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
  • 7494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 ba13^;fm#  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 @35 shLs  
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, ,vPF=wq  
v'tk: Hm1  
$EF@x}h:A  
g_U69 z  
  class filler ~JpUO~i/  
  { {J$aA6t:"T  
public : (i8 t^  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} J7xmf,76w  
} ; k7*q.20  
2X_ef  
cx}-tj"m-  
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:  ~A/_\-  
Z]<_a)>  
"f_Z.6WMY  
#ZA YP  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); cht#~d  
9&cZIP   
b3+PC$z2h  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 e^yB9b  
4KCxhJq  
'Nh^SbD+_|  
H^G*5EQK  
二. 战前分析 YVT^}7#  
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。 kN)ev?pQ[  
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 AM>:At Y  
a0R]hENC  
3>+;G4  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); |Bp?"8%*l  
  /* --------------------------------------------- */ *M:Bhw  
vector < int *> vp( 10 ); ;QYK {3R?  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 9=|5-? ^  
/* --------------------------------------------- */ Z>l>@wNm  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); PO&`r r  
/* --------------------------------------------- */ Ty=}A MMyE  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); cF6|IlhO  
  /* --------------------------------------------- */ 5 S 1m&s5k  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 5WUrRQ?E  
/* --------------------------------------------- */ XebCl{HHp  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); y_6HQ:  
<  -Nj  
Gkl#s7'  
&kG<LGXP#  
看了之后,我们可以思考一些问题: xk/(| f{L  
1._1, _2是什么? U^xFqJY6  
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。 _3hEYeh  
2._1 = 1是在做什么? /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。 F}X_I  
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。 D)Zv  
;>~iCF k]?  
^N]*Zf~N?  
三. 动工 gnQd#`  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: >9 iv>  
Yr+&|;DB  
?g'l/xuRe  
ps2C8;zT  
template < typename T > bu]bfnYi9  
class assignment rZLMY M  
  { ~L2Fo~fw  
T value; IoC,\$s,  
public : Vh&uSi1V  
assignment( const T & v) : value(v) {} 4 QWHGh"  
template < typename T2 > 344- ~i*  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } %vW@_A~  
} ; ?1YK-T@  
m`/OO;/;  
uZfo[_g0S  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 6Pz\6DU,I  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment WDcjj1`l  
8W{R&Z7aL  
d/MMPge3  
F J)la9  
  class holder l{<@[foc  
  { Hxjh P(  
public : ` sSI;+  
template < typename T > =vR>KE  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const *p"%cas  
  { hT<v8  
  return assignment < T > (t); \n}cx~j  
} d4lEd>Ni  
} ; ]c08`  
r'&VH]m  
,ecFHkT>  
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: DUaj]V{_^  
9BP-Iet  
  static holder _1; Kg 56.$  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 tlj^0  
7v{Dwg  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); JMXCyDy;  
而不用手动写一个函数对象。 jVr:O `  
YM-,L-HMA  
{a(TT)d  
d+8Sypv^4*  
四. 问题分析 U<zOR=_  
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。 LqNsQu";  
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。 6]M(ElV1H  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 O9bIo]B  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 @,$>H 7o  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ^]K_k7`I  
