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
  • 6720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 A5w6]:f2  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 v.5+7,4  
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, 4X|zmr:A  
n(]-y@X0_  
;A!BVq  
OZ!^ak  
  class filler 7VI*N)OZ8  
  { pD]OT-8  
public : POR\e|hRT]  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} )sp+8  
} ; 0qT%!ku&  
&jr3B;g!C  
{ [>Kob1  
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: dC4'{ n|7  
01o4Th m  
,6W>can  
/H+a0`/  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); L&OwPd  
{kAc(  
vVcob }ZH  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 4nz35BLr  
YT8F#t8  
Pr,q*_Yy  
W+1^4::+  
二. 战前分析 R_xRp&5  
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。 /|#fejPh  
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 9Lfv^V0  
/JU.?M35  
*k>n<p3dd  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 8sK9G` k  
  /* --------------------------------------------- */ e<q?e}>?  
vector < int *> vp( 10 ); eKqk= (  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ymcLFRu,  
/* --------------------------------------------- */ i(+p0:< 0  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); y L~W.H  
/* --------------------------------------------- */ d8x;~RA  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ?@ $r  
  /* --------------------------------------------- */ `pZm?}K  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); fLAw12;^  
/* --------------------------------------------- */ uhutg,[  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); Pd]|:W< E  
^L&iR0  
G;XxBA  
'>C5-R:O  
看了之后,我们可以思考一些问题: '(jG[ry&T  
1._1, _2是什么? QnX(V[  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 K )k<Rh[<  
2._1 = 1是在做什么? wJY'  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 6/dI6C!  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 IRqy%@)  
Hl |z</*+  
3|Xyl`i4o  
三. 动工 P J[`|  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: K@w{"7}  
4tmAzD  
gt w Q-  
t}tEvh  
template < typename T > G9<X_  
class assignment jsi!fx2Rm  
  { Q>1[JW{$}  
T value; Q#[9|A9  
public : g_COp "!~9  
assignment( const T & v) : value(v) {} :tv,]05t  
template < typename T2 >  | (_  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 8E]F$.6U  
} ; G+\GaY[  
XACm[NY_  
y9}>:pj4  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 mUF,@>o  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment XAL1|] S  
N_[*H  
KRDmY+  
5( HG|  
  class holder \.#>=!Ie  
  { V[vl!XM  
public : R`^_(yn>  
template < typename T > hSyql  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const #],&>n7'  
  { {o`] I>gb  
  return assignment < T > (t); d <JM36j?  
} :1KpGj*F  
} ; C#Iybg  
)gy!GK  
QbpFE)TYJ|  
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: D]Xsvv #  
5 5c|O  
  static holder _1; q;>7*Y&  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 (+y  
.z}~4BY  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); K~eh P[^  
而不用手动写一个函数对象。 P;]F(in=  
`(/w y  
AoL2@C.C%D  
:yjKL^G>  
四. 问题分析 WWHoi{ q  
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。 ?R.j^ S^  
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。 LvUj9eVb/L  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 oc0G |  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ly3\e_z:G  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 tr}Loq\y  
b |p)9&^r  
五. 问题1:一致性 :^3LvPM  
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?| ve2u=eQ1  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 yT9@!]^L  
q2:6QM&  
struct holder \%N!5>cZ{  
  { _#8RSr8'y  
  // RcU}}V  
  template < typename T > t+T4-1 3a  
T &   operator ()( const T & r) const .rqhi  
  { dNL(G%Qj+"  
  return (T & )r; Z+. '>  
} lHe{\N[C  
} ; zz4N5["  
0Bi.6r  
这样的话assignment也必须相应改动: 2OR{[L*  
Ay w ;N  
template < typename Left, typename Right > !1{e|p 7  
class assignment EkNunCls  
  { ^pF&` 2eD  
Left l; e:n<EnT  
Right r; bU:EqW\(^  
public : k=JrLfD4  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} (VEpVn3{  
template < typename T2 > \VyZ  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } Zxs|%bQ  
} ; ^^as'Dk  
0C irfcs}Z  
同时,holder的operator=也需要改动: bITPQ7+  
hp7|m0.JW  
template < typename T > dj7hx"BI  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const mA+&Io  
  { L`p4->C9A  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); D rHV G  
} *%fi/bimG  
v>Yb/{A  
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。 <[\`qX  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 v|%Z+w  
[] `&vWZ  
return l(rhs) = r; =JbRu|/  
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。 dq&yf7  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: vAh6+K.e  
