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
  • 8300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 4e`GMtp  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 [KcF0%a  
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, wmV7g7t6  
t@(:S6d  
t_xO-fT)  
S"=y >.#  
  class filler +4 W6{`  
  { +jD*Jtb<  
public : qQN|\u+co  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} <Pn]{N  
} ; LC>bZ!(i#  
e};\"^H H  
'v^Zterr  
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: dgEH]9j&  
iVaCXXf'  
{u}d`%_.M  
=# /BCL7  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); hnYL<<AA  
pLdZB9oD]C  
1ze\ U>  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 @LyCP4   
BT*z^Z H  
#jqcUno  
&"gQrBa  
二. 战前分析 #r,LV}*qg  
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。 |YnT;q  
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 C<B+!16  
PKjM1wqaG@  
H@uDP  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); c3__=$)'kP  
  /* --------------------------------------------- */ zk++#rB  
vector < int *> vp( 10 ); GbB :K2  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);  j1~'[  
/* --------------------------------------------- */ 0rrNVaM  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); R3bHX%T  
/* --------------------------------------------- */ H13kNhV9  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); (O!Q[WLS  
  /* --------------------------------------------- */ E+"m@63  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); c0U=Hj@@  
/* --------------------------------------------- */ {t%Jc~p{  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); fbrCl!%P  
`b:yW.#w3l  
Z#vU~1W  
7Zw.mM!i  
看了之后,我们可以思考一些问题: 'eYM;\%('  
1._1, _2是什么? bXNM.K  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 #S|DoeFs  
2._1 = 1是在做什么?  o%SD\zk  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 N|-'Fu  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 ISDeLUihY  
+1pY^#A  
5H^"  
三. 动工 ExxD w_VGT  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 0!tw)HR%  
~Gj%z+<  
!;, Dlq-}  
M5Q7izM  
template < typename T > d:!A`sk7  
class assignment oMeIXb)z  
  { 7x''V5*j  
T value; FzzV%  
public : gp(: o$  
assignment( const T & v) : value(v) {} f&2f8@  
template < typename T2 > eqQ=HT7J  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } *=b36M   
} ; |aX1PC)o_  
WNO!6*+  
zDoh p 5,  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 &UxI62[k  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment mmvo >F"  
,!>1A;~wT  
;) XB'  
Hs`j6yuc9  
  class holder /'QfLW>6  
  { MO%kUq|pg  
public : 231,v,X[  
template < typename T > vp4NH]fJ  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const ^~DDl$NH  
  { De`p@`+<#~  
  return assignment < T > (t); I3hN7  
} cVf}8qf)  
} ; n\w2e_g;N  
YwaWhBCIF  
i$gH{wn\`  
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: :G[6c5j|V  
RlUX][)  
  static holder _1; M" vd /F V  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 4S1\5C9  
v[XTH 2  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); _eZ*_H,\  
而不用手动写一个函数对象。 Ql]+,^kA@  
~]V}wZt>h  
8nE}RD7bx  
:lE_hY  
四. 问题分析 $I|6v  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 r7Zx<c  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 (RU\a]Ry  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 fP8iz `n  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 rv<_'yj  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 [Ol~}@gV  
,GUOq!z  
五. 问题1:一致性 C3:CuoE X  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| EWC{896,  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 uA;vW\fHr  
C8W4~~1S  
struct holder JU3to_Io  
  { 73kU\ux  
  // 0WI@BSHnM  
  template < typename T > (~N[j;W,_W  
T &   operator ()( const T & r) const B1i&HoGbz  
  { "?v{?,@  
  return (T & )r; _?oofE:{  
} Z/G?w D|B  
} ; D^ )?*(  
!]C=5~B BI  
这样的话assignment也必须相应改动: 8)bqN$*h  
UUR+PfY  
template < typename Left, typename Right > u3vM!  