ZjWI~"]  
五. 问题1:一致性 q.*k J/L  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| t\ ym4`"  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 G22u+ua  
04o(05K  
struct holder d-y8c  
  { G@s rQum(  
  // Nzf tc  
  template < typename T > `KB;3L  
T &   operator ()( const T & r) const w=,bF$:fIW  
  { }get e'I  
  return (T & )r; vkp_v1F%+  
} UZz/v#y~  
} ; iU+O(vi  
Kqm2TMO]>V  
这样的话assignment也必须相应改动: *|Tx4Qt  
:>f}rq  
template < typename Left, typename Right > JD9)Qelw^$  
class assignment /V0[Urc@  
  { c~SR@ZU  
Left l; n86LU Sj5  
Right r; #ozui-u>  
public : ew?4;  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} :<hM@>eFn  
template < typename T2 > &.F ]-1RN[  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } f3^Anaa]l  
} ; sFt"2TVr3  
DHQS7%)f`  
同时,holder的operator=也需要改动: [>![ViX  
Kl_(4kQE_  
template < typename T > 7H.3.j(L  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const f\xmv|8  
  { g-?@a  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); ,+~8R"  
} 41g "7Mk  
Y \Gx|  
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。 &n9&k Em  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ]n}aePl}oU  
[n4nnmM  
return l(rhs) = r; :er(YWF:  
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。 jIEntk  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: qF\w#nG  
ijP `fM8  
template < typename Tp > dIW@L  
class constant_t >$,P )cB'  
  { L I*=T   
  const Tp t; __!LTpp  
public : F42<9)I  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} (@->AJF1\  
template < typename T > F/x2}'  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const t W+"/<U  
  { /yHjd s  
  return t; C#-HWoSi  
} rGQ2 ve  
} ; OClG dFJ|  
.' }jd#  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 auga`*  
下面就可以修改holder的operator=了 9U8x&Z]P  
3\2%i 6W6  
template < typename T > M287Z[  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const @^T~W^+  
  { n]df)a  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); >"8;8Ev  
} XLC9B3Jt  
eS+g|$cW  
同时也要修改assignment的operator() KS}hU~  
,CvG 20>  
template < typename T2 > <eN_1NTH_  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } ^T5X)Nu{=C  
现在代码看起来就很一致了。 h6_(?|:-(  
69m ;XdkKz  
六. 问题2:链式操作 5|QzU|gPn  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ritBU:6  
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。 NGC,lv  
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。 Wy .IcWK  
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。 .zg8i_  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 0NDftcB]  
=,y |00l  
template < typename T > j.e0;! (L}  
struct result_1 .Jx9bIw  
  { n DS}^Ba  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; (*p , T  
} ; ]rehW}  
T9W`?A  
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: rxn Frx  
p)aeH`;O  
template < typename T > =m89z}Ot  
struct   ref K5Q43 e1  
  { 3`E=#ff%  
typedef T & reference; pM;vH]|  
} ; &H}r%%|A  
template < typename T > r3E!dTDWq  
struct   ref < T &> G!w"{Bk?9  
  { {8$=[;  
typedef T & reference; %nN `|\  
} ; 5r~# 0Zf*  
Q;11N7+  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: c 'uhK8|  
Hy.AyU|L  
template < typename T > ho8`sh>N  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const l^GP3S  
  { k.<]4iS  
  return l(t) = r(t); 5=Xy,hmnC  
} 32DbNEk  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 zgx&Pte  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 L`f^y;Y.  