,3p~w5C/+[  
template < typename Tp > BJsz2t :0  
class constant_t W;L7SF g)  
  { C|). ;V&  
  const Tp t; 1&)?JZhg  
public : nvJf/90$  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ]?+p5;{y4  
template < typename T > !K}~/9Z=m  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const (ehK?6[  
  { `W:%mJd9  
  return t; ?:8ido#-  
} +*T7@1  
} ; aM2l2  
;q:zT\A  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 $M lW4&a|  
下面就可以修改holder的operator=了 Ax?y  
O%(fx!c`  
template < typename T > kabnVVn~  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const uK$9Ll{lk  
  { q[`]D7W "  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); 6[LM_eP  
} vCxD~+zf  
1[qLA!+  
同时也要修改assignment的operator() UAFwi%@!-q  
K/b_22]CC  
template < typename T2 > s'a/j)^  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } Z X(z;|l45  
现在代码看起来就很一致了。 gp^ 5#  
d + /&?3  
六. 问题2:链式操作 wNtx]t_M  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 c5l.B#-lY  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 {VvqO7A  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 cU@SIJ)  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 [}/LD3  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct u7\J\r4,+  
/#-C4"|  
template < typename T > Q}K#'Og  
struct result_1 {QZUDPPR  
  { *4xat:@{{  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; SHbtWq}T  
} ; ~\.w^*$#Y  
^3{TZ=_;|  
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: N#7QzB9]  
#PanfYR  
template < typename T > lBhLf@  
struct   ref X1Ac*oLN  
  { r>"   
typedef T & reference; *x])Y~oQ  
} ; ?^$MRa:D  
template < typename T > &nkW1Ner9  
struct   ref < T &> OCJnjlV%  
  { O<"}|nbmQ[  
typedef T & reference; 7,|c  
} ; O QT;zqup  
Fpa ;^F  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: #u"k~La  
j>x-"9N  
template < typename T > T[uiPs /xD  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const !z<%GQ CT  
  { 9C[ywp  
  return l(t) = r(t); lR[qqFR  
} =%gRW5R%  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 "D'B3; uWK  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 I8/DR z$A  
n;U`m$vL%  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 Tekfw  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: h0-hT   
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 /D^"X 4!"  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 :GW&O /Yo  
最后的布局是: ?) [EO(D  
                Add %1O[i4s:-  
              /   \ 9h%?QC  
            Divide   5 (+u39NQV  
            /   \ J-) XQDD  
          _1     3 T G{k0cdOT  
似乎一切都解决了?不。 t{FlB!jv  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 ;._7jFj.  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 8&~~j7p,  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: >teO m?@U  
\ZhfgE8{%  
template < typename Right > ~r$jza~o(  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ]Xf% ,iu  
Right & rt) const UIAj]  
  { x-<)\L&  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); .YnFH$;$  
} \&3"<6xA  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 J.dLPKU;-  
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。 CI :`<PZ\-  
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。 S h,&{z!  
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。 'd&0Js$^  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 \nB8WSvk2W  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? 4jBC9b}O  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: <~!Hx+j   
eKz?"g/j  
template < class Action > iNWo"=J  
class picker : public Action \uq/x^?yo  
  { !$Tw^$n  
public : n;p:=\uN  
picker( const Action & act) : Action(act) {} T<@cd|`  
  // all the operator overloaded Fxqp-}:  
} ; n?ctLbg  
|'+eMl  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 #8bsxx!s  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: ofMY,~w  
U uM$~qf/K  
template < typename Right > ;)I'WQ]Q  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const NeBsv= [-  
  { jhX[fT1m  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); @81Vc<dJ  
} >'xGp7}y  
p=B>~CH  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > u#A<hq;  
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。 -0Tnh;&=  
M- 2Tz[  
template < typename T >   struct picker_maker ls`,EFF  
  { +|{RE.DL  
typedef picker < constant_t < T >   > result; #E+gXan  
} ;  6XJ[h  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > }^*F59>H  
  { .R8 HZ}3  
typedef picker < T > result; $DC*i-}qFg  
} ; iy\nio`  
wHv]ViNvXE  
下面总的结构就有了: 3bd5FsI^pU  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 \U?n+6 7g  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 ^(f4*m6`  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 L0]_hxE?  
