v) {} ee` =B  
template < typename T2 > <L#r6y~H  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } [6N39G$  
} ; *j:5  
:?W:'% (`[  
8[IifF1M=&  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 &" n9,$  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment SVz.d/3Y  
}CqIKoX.  
lI<8)42yq  
kO"aE~  
  class holder -e\56%\~_  
  { 4;{CR. D  
public : f#b[KB^Z,2  
template < typename T > Nuq/_x  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const XL9lB#v^  
  { a8$pc>2E  
  return assignment < T > (t); JwVv+9hh  
} th|Q NG  
} ; Z] }@#/ n  
0q!{&p t  
o 4wKu  
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: 8;rS"!qM  
<{uIB;P  
  static holder _1; 4ebGAg?_  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 xy>mM"DOH  
*%sYajmD  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); sBL^NDqa2  
而不用手动写一个函数对象。 ,_O[; L  
+[+ Jd)Z  
_Z&R'`kg  
;_*F [ }w  
四. 问题分析 K)OlCpHc  
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。 %Kp}Wo6  
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。 (FHh,y~v  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 )cXc"aj@s  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 z>~3*a9&  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 $i Tgv?.Q  
s<]l[Y>  
五. 问题1:一致性 "'(4l 2.  
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?| L Jx g  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ,55`s#;  
0g\&3EvD  
struct holder 9 |Y?#oZ1  
  { Mt>DAk  
  // o}z}79Z  
  template < typename T > U>XGJQ<NS  
T &   operator ()( const T & r) const $4pW#4/4  
  { 8Qh/=Ir  
  return (T & )r; _i#Z'4?2E  
} GS%Dn^l  
} ; LX'US-B.!  
K9=_}lS@'  
这样的话assignment也必须相应改动: lvlH5Fc  
OMU#Sx!6  
template < typename Left, typename Right > xB#E&}Ho  
class assignment arJ[.f9s  
  { sYzG_* )  
Left l; rYJvI  
Right r; bUNp>H>L  
public : V<7Gd8rDMM  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} {U9jA_XX  
template < typename T2 > RWE%? `   
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } ]jYM;e  
} ; |j<'[gB\p  
yLP0w^Q  
同时,holder的operator=也需要改动: RfD$@q9  
[*(MI 9WM  
template < typename T > +Muyp]_  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ?l/rg6mbI'  
  { @tA.^k0`  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); = N#WwNC  
} ntT| G0E  
t65!2G"<  
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。 TJ<PT  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 DCm;dh  
bu.36\78  
return l(rhs) = r; 7]Egu D4  
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。 =cQw R:):  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: <i5^izg  
]k Pco4  
template < typename Tp > z(ajR*\#  
class constant_t I'gnw~  
  { \yqiv"'  
  const Tp t; ;Cwn1N9S  
public : >@X=E3  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 5FMKJ7sC9  
template < typename T > [Xrq+O,  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const (7IF5g\  
  { _YY)-H  
  return t; JsC0^A;fM  
} }X UHP%  
} ;  u32<=Q[  
C" sa.#}  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 %guot~S|  
下面就可以修改holder的operator=了 I9MI}0}7  
[  /D/  
template < typename T > 9 7g\nq<  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const M_e! s}F  
  { b9U2afd  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); OJ 2M_q)e  
} IJ0RHDod:  
)*uI/E  
同时也要修改assignment的operator() ~$@I <=L  
Wj3H  y4  
template < typename T2 > -&&mkK B!  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } TQ BL!w  
现在代码看起来就很一致了。 njIvVs`q  
/v8qT'$^  
六. 问题2:链式操作 U!Lws#\X  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 o%dtf5}(,  
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。 /i]Gg \)  
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。 $lv  g.u  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 >8,BC  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ;9^B# aTM  