5oEV-6  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 o#) {1<0vg  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: x:-.+C%  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 !+>v[(OzM  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 T|J9cgtS  
最后的布局是: ZkL8e  
                Add ]]7 mlQ  
              /   \ O[tvR:Nh  
            Divide   5 f-DL:@crU  
            /   \ Jk@]tAwoM  
          _1     3 3LDS Z1f  
似乎一切都解决了?不。 --;@2:lg{  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 &'cL%.  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 vEf4HZ&w  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: 4BnSqwa_  
KT]Pw\y5  
template < typename Right > ? WJ> p  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ^` un'5Vk  
Right & rt) const S$KFf=0  
  { kEwaT$  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ~ wg:!VWA)  
} X%yO5c\l2  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ]7-&V-Ct*  
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。 Qt_dEl  
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。 coYij  
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。 :0Z^uuk`gq  
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。 *8~86u GU  
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? (c0A.L)  
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: ;iDPn2?6?x  
N0hE4t  
template < class Action > dJ$"l|$$  
class picker : public Action )`^p%k  
  { (&/2\0QV  
public : /mo(_  
picker( const Action & act) : Action(act) {} 8XbA'% o  
  // all the operator overloaded @lJzr3}WZ  
} ; <ZU=6Hq  
Gt9&)/#  
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。 fw ,\DFHO  
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: ss;R8:5  
.<kqJ|SVi  
template < typename Right > l7&$}x -  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const h iNEJ_f  
  { SG6sw]x  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); j*~T1i  
} ySI~{YVM  
VfT*7_  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > Mq';S^  
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。 AwQ?l(iZ"p  
% ,+leKs  
template < typename T >   struct picker_maker bn |zl!Pq  
  { oK 6(HF'&  
typedef picker < constant_t < T >   > result;  i2~  
} ; CI3XzH\IX*  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > B"%{i-v>**  
  { 9"g6C<  
typedef picker < T > result; R8.CC1Ix  
} ; _X@v/sAy  
+V&{*f)  
下面总的结构就有了: o)'y.-@Q  
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。 bH"hX  
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。 {BKl`1z  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 j0@[Br%7  
至此链式操作完美实现。 ca+[0w@S  
~'R(2[L!;  
$s<Ne{?  
七. 问题3 qCv20#!"|  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 :;t #\%L/  
uc|45Zxt  
template < typename T1, typename T2 > ?yh}/T\qp  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const qKJSj   
  { Y!;|ld  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); |!y A@y?  
} 4H@Wc^K  
|HZTN"  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: pmX#E  
T?4G'84nN  
template < typename T1, typename T2 > 8i?l02  
struct result_2 .7n\d55a  
  { *Vho?P6y\Y  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; .!JVr"8  
} ; 4 B*0M  
o/ui)U_   
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? Y#g4$"G9  
这个差事就留给了holder自己。 \W%UZs  
    id$Ul?z8  
'= l[;Q^Q  
template < int Order > < })'Y~i  
class holder; 7 [g/TB  
template <> EM\'GW  
class holder < 1 > NKQOUw:qn  
  { s|D>-  
public : W\18{mbuy  
template < typename T > (ND4Q[*6  
  struct result_1 j;+?HbL  
  { Y"KE7>Jf  
  typedef T & result; umdG(osR  
} ; fHZTXvxoL  
template < typename T1, typename T2 > Q[#vTB$f  
  struct result_2 [CAR[ g&  
  { Q:$Zy  
  typedef T1 & result; $Y 7c  
} ; ><=gV~7lx  
template < typename T > 1 E22R  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const eAqz3#_My  
  { @u1zB:  
  return (T & )r; v(p mI b{  
} ]^6c8sgnR  
template < typename T1, typename T2 > o-o'z'9  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const lSH6>0#B  
  { pC_O:f>vJ  
  return (T1 & )r1; yS=oUE$  
} 6)BR+U  
} ; J+f!Ar  
WKSPBT;  
template <> "]\+?  
class holder < 2 > mA{~Pp Sb  
  { [xKd7"d/n  
public : iPrLwheb  
template < typename T > N:9>dpP}O  
  struct result_1 #]'rz,E<  
  { san,|yrMn  
  typedef T & result; r#6_]ep}<'  
} ; w;l<[q?_  
template < typename T1, typename T2 > Q3"} Hl2  
  struct result_2 CA +uKM^"6  
  { %8~3M75$  
  typedef T2 & result; Q~Z=(rP20  
} ; Vrvic4  
template < typename T > 5[Pr|AY  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const l{D'uI[&  
  { M2U&?V C!  