class assignment 9p4=iXfR  
  { 7CDp$7v2  
Left l; %$[#/H7=W  
Right r; .D{He9  
public : <?FkwW\ ?  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} EECuJ+T  
template < typename T2 > 2(i| n=  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } ?k$'po*Eq  
} ; y8j6ttQv=t  
RdqB^>X  
同时,holder的operator=也需要改动: qV5l v-p  
hxZL/_n'  
template < typename T > 0s!';g Q  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const de_%#k1:L  
  { O)$Pvll  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); tA8O( 9OV  
} Xe2Zf  
)skz_a}]8  
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。 enT[#f[{  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 "cz'|z`  
I7XJPc4}   
return l(rhs) = r; ?egZkg=U  
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。 Q N]y.(S)y  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: A/!"+Yfw  
ps_q3Cyp  
template < typename Tp > W<u,S  
class constant_t CB^.N>'  
  { xi[\2g+  
  const Tp t; )F_nK f"a  
public : -pW*6??+?  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Q<>b3X>O  
template < typename T > G| b I$   
  const Tp &   operator ()( const T & r) const Sjp ]TWj  
  { \b*z<Odv  
  return t; {I8C&GS  
} W1_.wN$,5  
} ; /|m0)H.>  
X]}:WGFM  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 &embAqW:  
下面就可以修改holder的operator=了 .'PS L  
9Cz|?71  
template < typename T > $.x,[R aN  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const *RM 3 _  
  { IictX"3lh  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); z/,&w_8,:  
} L+8{%\UPd  
*Wf Qi8  
同时也要修改assignment的operator() CE@[Z  
}<^QW't_Y  
template < typename T2 > "0 $UnR  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } _tRRIW"Vx"  
现在代码看起来就很一致了。 X ?U'GLm  
H[RX~Xk2E  
六. 问题2:链式操作 8n35lI ( [  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 C6'K)P[p  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 {fJCj152.  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 d7S?"JpV  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 &y&HxV  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct r+k g$+%b  
[\qclW;L  
template < typename T > mKsJ[)#.  
struct result_1 ~REfr}0  
  { [ 2PPa9F  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ;0lY_ii  
} ; G#fF("Ndu`  
jyB Ys& v  
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: DTlId~Dyq  
( 8X^pL  
template < typename T > !Df>Q5~g  
struct   ref ey6ujV7!  
  { Zs4NN 2~  
typedef T & reference; ?a-5^{{  
} ; k [LV^oEg  
template < typename T > Iz[ohn!f  
struct   ref < T &> 6{quO# !  
  { ~dk97Z8  
typedef T & reference; qw 03]a  
} ; A*g-pJ h  
YmCu\+u  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: *M/ :W =,t  
&?$mS'P  
template < typename T > aS``fE ;O  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const |`xM45  
  { RO@=&3s  
  return l(t) = r(t); hd]ts.  
} R?IRE91 :  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 ]GO=8$Z  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 l 0U23i  
&$ud;r#  
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 .TCDv4?  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: pD('6C;  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 !hFhw1  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 4xH/a1&p=  
最后的布局是: FA+"t^q  
                Add 7]9,J(:Ed  
              /   \ c8T| o=`k6  
            Divide   5 }[R-)M  
            /   \ &%%ix#iF  
          _1     3 5YneoM]Q  
似乎一切都解决了?不。 >7PNl\=gG  
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。 K?Sy ?Kz  
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。 dyk(/# *7W  
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: u HW'F(;  
'/)qI.  
template < typename Right > e^'|<0J  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const i\O^s ]  
Right & rt) const )*`h)`\y  
  { x[0O*ty-*<  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); RD46@Q`  
} {xH?b0>  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ~Hu!iZ2]  
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。 ]T'7+5w  
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。 T2 S fBs  
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。 VFzIBgJ3  
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。 I]DD5l}\  
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? gJCZ9{Nl  
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: }8PO m#  
NJ]3qH  
template < class Action > a9UXg< 4  
class picker : public Action kIX1u<M~  
  { s<rV1D  
public : Svb>s|D  
picker( const Action & act) : Action(act) {} tJ 2GSZ`  
  // all the operator overloaded .`Q^8|$-K  
} ; tbWf m5$  
{VKFw=$8  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 ]Axz}:  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: EY:IwDA.}  
*AYq :n6  
template < typename Right > ""Da 2Md  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const ;1s+1G}_z  
  { #n}~u@,o_  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 6i2%EC9  
} L7d1)mV  
0{g*\W*+~  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > X6",Xr! {  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 1`YU9?  