&8(2U-  
template < typename T > f ZISwr  
struct result_1 *8Lym,]  
  { kTzZj|l^\  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; PvM<#zq_  
} ; @<Y Za$`  
d ] [E;$  
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: FrVD~;  
d<whb2l  
template < typename T > V +hV&|=  
struct   ref J@$>d  
  { uIR_p \)  
typedef T & reference; X@cV']#V  
} ; "ZH1W9A  
template < typename T > _WkK%RYV  
struct   ref < T &> [Nq4<NK  
  { H95VU"  
typedef T & reference; hIdGQKr>V  
} ; 9KP+  
1rN&Y,61\  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ZF`ckWT:-N  
Ghj6&K%b0  
template < typename T > ,^'Y7"  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const KLxg  
  { wCdUYgsPT"  
  return l(t) = r(t); ubgq8@;  
} OZ-F+#d  
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。 hP|5q&wX  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ?GFVV->i  
-wO`o<  
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 # ><.zZ  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: Ao,lEjNI  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 {!,+C0  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ='mqfGRi>  
最后的布局是: k'{lo _  
                Add h.c)+wz/%C  
              /   \ z*R"917  
            Divide   5 Lrk^<:8;  
            /   \ Xc@4(Nyp  
          _1     3 #de]b  
似乎一切都解决了?不。 1mB6rp  
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。 U$-FQRM4K  
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。 lKm?Xu'yH  
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: wOOPuCw?  
kt@+UK."  
template < typename Right > h rZ\ O?j  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const :]]amziP&  
Right & rt) const $k!t&G  
  { Zw }7vD0  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ld3,)ZY  
} oc15!M3$  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 D3jP hPy.  
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。 UH)A n:9  
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。 Z(V 4"x7F  
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。 pIh@!C  
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。 }wiq?dr  
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? BKGwi2]Ry  
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: {}.c.W+  
T$+}Srb  
template < class Action > Z,!Rj7wZ  
class picker : public Action 8]0R[kjD  
  {  Im#3sn  
public : fc M~4yP?  
picker( const Action & act) : Action(act) {} 3GaM>w}>W  
  // all the operator overloaded 7%0PsF _  
} ; N!P* B $d  
^+}<Q#y-  
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。 8sL7p4  
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: F35e/YfG  
\tQRyj\|  
template < typename Right > (5atU |8r  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const Yc9 M6=E^  
  { te:@F]A  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); y<5s)OehG  
} uD+;5S]us  
V57^0^Zp`  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > MRiETd"  
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。 Qz $1_vO  
QK;A>]  
template < typename T >   struct picker_maker Zaq:l[%  
  { @ws3X\`<C  
typedef picker < constant_t < T >   > result; Haturg  
} ; yvVs9"|0  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 9<xe%V=ki  
  { QjRVdb>  
typedef picker < T > result; 4u"O/rt  
} ; `f b}cJUa  
NjMo"1d  
下面总的结构就有了: 7^:s/xHO*  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 or(Z-8a_  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 Q~`]0R159e  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 (}}BZ S&.  
至此链式操作完美实现。 Fn 6>n04v  
G66vzwO   
0C3CqGP  
七. 问题3 =m:0#&t,*  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 x; :[0(st}  
ZY {,//  
template < typename T1, typename T2 > m!v`nw]  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const f^nogw<z!  