  return (T & )r; rLX4jT^  
} *cO sv  
template < typename T1, typename T2 > j+HHQd7Y  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const L;od6<.*m  
  { WAn'kA  
  return (T2 & )r2; 9+keX{/c  
} v 36%Pj`  
} ; (L`j0kPN  
;m2<eS`o'  
rSYi<ku  
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> >。 BT@r!>Nl  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: #:d =)Qj0  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: r$wxk 4%Rz  
~gu3g^<0v  
return l(i, j) = r(i, j); TB;o~>9U  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) !`7B^RZ  
x\Y $+A,P  
  return ( int & )i; 5xOvY  
  return ( int & )j; VAXT{s&4>  
最后执行i = j; u_).f<mUdF  
可见,参数被正确的选择了。 {f{ZHi|  
x=#VX\5k:  
D?Ux[Ozb  
3 LdQ]S  
P<K){V  
八. 中期总结 |$7vI&m  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: 5?Wto4j  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 Y\0}R,]a-  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 @ps1Dr4s  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor MJ=)v]a  
/>j';6vi  
R CkaJ3  
95<EN (oUD  
*]i!fzI']  
 RD tU43  
九. 简化 RV&^g*;E  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 98.>e  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 _Ob@`  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: Dk5Zh+^  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 1 n%?l[o  
  +-*/&|^等 07Ed fe  
2. 返回引用。 &ZTr  
  =,各种复合赋值等 D13Rx 6b  
3. 返回固定类型。 t5[[JD1V  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) z%/N!RLW  
4. 原样返回。 1bw{q.cmD  
  operator, iX\W;V  
5. 返回解引用的类型。 4H+Ked&Oq  
  operator*(单目) [le)P$#z  
6. 返回地址。 U?!>Nd  
  operator&(单目) R=T qj,6  
7. 下表访问返回类型。 F_bF  
  operator[] apk4 j\i?5  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ,<A$h3*  
  operator<<和operator>> =~I-]4  
IuZ) [*W  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 TT9z_Q5~  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: {-A^g!jT&  
|+$%kJR=  
template < typename Left > 1jX3ey~  
struct value_return 6; Y0a4Ax  
  { S\CRG>  
template < typename T > -n0C4kZ2o  
  struct result_1 f7I{WfZ\P  
  { 5E0eyW  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 4^<6r*  
} ; 3 v")J*t  
}$\M{# C~  
template < typename T1, typename T2 > "z<azs  
  struct result_2 kPjd_8z2n  
  { ``A 0WN  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; zX#%{#9  
} ; `HuCT6O  
} ; {Q<$Uo6V  
VtOZ%h[#  
_ %%Z6x(  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait dCu'>G\bP  
fw;rbP!  
下面我们来剥离functor中的operator() v=95_l  
首先operator里面的代码全是下面的形式: ?6!]Nl1gr  
dSCzx .c  
return l(t) op r(t) }oJAB1'k  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) T}3v(6ew4  
return op l(t) >h+349  
return op l(t1, t2) +\"-P72vjk  
return l(t) op gDIBnH  
return l(t1, t2) op J1XL<7  
return l(t)[r(t)] Db"DG(  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] U4G}DCU  
Tg3!Rq55  
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: }qjCTEs}  
单目: return f(l(t), r(t)); v_<2H' *Q  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); RwVaZJe)l  
双目: return f(l(t)); 1oKfy>ie  
return f(l(t1, t2)); yFhB>i  
下面就是f的实现,以operator/为例 _73h<|0  
V3mAvmx  
struct meta_divide C!C|\$)-  
  { ",>H(wJ8  
template < typename T1, typename T2 >  Yav2q3  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) dO7;}>F$n  
  { xmGk*W)P  
  return t1 / t2; KS*oxZ  
} ]4 (?BJ  
} ; [ $fJRR  
ZX~ _g@  
这个工作可以让宏来做: ~L7:2weV[  
k'_ P 7  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ $ OVXk'cc  
template < typename T1, typename T2 > \ xLZd!>C  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; F\ctuaLC  
以后可以直接用 8e0."o.6  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) Y\v-,xPm  
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 @DC)]C2  
(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 n8N,,+  
I?Q+9Rmm`J  
_7a'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 Q:6VYONN  
ESb ]}c:  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 3 ?&h^UX  
class unary_op : public Rettype YDmWN#  