至此链式操作完美实现。 tpEI(9>  
5P+t^\  
:@xm-.D  
七. 问题3 IU]^&e9u  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 <uk1?Q g  
ai^4'{#zi  
template < typename T1, typename T2 > l Js <  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const /?6|&  
  { J5[~LZKW  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); r-IVb&uF b  
} deeU@x`f<  
nL}5cPI  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: <0.$'M~E  
C*te^3k>B  
template < typename T1, typename T2 > `L5~mb;7*  
struct result_2 h~,JdDV8l*  
  { qr50E[  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; X$b={]b  
} ; ORWm C!  
Yy JPHw)Z  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? SL&hJs4c'  
这个差事就留给了holder自己。 H{c?lT  
    Tv]<SI<B[  
LaIJ1jf  
template < int Order > 3q:{1rc  
class holder; #Hh^3N  
template <> LsGiu9~S  
class holder < 1 > /DO/Tqdfe  
  { b2^AP\: k  
public : uw7{>9  
template < typename T > !lmWb-v%36  
  struct result_1 qxJQPz  
  { 'QH1=$Su  
  typedef T & result; b2&V  
} ; h2;z 4  
template < typename T1, typename T2 > Dli^2hD  
  struct result_2 Ld,5iBiO:  
  { Hv<'dt$|  
  typedef T1 & result; 5;TuVU.8Q  
} ; x2#qg>`l  
template < typename T > s& {Qdf  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Lj %{y.Rj  
  { k)FmDX  
  return (T & )r; 0-3rQ~u  
} ,Ci/xnI  
template < typename T1, typename T2 > W;Jx<-#1  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const .`Zf}[5[  
  { npu6E;'l*  
  return (T1 & )r1; ftavbNR`W  
} agOk*wH5  
} ; i"^<CR@e  
*sfD#Bi]  
template <> F X1ZG!  
class holder < 2 > snp v z1iS  
  { qq0?e0H  
public : 9<]a!:!^  
template < typename T > 8C.!V =@\  
  struct result_1 c;I, O  
  { IdRdW{o  
  typedef T & result; C;\VO)]t  
} ; g.#+z'l  
template < typename T1, typename T2 > g>7Y~_}  
  struct result_2 mg+k'Myo+  
  { dyFKxn`,  
  typedef T2 & result; P-JfV7(O8  
} ; bn 4 &O  
template < typename T > af+}S9To  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Dd2Lx&9  
  { \w )?SVp  
  return (T & )r; ,i ++fOnQ  
} N^elVu4 K  
template < typename T1, typename T2 > 2neRJ  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const X#+`e+Df  
  { 1}`LTPW9  
  return (T2 & )r2; '%3{jc-}  
} ":d*dl  
} ; n'64;J5  
O5 7jz= r  
`.k5v7!o  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 It 2UfW  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: TIRHT`"i  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ^[M~K5Y  
NR/-m7#-  
return l(i, j) = r(i, j); 135Par5v  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) `5"/dC  
W<gD6+=8  
  return ( int & )i; dV$!JTsd  
  return ( int & )j; REx[`x,GUh  
最后执行i = j; ?\yB)Nd y  
可见,参数被正确的选择了。 owMuT^x?  