  { iS02uVmBZ  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); Mq6"7L  
} ~uV.jh  
UP#]n 69y  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: ]x~H"<V  
QHA<7Wg  
template < typename T1, typename T2 > rU(N@i%  
struct result_2 lQ@ 2s[  
  { c~p4M64  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; &x\u.wIa  
} ; ?-*_v//g  
8_W<BXW  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? i9+V<'h  
这个差事就留给了holder自己。 YMJ?t"  
    I2D<~xP~2+  
'|Cs!Zl  
template < int Order > 0gxbo  
class holder; ?e yo2:-$  
template <> ij%\ld9kd  
class holder < 1 > MB:E/  
  { M]eH JZ~v  
public : *p+%&z_<  
template < typename T > skr^m%W  
  struct result_1 ba|~B8rII[  
  { Av7bp[OD  
  typedef T & result; e>Is$+[`7  
} ; }9{6{TD  
template < typename T1, typename T2 > ,sXa{U  
  struct result_2 <+C]^*j  
  { k4s >sd3 5  
  typedef T1 & result; NaLec|6<t  
} ; ~^:/t<N  
template < typename T > F@&q4whaVD  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const OyFBM>6gh  
  { ^- mz!{  
  return (T & )r;  Trm)7B*  
} \O`B@!da~  
template < typename T1, typename T2 > hE+6z%A8  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const %I[(`nb  
  { G+=&\+{#4  
  return (T1 & )r1; 8la.N*  
} E WOn"   
} ; )k=8.j4  
[\eUCt F  
template <> }kGJ)zh  
class holder < 2 > c.,eIiL  
  { sl>4O]N  
public : mI"`.  
template < typename T > pn>zuH e  
  struct result_1 pT:CvJ  
  { &A]*"lt|w  
  typedef T & result; J3g>#N]='(  
} ; V_(lZDjh*  
template < typename T1, typename T2 > U3az\E)HV  
  struct result_2 'GS1"rkW<5  
  { A\k@9w\Ll;  
  typedef T2 & result; % ;09J  
} ; 8kX3.X`  
template < typename T > d8/lEmv[  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const GAEz :n  
  { vNHM e{,u  
  return (T & )r; >O|hN`  
} 6D6=5!l  
template < typename T1, typename T2 > 0X~Dxs   
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ':kBHCR7  
  { _ i.CvYe  
  return (T2 & )r2; JaiYVx(  
} XLI'f$w&  
} ; i%D/@$\D6  
vUY?Eb[  
.0r5=  
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> >。 +|r) ;>b  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: m},nKsO  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: wnN@aO6g*  
9c46|  
return l(i, j) = r(i, j); 1DN,  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) qdjRw#LS^q  
k-Le)8+b  
  return ( int & )i; ) yRC$7I  
  return ( int & )j; t-3wjS1v  
最后执行i = j; ?9 m3y0  
可见,参数被正确的选择了。 Y+F$]!hw  
GL9R 5  
(+q?xwl!N  
WQ|d;[E  
lKxv SyD  
八. 中期总结 hnmFhJ !g  
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: Fu(e4E  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 &l-g3l[  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 = r_&R#~GT  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor :~{XL>:S  
[}+0N GgR  
(S =::ODU  
#sq-V,8  
#<MLW4P  
w(<; $9  
九. 简化 VgN`' iC`I  
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。 8~Rja  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 =3^YKI  
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: 3-FS} {,  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。  Xb&r|pR  
  +-*/&|^等 x{&0:|bCs6  
2. 返回引用。 A|c  :&i  
  =,各种复合赋值等 $Vlfg51ob  
3. 返回固定类型。 ~BaU2S@y  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) Cx} Yp-  
4. 原样返回。 oy;N3  
  operator, WIQt5=-  
5. 返回解引用的类型。 69`9!heu  
  operator*(单目) >OBuHqC  
6. 返回地址。 U3&*,xeU@H  
  operator&(单目) I^qk`5w  
7. 下表访问返回类型。 /1gKc}rB2  
  operator[]  7=6p  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 VQ$=F8ivG  
  operator<<和operator>> +d2+w1o^V  
3Yp_k  
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。 OHR9u  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: V89!C?.[]1  
ghx8dX}  
template < typename Left > lva]jh2  
struct value_return ,D  [  
  { LyS139P$  
template < typename T > f>;5ZE4Zu  
  struct result_1 tI{pu}/"#  
  { #z6RzZu  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; {o*ziZh  
} ; R5H UgI  
v}M, M&?  