  { E2B>b[  
    Left l;  j<"nO(  
public : _y .]3JNm  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} M2@^bB\J  
_~aG|mAj  
template < typename T > S'B6jJK2x  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const xv7"WFb  
      { c-j_INGm  
      return FuncType::execute(l(t)); H(Ms^8Vs~:  
    } A>.2OC+  
ji+{ :D  
    template < typename T1, typename T2 > z&4~x!-_  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const fRTo.u  
      { Mp\<cE  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); 6aOp[-Le  
    } z1,tJH0  
} ; (bn Zy0  
;1DdjETr  
#~qAHJ<  
同样还可以申明一个binary_op f+vVR1  
3]JZu9#  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > zGc(Ef5`M6  
class binary_op : public Rettype OY"6J@[z  
  { ZkB3[$4C=5  
    Left l; /,|CrNwY*  
Right r; (sw-~U%  
public : 8n4V cu  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} t^E hE  
5|$a =UIR  
template < typename T > > 8]j  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const /-0' Qa+*  
      { I_ "Z:v{  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); UBO^EVJ  
    } U/qE4u1J6M  
0_eQlatb  
    template < typename T1, typename T2 > !F!3Q4  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const &S74mV  
      { >CgO<\  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); \|Dei);k  
    } GO5~!g  
} ; _>bRv+RVR  
|kiJ}oy  
'4;6u]d)2  
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 -pTI?  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 :XT?jdg  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) L&Qi@D0P  
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。 Uedvc5><t  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! nq`q[KV:  
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。。。 #I`ms$j%  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 'b:Ne,<  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) ecH/Wz1  
下面是修改过的unary_op 3/M.0}e  
#-u [$TA  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > -.vDF?@G  
class unary_op 4f1D*id*`#  
  { qJ[@:&:  
Left l; 9EF~l9`'U  
  L~FTr  
public : ACBQ3   
1"K*._K  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} rcbP$t vz  
w.kCBDL  
template < typename T > ]"x\=A  
  struct result_1 9]_GNk-D  
  { |#5 e|z5(  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ;MTz]c  
} ; I>w^2 (y  
9Yw]Y5l  
template < typename T1, typename T2 > J l7z|QS  
  struct result_2 H)JS0 G0  
  { {sS_|sX  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; , &' Y  
} ; M$CVQ>op:  
Q2~5"  
template < typename T1, typename T2 > ! gp}U#Yv  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const &y:CW>T$/X  
  { <Dw]yGK@  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); CD?&<NV  
} j.c8}r&  
,@Z_{,b  
template < typename T > C*wdtEGq  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const kN'Thq/ZE  
  { z<a2cQ?XQ  
  return OpClass::execute(lt(t)); <]#o*_aFP  
} 0P 5BArJ?  
|"}4*V_*  
} ; >riq98Us/  
P%GkcV  
m<fA|9 F#  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug yU`: IMz  
好啦,现在才真正完美了。 \C\gn]Z  
现在在picker里面就可以这么添加了:   8Uj:  
cCng5Nq,c  
template < typename Right > /(%Ig,<"JC  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const VJ1*|r,  
  { q`loOm=y  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); :Ee?K  
} ],?pe  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 .98.G4J>  
ul}'{|4  
iK x+6v  
DPPS?~Pq  
dM|g`rr E  
十. bind B8 2,.?  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 uZ[/%GTX{)  
先来分析一下一段例子 Oc-u=K,B  
ze"~Ird  
L[]^{ O   
int foo( int x, int y) { return x - y;} UA0tFeH  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 YmCbxYa7  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 4_< nQ9K  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 4[l^0  
我们来写个简单的。 <$C<Ba?;?  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: .;%q/hP  
对于函数对象类的版本: /oDpgOn  
9qeZb%r&  
template < typename Func > "8t\MKt(  
struct functor_trait J8h7e}n?  