Z %Ozzp/  
template < typename T >   struct picker_maker |q58XwU `  
  { /isalOT  
typedef picker < constant_t < T >   > result; JhfVm*,  
} ; Fs].Fa  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > vbVOWX6  
  { N0.|Mb"?t  
typedef picker < T > result; E5$]0#jB  
} ; ?3p7MjvZ  
;AE-=/<  
下面总的结构就有了: 4(|yl^w  
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。 nYFrp)DLK  
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。 wD=]U@t`,  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 YZj*F-}  
至此链式操作完美实现。 NC#F:M;b  
s2#Ia>5!  
i'7+ ?YL  
七. 问题3 D:;idUO  
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。 LP=j/qf|  
Ps74SoD-  
template < typename T1, typename T2 > BBRL _6  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Jjm#ofv  
  { s4~[GO6>  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); Vv45w#w;  
} +.Ij%S[Px5  
e=WjFnK[x7  
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: FO5a<6  
REU,"  
template < typename T1, typename T2 > 3f] ;y<Km  
struct result_2 pK@=]K~l0  
  { IQRuqp KL  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; v6s,lC5qR  
} ; B*,)@h  
0Gc@AG{  
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? d<6F'F^w.7  
这个差事就留给了holder自己。 1^4:l!0D  
    ,VHqZ'6  
@kqxN\DE  
template < int Order > ?9kC[4G  
class holder; BG+i tyH  
template <> $2Whb!7Z(  
class holder < 1 > 4P&2Z0  
  { "FWx;65CR  
public : Y @p<f5[c  
template < typename T > p 1'l D  
  struct result_1 ,^1zG  
  { mK[Z#obc=  
  typedef T & result; ;^5k_\  
} ; motK}G  
template < typename T1, typename T2 >  ch8a  
  struct result_2 n4/Wd?#`  
  { `8ac;b  
  typedef T1 & result; s*ZE`/SM3  
} ; } #rTUX  
template < typename T > Q$c6l[(g  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const )1uiY f&k  
  { e@Lxduq  
  return (T & )r; FfdB%  
} ( Jk& U8y  
template < typename T1, typename T2 > @PEFl"  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const <w{?b'/q  
  { /ce;-3+  
  return (T1 & )r1; c Mgd  
} #wI}93E  
} ; d+ jX49Vt  
YQn<CjZ8af  
template <> "XR=P> xk  
class holder < 2 > wlT8|  
  { STp9Gh-  
public : _&uJE&xl}  
template < typename T > #i[:oC6m:  
  struct result_1 H#~gx_^U  
  { ,~1'L6Ri?  
  typedef T & result; L"qJZU  
} ; 1f`De`zXzr  
template < typename T1, typename T2 > v;x0=I&%  
  struct result_2 m2c'r3UEu  
  { fQJ`&9m*BF  
  typedef T2 & result; H648[H[k  
} ; s-$ Wc) l  
template < typename T > s;BMj^x  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const % i4 5  
  { 2.D2 o  
  return (T & )r; wq$$. .E  
} c ZYy+  
template < typename T1, typename T2 >  zm"  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const |ia5Mr"t  
  { eV[{c %wN:  
  return (T2 & )r2; ;6W]f([  
} &h-_|N  
} ; MJ|tfQwhx  
c*;oR$VW  
m,k 0 h%  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 r5}p .  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: um.ZAS_kmc  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: D&G6^ME  
 E^1yU  
return l(i, j) = r(i, j);  }QFL  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) [';o -c"!  
srVWN:uuH  
  return ( int & )i; sbW+vc  
  return ( int & )j; (S~kyU!)0  
最后执行i = j; cx\E40WD  
可见,参数被正确的选择了。 q Gk.7wf%  
Q@VA@N=w  
WH:dcU   
Uwc%'=@  
X:GRjoa  
八. 中期总结 &C9IR,&  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: x MJ-=  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义  FA+HR  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 6}^x#9\  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor sL$sj|"S  
p&(0e,`z/  
-9b=-K.y  
;_,jy7lf  
7Qd4L.  