template < typename T1, typename T2 > G$x uHHZ'  
  struct result_2 d_QHm;}Cx  
  { 6<(HT#=#  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; .[+8D=  
} ; mRW(]OFIai  
} ; AA^3P?iD  
5lxC**NA  
<(>v|5K0]  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait i6h:%n]Io  
!Z<GUbl t  
下面我们来剥离functor中的operator() S2*-UluG  
首先operator里面的代码全是下面的形式: H*A)U'`  
49 fs$wr@  
return l(t) op r(t) <Lyz7R6  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) |*Z'WUv  
return op l(t) __-rP  
return op l(t1, t2) R0gjx"U  
return l(t) op jQ4Pv`  
return l(t1, t2) op c_kxjzA#  
return l(t)[r(t)] Yn'XSV|g  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 0;!aO.l]K  
s><RL]+{G+  
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: H_o<!YxK  
单目: return f(l(t), r(t));  &j2L- )  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); V<\:iNXX{  
双目: return f(l(t)); gA`/t e  
return f(l(t1, t2)); ?F(t`0=  
下面就是f的实现,以operator/为例 MP w@O0QS  
>Cb% `pe  
struct meta_divide $_S^Aw?  
  { 4Q z  
template < typename T1, typename T2 > bO9F rEz5  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) kFw3'OZ,  
  { tCI8 \~  
  return t1 / t2; WN?!(r<qA_  
} shYcfLJ  
} ; N{q5E,}  
'"GdO;}&  
这个工作可以让宏来做: 6:330"9  
0 -=onX  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ZZ]/9oiF%  
template < typename T1, typename T2 > \ HqcXP2  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; KynQ <I/  
以后可以直接用 8W[QV  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) e@L+z  
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 n`vqCO7@'  
(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。。。) yXg783B|v  
h:a5FK@  
8p-5.GU)<e  
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 R+]Fh4t  
L((z;y>q|  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ["Z]K'?P  
class unary_op : public Rettype ~ W52Mbf  
  { 0aQNdi)b  
    Left l; _&19OD%  
public : TN7kt]a2  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} H1s{JJAM>i  
)WwysGkqol  
template < typename T > eq(|%]a=  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const |>j=#2  
      { [|ky~sRr  
      return FuncType::execute(l(t)); '=\]4?S  
    } #U"\v7C{n  
Hu1w/PLq  
    template < typename T1, typename T2 > lY?TF  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 1YAy\F~`.  
      { k3sP,opacX  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); jcXb@FE6  
    } L7X._XBO[  
} ; TcauCL  
UF D_  
ugVsp&i#  
同样还可以申明一个binary_op !xj>~7  
ZH0 ~:  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ?mG ?N(t/h  
class binary_op : public Rettype PM[6U#  
  { e7]IEBbX2O  
    Left l; S8.nM}x  
Right r; rya4sxCh  
public : s^L\hr  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Sn7.KYS  
Wj8\~B=('  
template < typename T > ]r'b(R; S  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const &fiDmUxj  
      { \<i#Jn+)  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); VF<{Qx*  
    } B,e@v2jO|  
j(va# f#  
    template < typename T1, typename T2 > gRSM~<  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const A`#5pGR  
      { V0wK.^]+}/  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); }9 qsPn  
    } XO"!)qF  
} ; S9U9;>g  
}gag?yQ.^  
Y($"i<rN  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 /e4hB  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Qy0bp;V/  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) !%T@DT=l&  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 ~4XJ" d3L  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! n)$ q*IN"  
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。。。 @^k$`W;  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 6CY_8/:zL  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) "N7C7`izc  
下面是修改过的unary_op n; v8Vc'  
-']#5p l  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > h8pc<t\6  
class unary_op YHvmo@  
  { !6f#OAP\  
Left l; sAnStS=>  
  J[VQ6fD%  
public : |\~cjPX(  
P/M*XUG.  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} Bi?.G7>  
_4[kg)#+  
template < typename T > :S~XE  
  struct result_1 @HIC i]  
  { N@tzYD|hA  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; /vsQ <t;~  
} ; J*a`qU   
`=q)-y_C  
template < typename T1, typename T2 > +SUQRDF@i  
  struct result_2 z4UeUVfZ}  
  { Pg*ZQE[ME8  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; AD*+?%hj  
} ; ~|l>bf  
lYQcQ*-  
template < typename T1, typename T2 > > { fX;l  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ]E[Mv} =  
  { gmJJ(}HVz  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); l~F,i n.  