*t =i  
`QCD$=  
X"J%R/f  
urxqek  
八. 中期总结 j-P^Zv};u  
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: l Z~+u  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义  g@(30{  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 *Yp qq  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor Pt3[|4L  
ECdfLn*c  
:Ba-u  
lIy/;hIc  
Gt.*_E  
:+pPr Gj"  
九. 简化 Fr/QW7B5  
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。 'Fzuc^G(d  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 .%hQJ{vf-^  
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: @5*xw1B  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 i0&) N,5_  
  +-*/&|^等 xfU hSt  
2. 返回引用。 NQ3|\<Wt  
  =,各种复合赋值等 }-@I#9  
3. 返回固定类型。 (jneEo=vr  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) =[8d@d\  
4. 原样返回。 D;yd{]<  
  operator, |=OpzCs  
5. 返回解引用的类型。 r?XDvU  
  operator*(单目) 'v`~(9'Rcj  
6. 返回地址。 .kzms  
  operator&(单目) $ACe\R/%  
7. 下表访问返回类型。 _PdAN= C3  
  operator[] GfQ^@Tl  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 n%8#?GC`  
  operator<<和operator>> nR#a)et  
@%keTTZ  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 K;kLQ2)  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 7vdHR\#;$  
T7X!#j" \  
template < typename Left > j?d!}v  
struct value_return d<)s@Ntgm  
  { ="=#5C  
template < typename T > 5D >BV *"  
  struct result_1 ]s}aC9I  
  { N)Qlkz$X  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; +&zb^C`J  
} ; 6#/LyzZq|  
QDl)92z  
template < typename T1, typename T2 > xBt4~q;#sE  
  struct result_2 nN!vgn j  
  { |' !7F9GP  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; " Tw0a!  
} ; {[rO2<MkA#  
} ; Zt7hzW  
2M5*bNU_:  
'XG:1Bpm  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait Y|Nfwqz  
yDDghW'\WU  
下面我们来剥离functor中的operator() /,-h%gj  
首先operator里面的代码全是下面的形式: MJpP!a^Q  
I}I}K~se*  
return l(t) op r(t) {: Am9B  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) Qj{$dqmDN  
return op l(t) )+VHt  
return op l(t1, t2) ZA) SJWwD  
return l(t) op wGZ>iLe:  
return l(t1, t2) op wCTcGsw W  
return l(t)[r(t)] s,{RP0|  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] )@sJTAK  
zWP.1 aA&  
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: u)N2  
单目: return f(l(t), r(t)); 00$ @0  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); \pT^Zhp)  
双目: return f(l(t)); }D&"z8mP  
return f(l(t1, t2)); mdmZ1:PBM  
下面就是f的实现,以operator/为例 IF,i^,  
?HEo9/ *7  
struct meta_divide W o<PmSt9i  
  { QE`:jxyad  
template < typename T1, typename T2 > )Gu0i7iN  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) FB?q/ _  
  { t1*BWY  
  return t1 / t2; E.En$'BvB  
} /*mFP.en  
} ; GgZEg ?@  
<s59OdzP  
这个工作可以让宏来做: 3> n2  
P22y5z~  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ )l 4>=y  
template < typename T1, typename T2 > \ ~{3o(gzl  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 75^)Ni  
以后可以直接用 _7t|0aNo\  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) f<$K.i  
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 c)n0D=  
(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。。。) )f:!#v(K  
zO7lsx2 =  
y5Z<uwXc  
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 ^bY^x+d  
z_[ 3IAZ  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > {YxSH %  
class unary_op : public Rettype )0 42?emn  
  { D KMbs   
    Left l; =4w^)'/  
public : )Zu Q;p  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} X&;]  
jP6oJcZ  
template < typename T > 04T*\G^:=  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 2Xq!'NrS  
      { VUg~[  
      return FuncType::execute(l(t)); 9< 0$mE^:  
    } y>pq*i  
uq#h\p|  
    template < typename T1, typename T2 > 51FK~ 5  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const +oKpA\mz  
      { Zia|`}peW  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); ?#{2?%_  
    } {bq-: CZe  
} ; -T>wi J  
hvv>UC/  
~%!U,)-  
同样还可以申明一个binary_op >i#_)th"U!  
7`'fUhB!  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > DoPF/m}  
class binary_op : public Rettype "'p+qbT8  
  { (k2J{6]  
    Left l; \ ]e w@C  
Right r; NtP.)  
public : S5[RSAbf*t  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} & b^*N5<Z  
#+DmH  
template < typename T > kBQenMm  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const )V =K#MCK  
      { @xM!:  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); lO[jf6gB  
    } # *aGzF  
hZ /  
    template < typename T1, typename T2 > =K< I)2   
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 1#X= &N  
      { &DhA$o"'  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 1NHoIX  
    } $6x:aG*F  
} ; zxmI/]3+/  
?%fZvpn-  
87E3pe  
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 N(/<qv  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 5 Yibv6:3a  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) KJ{F,fr+v  
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。 W%<]_u[-}  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 0-; P&m!!  