 JW D`}  
九. 简化 y%TqH\RKv  
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。 %xkuW]xk  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ?"yjgt7+y  
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: !j6 k]BgZ  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 q"VmuQ  
  +-*/&|^等 yKML{N1D  
2. 返回引用。 o?baiOkH  
  =,各种复合赋值等 \.i7( J]  
3. 返回固定类型。 D!`[fjs6A  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) +(+lbCW/  
4. 原样返回。 xV> .]  
  operator, Xf4QLw/r  
5. 返回解引用的类型。 G_F_TNO  
  operator*(单目) *~PB  
6. 返回地址。 mdc?~??8  
  operator&(单目) A;co1,]gR  
7. 下表访问返回类型。 -H6 0T,o  
  operator[] iJ{axa &  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ]Jswxw  
  operator<<和operator>> b] 5dBZ(  
{"p ~M7  
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。 +6WjOcu  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: dn h qg3Y  
.\b.l@O<Z  
template < typename Left > b `P6Ox3  
struct value_return jJ2rfdfj  
  { [G_ ;78  
template < typename T > 4e#g{,  
  struct result_1 G#7*O`  
  { $O|Xq7dp  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; #un'?]tZF  
} ; LQF;T7VKS)  
02]HwsvZ  
template < typename T1, typename T2 > <aPZE6z  
  struct result_2 WI1Y P0V  
  { WL+EpNKSf  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 4 $k{,  
} ; Id?-Og2i V  
} ; 4rhHvp  
@WazSL;N  
(Aw@}!  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait \;XJ$~>  
k)+{Y v*  
下面我们来剥离functor中的operator() 94!} Z>  
首先operator里面的代码全是下面的形式: _N5pxe`  
27Gff(  
return l(t) op r(t) |;J`~H"K  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 1feVFRx'  
return op l(t) ndQw>  
return op l(t1, t2) PcsYy]Q/  
return l(t) op mU[\//  
return l(t1, t2) op ^@x&n)nzP  
return l(t)[r(t)] T>'w]wi  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] <SE-:T]sBz  
N1Y uLG:  
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: @.L#u#   
单目: return f(l(t), r(t)); ^C K!=oO  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); |21V OPBS  
双目: return f(l(t)); ZKI8x1>Iq  
return f(l(t1, t2)); Q%6zr9  
下面就是f的实现,以operator/为例 D&fOZVuqZ  
>FeCa h Fn  
struct meta_divide 56Lxr{+X  
  { !~zn*Hm  
template < typename T1, typename T2 > 5B%KiE&p  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) xZ'C(~t  
  { 3=wcA/"!  
  return t1 / t2; [Vbd su9  
} @Ov}X]ELi  
} ; 7b~uU@L`  
m2m ;|rr  
这个工作可以让宏来做: ,tXI*R  
-medD G  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ /Igz[P^\9  
template < typename T1, typename T2 > \ \FO`WUAF  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ]HWeVhG  
以后可以直接用 o5]-Kuw`  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ea{zL  
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 eJf]"-  
(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。。。) 8A0a/ 7Lj  
}#<Rs  
SOPair <r  
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 hc W>R  
$mT)<N ;w  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Q)E3)),  
class unary_op : public Rettype [VX5r1-F  
  { 0`pCgF  
    Left l; <XrXs  
public : ?yG[VW  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} #)L}{mHLM-  
{*;K>%r\o  
template < typename T > 8i^ ./P  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const n+ H2cl }  
      { n3? msY(*  
      return FuncType::execute(l(t)); uju'Bs7   
    } gDJ} <^  
InL_JobE8r  
    template < typename T1, typename T2 >  zv"NbN  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const SWtqp(h]'  
      { Xtz29  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); |"}7)[BW}  
    } 8@doKOA~T  
} ; I@qGDKz;  
{^Q,G x(  
;mI^J=V3  
同样还可以申明一个binary_op ,+d8   
O,7S1  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > le_a IbB"P  
class binary_op : public Rettype bp" @ p:  
  { ~[F7M{LS  
    Left l; K20Hh7cVJ  
Right r; u-jV@Tz  
public : -F(luRBS(W  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} K#6@sas  
"([gN:   
template < typename T > HP7~Zn)c  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 0`V=x+*,  
      { 0i5S=L`j  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); $U/lm;{%  
    } %* K zP{  
/:!l&1l:p  
    template < typename T1, typename T2 > K8&) kfyI  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 4C?4M;  
      { )Ft+eMYti[  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); b{&'r~  
    } n5oX51J  
} ; -cJ,rrN_9  
|Ch ,C  
o[RwK  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 Af@\g-<W_  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 @+nCNXK  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ]H{* Z3S  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 O46v  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! uF[*@N  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 Xe:rPxZf~  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 V$FZVG/@#  
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) NB44GP1-@  
下面是修改过的unary_op +BO kHXk1  
Xk'Pc0@a  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ' -9=>  
class unary_op O> _ F   
  { qnQ".  