} 0fi+tc 30  
!. q*bY  
template < typename T > ,^AkfOY7"  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const f.rHX<%q9B  
  { OM}:1He  
  return OpClass::execute(lt(t)); <Ni]\-*  
} }{j[  
MttVgNV  
} ; <aL$d7  
X@|  
ro^Y$;G  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug bG2 !5m4L  
好啦,现在才真正完美了。 Fc 5g~T  
现在在picker里面就可以这么添加了: `P : -a7_  
m(*CuM[E  
template < typename Right > (doFYF~w  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 7/Ve=7]  
  { 1eiH%{w  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); i]9SCO  
} Hr96sN.R   
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 )|Y"^K%Jm  
7CrWsQl u  
==UH)o`?8  
2&Wc4,O!i  
qI5/ME(}  
十. bind -!wm]kx f  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 { #>@h7  
先来分析一下一段例子 TtkB  
E$smr\  
O yj!N`&z@  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 2\EMtR>.M'  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 |iO2,99i  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 8M(N   
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。 X} 8rrC=  
我们来写个简单的。 >Mi A|N=  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: *K-,<hJ#L  
对于函数对象类的版本: rpDH>Hzq  
D&Ngg)_Mq  
template < typename Func > F?5kl/("  
struct functor_trait 3smcCQA%  
  { Z#"6&kv  
typedef typename Func::result_type result_type; U/0NN>V  
} ; #t3j u^ |?  
对于无参数函数的版本: #l8CUg~Uj  
9Tjvc!4_b  
template < typename Ret > BXyZn0k  
struct functor_trait < Ret ( * )() > |l7e*$j  
  { )h>Cp,|{  
typedef Ret result_type; [x-Z)Q. 5  
} ; -$[=AqJXp;  
对于单参数函数的版本: "+saI@G  
%"+FN2nbm  
template < typename Ret, typename V1 > MJ &6 Z*  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ?Mji'ZW}  
  { F!^ Y!Y@H  
typedef Ret result_type; jG{xFz>x  
} ; vEn12s(lj  
对于双参数函数的版本:  {l_R0  
4/Ok/I  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ZN G.W0{p  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > |Q.?<T:wt=  
  { /$I&D}uR`  
typedef Ret result_type; F N(&3Ull  
} ;  ,ulTZV  
等等。。。 Xo{Ce%L  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy wQ(ME7 t  
t-_N|iW' 5  
template < typename Func > dtm_~r7~  
struct func_return `I_%`15>  
  { VY~WkSi[<  
template < typename T > lE=Q(QUr  
  struct result_1 ]#S.L'  
  { \p [!@d^  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Dzc 4J66  
} ; ~''qd\.f$  
 X-~Q  
template < typename T1, typename T2 > ^'v6 ,*:4  
  struct result_2 YgdoQBQ  
  { ,| xG2G6  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; !4I?59  
} ; LNk 3=v2M  
} ; 1pO ;aG1O  
q:1 1XPP  
6t/})Xv  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 I2K52A+  
HmRwh  
template < typename Func, typename aPicker > ] p'+F  
class binder_1 -v>BeVF  
  { .-c3f1i  
Func fn; ~iF*+\  
aPicker pk; p~Dm3^Y  
public : i!YZF$|  
+zz9u?2C`  
template < typename T > >JCSOI  
  struct result_1 Odw SNG  
  { 9c#9KCmc  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; "Z}0A/y  
} ; kD MS7y<s  
( 9dV%#G\  
template < typename T1, typename T2 > wyAqrf  
  struct result_2 EX8]i,s|E  
  { 7fnKe2M M  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; _Y\@{T;^Zb  
} ; vk;>#yoox  
!Me%W3  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} >Z<ym|(T*  
bis/Nfr]  
template < typename T > ~LYKt0/W&  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const gtjgC0   
  { EsA^P2?_+  
  return fn(pk(t)); Q7c_;z_  
} bp$8hUNYz-  
template < typename T1, typename T2 > Er{[83  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const CdTmL{Y1  
  { `2r21rVntf  
  return fn(pk(t1, t2)); h/-7;Csv  
} !dVcnK1  
} ; R>pa? tQgK  
!jYV,:'  
>2$Ehw:K^  
一目了然不是么? b'vJPv~hI  
最后实现bind JB b}{fo~  
1`2lTkg  
hn!$?Vo.  