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。。。 ~ z&A  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 6!D  
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) oHFDg?Z`  
下面是修改过的unary_op Z.OrHg1  
.p*D[o2 9  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > I)/7M}t`  
class unary_op $m0x8<7nu  
  { =4\~M"[p  
Left l; 7D_kkhN  
  &"6ktKrIg  
public : )KhVUFS1  
K1{nxw!`  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} &)}:Y!qiu  
>xMhA`l  
template < typename T > t }C ^E  
  struct result_1 >(4S `}K  
  { Cspm\F  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; -oT+;2\2  
} ; iwx0V  
F,2#;t4  
template < typename T1, typename T2 > 4O"kOEkKT>  
  struct result_2 ?D 9#dGK  
  { ph (k2cb  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; b2kbuk]  
} ; dC|#l?P  
#$rT 4N c;  
template < typename T1, typename T2 > $P9$ ,w4  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 9nAK6$/  
  { QN8Hz/}\  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ={vtfgxl  
} 72.IhBNtT  
DH*|>m&  
template < typename T > hg/&[/eodm  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const e>9{36~jh  
  { !td.ks0  
  return OpClass::execute(lt(t)); &Zy=vk*  
} m)2hl~o_  
\@" . GM%  
} ; XFAt\g  
BjJ gQ`X  
j?)`VLZ  
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 aq| [g  
好啦,现在才真正完美了。 Jm,X~Si  
现在在picker里面就可以这么添加了: aT1 W] i  
BFu9KS+@)  
template < typename Right > a8P 6-)W  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const CP#MNNvgrw  
  { R*#Q=_  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ;//q jo  
} 8=AKOOU7>  
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。 ~7lvY+k)<  
<?}g[]i  
0|vWwZq  
3YF]o9  
~?+m=\  
十. bind ~i#xjD5  
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。 l:/V%{sx  
先来分析一下一段例子  +6-!o,(  
lhODNWi  
KA2B3\  
int foo( int x, int y) { return x - y;} )yAPYC  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 zX Pj7K*  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 w' >v@`y  
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。 5E(P,!-.  
我们来写个简单的。 WX"M_=lc-@  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: nQVBHL>  
对于函数对象类的版本: &y+*3,!n8  
yKhzymS}T  
template < typename Func > $X]v;B)J|  
struct functor_trait a{.n(M  
  { pD/S\E0@t  
typedef typename Func::result_type result_type; H<?yG->  
} ; 55KL^+-~  
对于无参数函数的版本: haK5Oe/cE  
IsL/p3|  
template < typename Ret > :|Ty 0>k  
struct functor_trait < Ret ( * )() > W5g!`f  
  { +:Zi(SuS]  
typedef Ret result_type; X;RI7{fW%X  
} ; m <ruFxY  
对于单参数函数的版本: :HQ/vVw'"9  
|{"7/~*[  
template < typename Ret, typename V1 > !A0bbJ  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > rnaDo\5  
  { 9?6$ 2I  
typedef Ret result_type; 7!)%%K.z6  
} ; :M`BVZ1t  
对于双参数函数的版本: "VCr^'  
Ry~LhU:  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 7QFEQ}  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ,FO|'l  
  { "G(/MT^C  
typedef Ret result_type; =LzW#s=O  
} ; 06;{2&ju<  
等等。。。 [RuY'  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy $^>vJk<  
/HD2F_XA  
template < typename Func > -lEh}r  
struct func_return r"{1H  
  { 5E=Odep`  
template < typename T > mg]dKp  
  struct result_1 Ca|;8ggf  
  { >fQN"(tf  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; fXj  
} ; {}e IpK,+  
AG2jl/  
template < typename T1, typename T2 > c5pG?jr+d  
  struct result_2 w:v:znQrW  
  { .ji%%f  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; j=4>In?x  
} ; "(GeW286k  
} ; %4J?xhd  
.}s a2-  
:8 :>CHa  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 `Fr$q1qae{  
I^=M>_ s4  
template < typename Func, typename aPicker > $la,_Sr  
class binder_1 4G ?k31,k  
  { pDQ,v"  
Func fn; vD t? N9  
aPicker pk; *fZ'#C~x  
public : g.Q ?Z{  
?Fu.,srt  
template < typename T > j*}xe'#  
  struct result_1 j/&7L@Y  
  { J .d<5`7   
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; {rQ`#?J}^?  