Left l; Cb|1Jtb  
  2( I4h[  
public : -da: j-_  
K } T=j+  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} KSS]%66Y  
R-<8j`[0  
template < typename T > eB_r.R{  
  struct result_1 +*`kJ)uP  
  { K;Hgq4  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 1R yE8DdP  
} ; gH,Pz  
h 2JmRO  
template < typename T1, typename T2 > xCWS  
  struct result_2 4i&Rd1#0dI  
  { +Q"~2_q5/;  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; $;$vcV9*  
} ; jAcKSx$}y"  
Q`.q,T8I  
template < typename T1, typename T2 > r| ]YS6  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const av5a2r0W1  
  { >z/.8!#Q  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); !%t2Z QJq  
} EbX!;z  
j+dQI_']x  
template < typename T > ;; {K##^l  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 8sBT&A6&j  
  { ,uNJz-B8  
  return OpClass::execute(lt(t)); JC9$"0d7  
} bZAL~z+ V  
IsJx5GO  
} ; PJ?C[+&  
(C uM*-  
XHdhSFpm  
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 MwQ4&z#wh  
好啦,现在才真正完美了。 O^6anUV0  
现在在picker里面就可以这么添加了: CCt\[hl  
-I6t ^$HA  
template < typename Right > E y9rH_  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const $%M]2_W(  
  { gs/ocu  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); z$d<ep{6  
}  f}*:wj  
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。 ]a uqf  
  !\BM  
v.4G>00^  
h<>yzr3fN  
9;\mq'v%  
十. bind #639N9a~  
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。 dS <*DP  
先来分析一下一段例子 d+5~^\lV  
D*PEIsV  
m__pQu:  
int foo( int x, int y) { return x - y;} l1O"hd'~s  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 uM,Ps}  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 F&7|`o3  
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。 -r3 s{HO  
我们来写个简单的。 u3,O)[qV  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: Uey'c1  
对于函数对象类的版本: ]e7?l/N[  
e3p:lu  
template < typename Func > Ok\X%avq  
struct functor_trait 53a^9  
  { [.Kp/,JY  
typedef typename Func::result_type result_type; 1kvs2  
} ; #,6T.O  
对于无参数函数的版本: u-:3C<&>  
; Ad5Jk  
template < typename Ret > nfGI4ZE  
struct functor_trait < Ret ( * )() > kQlwl9  
  { N]| >\  
typedef Ret result_type; cL03V?} ~  
} ; rMZuiRz*  
对于单参数函数的版本: B@6L<oZ  
g*LD}`X/-  
template < typename Ret, typename V1 > [2Nux0g  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > s/C'f4  
  { LGW_7&0<<  
typedef Ret result_type; &(32s!qH  
} ; NW 2`)e'  
对于双参数函数的版本: ^eO/?D8~h  
mb1c9  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > =8<~pr-NO  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 0jjtx'F  
  { %+Z*-iX  
typedef Ret result_type; iI7ocyUv  
} ; \M._x"  
等等。。。 ybJwFZ80  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy NT5'U  
2=0HQXXrq  
template < typename Func > 8=joVbs  
struct func_return udLIAV*  
  { 6j6;lNUc  
template < typename T > EEL3~H{(  
  struct result_1 S7PWP< 9  
  { sO 6=w%l^  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; yrfV&C%=n  
} ; r@Jy*2[-Jq  
xY!ud)  
template < typename T1, typename T2 > Nf3UVK8LtS  
  struct result_2 4sn\UuKyL  
  { ?7LvJ8  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 6X m'^T  
} ; T :m" eD;  
} ; CPRVSN0b{4  
{ $yju_[  
/"j 3B\`?  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 {)!>e  
+FqE fY4j  
template < typename Func, typename aPicker > FN=WU< 5  
class binder_1 $GGaR x  
  { y*-_  
Func fn; 3+h3?  