template < typename Func, typename aPicker > 5:n&G[Md  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) sPc\xY  
  { y7,~7f!N2  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); >]C;sP  
} -! ;vX @  
_;LHC;,:  
2个以上参数的bind可以同理实现。 :MJBbrV ,  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 / HaS.  
:p8JO:g9  
十一. phoenix ?7a< V+V:  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: C .YtjLQP$  
rw+0<r3|K  
for_each(v.begin(), v.end(), /0SPRf}p  
( |U7{!yy%MF  
do_ 3P-#NL  
[ r=@h}TKv{I  
  cout << _1 <<   " , " bIWcL$}4Q  
] 7Dm^49H  
.while_( -- _1), 8yztVdh  
cout << var( " \n " ) 8hAI l  
) P?]q*KViM  
); :I<%.|8  
8eOQRC33  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: *bv Iqa  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor I X\&lV  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ?>lmLz!e  
那么我们就照着这个思路来实现吧: `I m;@_J  
|C-B=XE;3  
=797;|B H  
template < typename Cond, typename Actor >  -U*XA  
class do_while LGod"8~U  
  { *q8W;Wa L  
Cond cd; +[~\\X  
Actor act; 8^< -;  
public : uc7Y8iO  
template < typename T > 6;(Slkv  
  struct result_1 \DGm[/P  
  { vv%Di.V  
  typedef int result_type; deu+ i  
} ; \19XDqf8  
A]=?fyPh{'  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} e,1Jxz4QH  
sBSBDjk[  
template < typename T > Ud{-H_m+  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const k5}i^^.  
  { dc lJ  
  do #+_Oy Z*  
    { vZ|-VvG  
  act(t); I;mtyS  
  } 4] DmgOru%  
  while (cd(t)); p1Lx\   
  return   0 ; EQ=Enw1[  
} \=5CNe  
} ; F7"Ihb^l  
}^LcKV  
1 !\pwd@{  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). rx^pGVyg  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 9"V27"s  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 7Uj[0Awn  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 jj$'DZk  
下面就是产生这个functor的类: CQtd%'rt6  
qw_qGgbl  
_n{N3da  
template < typename Actor > j83p[qR7o  
class do_while_actor IFv2S|  
  { }#yRa Ip  
Actor act; ;W+.]_$6)T  
public : w"l8M0$m  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} spe9^.SI  
<D4)gRRo  
template < typename Cond > E+7S:B  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; /H3,v8J@  
} ; 9qqEr~  
jpBE| Nm  
_fa]2I  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 CZ&TUE|:DA  
最后,是那个do_ h+$_:](PC  
uHf~KYL  
aMz%H|/$  
class do_while_invoker {s`1+6_&Vz  
  { Uf\*u$78  
public : ]j{S' cz  
template < typename Actor > 5T8!5EcS*  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const UiYA#m  
  { *~:@xMa  
  return do_while_actor < Actor > (act); ;UWdT]>!?  
} nt5 ~"8  
} do_; BO{J{  
L;z-,U$;%R  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? _<3:vyfdC  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 N?pD"re)6  
最后来说说怎么处理break和continue oW/&X5  
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。 [e&$4l IS  
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