} ; 9"TPDU7"  
|.5d^z  
template < typename T1, typename T2 > Dlp::U*N'  
  struct result_2  3@*8\  
  { u#<]>EtbB  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; _nUuiB>  
} ; ,*US) &x  
Y!zlte|P  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 62) F  
}dCnFZ{K3  
template < typename T > }J1#UH_E  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ]h6<o*  
  { tEl_A"^e  
  return fn(pk(t)); }<p%PyM  
} &CgD smJo#  
template < typename T1, typename T2 > lx SGvvP4  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const cqDnZ`|6  
  { G(i/ @>l  
  return fn(pk(t1, t2)); dL>ZL1.$  
} nm..$QL  
} ; kmwFw>#  
lCXo+|$?s  
QMP:}  
一目了然不是么? ?uQpt(  
最后实现bind lOZZ-  
ja2LXM  
Zr3KzY9  
template < typename Func, typename aPicker > c{[WOrA~#  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 7o3f5"z  
  { Em;zi.Y+V  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); v2NzPzzyb  
} xQ4Q'9  
{dDU^7O  
2个以上参数的bind可以同理实现。 @xo9'M<l  
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。 :|bPr_&U$  
_:J! |'  
十一. phoenix \O56!,k  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: pnWDsC~)  
W>.qGK|l  
for_each(v.begin(), v.end(), p 4=^ UP  
( L]Uy+[gg  
do_ k 2~j:&p  
[ &}<IR\ci  
  cout << _1 <<   " , " ]'{<O3:7  
] b@Fa| >"_  
.while_( -- _1), @>?&Mw\c  
cout << var( " \n " ) Xh5 z8  
) &W1c#]q@r  
); P6 9S[aqW  
tq{ aa  
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: 'j|;M  
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 MOXDR  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 2!A/]:[F  
那么我们就照着这个思路来实现吧: d:3G4g  
>354O6  
K:mb$YJ&  
template < typename Cond, typename Actor > \%UA6uj  
class do_while JHcC}+H[  
  { vb# d%1b5  
Cond cd; UhNeY{6  
Actor act; xRb-m$B}L  
public : ws@;2?%A  
template < typename T > "!2Fy-Y  
  struct result_1 \\_Qv  
  { $%LjIeVA5  
  typedef int result_type; X=lOwPvP  
} ; dI3U*:$X  
#8cY,%<S]  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} -Y D6  
7 yK >  
template < typename T > 5E$)Ip  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const L0}"H .  
  { .-{B  
  do {{j?3O//  
    { !RV}dhI  
  act(t); P7Kp*He)  
  } Eg>MG87  
  while (cd(t)); _jp8;M~Z  
  return   0 ; m3,i{  
} c8A //  
} ; BDpeAF8z  
W,:*`  
F]x o*  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). D3$}S{Yw1  
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。 ygh*oVHO  
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。 S Bs_rhe  
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。 C,.$g>)MZK  
下面就是产生这个functor的类: ~!\n  
|nIm$p'  
s/8>(-H#  
template < typename Actor > 7Q2"]f,$CQ  
class do_while_actor i!9yN: m0  
  { ;kY'DKL(  
Actor act; |d&a&6U:  
public : O.Z<dy+  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} &jr'vS[b  
!q mnMY$  
template < typename Cond > 5#~u U  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; YQLp#  
} ; v<$a .I(  
v [\' M  
4fgA3%  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 \:, dWL u  
最后,是那个do_ L'M'I0"/  
f 0D9Mp  
>d%;+2  
class do_while_invoker y ~7]9?T  
  { 0x*L"HD  
public : PQDW Y  
template < typename Actor > A@^Y2:pY  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const %#7Yr(&  
  { |]y]K%  
  return do_while_actor < Actor > (act); Ksr.'  
} `KgIr,Q)  
} do_; e@|/, W   
!lpKZG  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? }&M$  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 gTa6%GM>  
最后来说说怎么处理break和continue b ;A(6^V  
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。 c0h:Vqk-  
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