aPicker pk; 'EXx'z;/#  
public : |b.xG_-s1  
bP#!U'b"=  
template < typename T > HBtk)  
  struct result_1 ]- `wXi"  
  { ^ W?cuJ8  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 8j3Y&m4^  
} ; NM![WvtjW  
zB`woI28  
template < typename T1, typename T2 > ?&~q^t?u  
  struct result_2 V8TdtGB.|h  
  { ~tW~%]bs2Q  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; mOn_#2=KF  
} ; )(-;H|]?  
gC/ e]7FNr  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ow3.jHsLA  
}shxEsq  
template < typename T > /kkUEo+  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const SFDTHvXu#_  
  { G`>]ng  
  return fn(pk(t)); ZDR@VYi+~  
} C=r2fc~w  
template < typename T1, typename T2 > Em@:Qm EN  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 9iZio3m  
  { Xzf,S;XV~  
  return fn(pk(t1, t2)); oYStf5  
} BU/A\4xQ,Y  
} ; V<I(M<Dj  
ty0P9.Q  
;t\h"K<,|  
一目了然不是么? }A24;'}  
最后实现bind V\<2oG  
R54[U  
X(nyTR8  
template < typename Func, typename aPicker > K=v:qY4Z  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ?[NC}LC  
  { `!HD. E[2c  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); "Nj/{BU  
} 4r1\&sI$~  
&o;0%QgF  
2个以上参数的bind可以同理实现。 x I.W-js[  
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。 71c[ `h*0{  
\{lv~I  
十一. phoenix iT4*~(p 3  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: bhpku=ov  
U-u?oU-.'  
for_each(v.begin(), v.end(), )P:^A9&_n=  
( IFX$\+-  
do_ cZ?QI6|[  
[ Jd>~gA}l  
  cout << _1 <<   " , " s51$x M  
] J @"#  
.while_( -- _1), +hmFFQQ}  
cout << var( " \n " ) @9gZH_ur>E  
) g8%O^)d=>  
); &P|[YP37_  
x [FLV8`b|  
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: <s'de$[  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor ]19VEH  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 2L^)k?9>g+  
那么我们就照着这个思路来实现吧: @ivd|*?k0  
L9 D`hefz  
d7X&3L%Oq  
template < typename Cond, typename Actor > K}R+~<bIY  
class do_while p%"dYH%]&0  
  { &&X,1/  
Cond cd; M`Er&nQs  
Actor act; b]+F/@h~]  
public : Y$r78h=4  
template < typename T > WVy'f|3;  
  struct result_1 ~hLan&T  
  { @dDeOnF  
  typedef int result_type; pFd8p@m_2  
} ; "n!yK  
;"wCBuXcu  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} i/ilG 3m>  
_6ZjF>f  
template < typename T > LmF,en5  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const \beO5]KS<  
  { f V. c6  
  do !.] JiT'o  
    { 7z{wYCw  
  act(t); %X{EupiFA  
  } @Iv;y*y  
  while (cd(t)); fe?Z33V  
  return   0 ; RP&bb{Y  
} l]R0r{{  
} ; Wp=3heCa6  
~f1g"   
QOF@Dv Q  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). :o' XE|N  
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。 bV_nYpo  
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。 %t9C  
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。 DmiBM6t3N  
下面就是产生这个functor的类: jhNFaBrS  
0CrsZtX  
p~qe/  
template < typename Actor > Z'JS@dV  
class do_while_actor B[t^u\Fk  
  { o%$.8)B9F  
Actor act; ?['!0PF  
public :  }vd*eexA  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} SiratkP9n7  
SA x9cjj+  
template < typename Cond > 9E!le=>  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; Sjpx G@k  
} ; kXMp()N8`  
G'ykcB._  
:gh[BeqQ)  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 gb ga"WO  
最后,是那个do_ 200yN+ec  
~U9K<_U  
'ZfgCu)St  
class do_while_invoker Ey46JO"  
  { tgK I  
public : '$K E= Jy  
template < typename Actor > jVj5; }  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const XIeLu"TSL  
  { ~Iu!B Y  
  return do_while_actor < Actor > (act); ggr  
} FK|O^- >B  
} do_; `2s!%/  
+K57. n{  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? _u`YjzK  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 Mqf Ns<2  
最后来说说怎么处理break和continue P3$eomX'  
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。 <B"sp r&1  
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
温馨提示:欢迎交流讨论,请勿纯表情、纯引用!
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八