  { B "n`|;r5  
typedef typename Func::result_type result_type; rU*q@y Px  
} ; 8m7eaZ  
对于无参数函数的版本: /Su)|[/'  
zv9M HC &  
template < typename Ret > #J~Xv:LgD  
struct functor_trait < Ret ( * )() > =5_y<0`4  
  { =L16hDk o  
typedef Ret result_type; pU DO7Q]  
} ; r9 ;`  
对于单参数函数的版本: 8|vld3;  
ruHrv"29  
template < typename Ret, typename V1 > .WO/=# O  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > qhwoV4@f  
  { kC|Tubs(  
typedef Ret result_type; z"av|(?d  
} ; d q pgf@  
对于双参数函数的版本: =jG?v'X  
G:hU{S7  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > a],h<wGEx  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ,]U[W  
  { ^cb)f_90  
typedef Ret result_type; W2n*bNI  
} ; ioWJj.%  
等等。。。 NE[y|/  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy iha9!kf  
:s-EG;.  
template < typename Func > >@:667i,`  
struct func_return y;,y"W  
  { OgTSx  
template < typename T > _]Ey Ea  
  struct result_1 Xvq^1Y?  
  { To^# 0  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; /THNP 8.  
} ; 6ZTaQPtm  
Zr9d&|$  
template < typename T1, typename T2 > $Br>KJ%'g  
  struct result_2 pzAoq)gg:  
  { Dx0O'uwR  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; W{\EE[XhCf  
} ; c G*(C  
} ; 5Fr;  
A~XOK;sB  
>.LgsMRIKi  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 RCQAtBd  
e|~C?Ow'J  
template < typename Func, typename aPicker > QK'`=MU  
class binder_1 u'=(&><  
  { TIETj~+  
Func fn; 0 S2v"(_T  
aPicker pk; >KKeV(Ur  
public : hXPocP  
>6k}HrS1V  
template < typename T > "'~|}x1Uv  
  struct result_1 quY "  
  { htV#5SUx&  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; w)^\_uAlS  
} ; Jxn3$  
}E,jR=@  
template < typename T1, typename T2 > Nr%(2[$ =  
  struct result_2 Pu-p7:99;'  
  { RP(a,D|  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; KS?mw`Nr  
} ; B%2L1T=  
<_>.!9q  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} (Hl8U  
8s~\iuk  
template < typename T > g;l'VA3v  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const { v,{x1  
  { })KJ60B  
  return fn(pk(t)); nW~$ (Qnd  
} di--:h/  
template < typename T1, typename T2 > ,TEuM|  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const @W#fui<<}Y  
  { LSSW.Oz2L  
  return fn(pk(t1, t2)); %V31B\]Nz7  
} :Jjw"}SfK#  
} ; IX"ZS  
AvyQ4xim+  
6$;L]<$W>  
一目了然不是么? (*MNox?w  
最后实现bind B>sCP"/uV  
Sf=F cb  
O@nqHZ  
template < typename Func, typename aPicker > QH4k!^  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) TeKC} NW  
  { H_Iim[v#  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); Jc`Rs"2  
} \Bt =bu>Z  
gxI&f  
2个以上参数的bind可以同理实现。 ~:T3|  
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。 r}ZLf  
^p$1D  
十一. phoenix MF&3e#mdB  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: B*y;>q "{U  
@+iC/  
for_each(v.begin(), v.end(), 4 #aqz9k  
( %)8d{1at  
do_ &S<? 07Z  
[ x)j/  
  cout << _1 <<   " , " SOhSg]g  
] c[&d @  
.while_( -- _1), V_Xy2<V  
cout << var( " \n " ) oDz*~{BHg  
) JOJh,8C) 6  
); XpR.rq$]  
L^3~gM"!  
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: xy$vYDAFw  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor ]}p2Tp;1  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 RV( w%g  
那么我们就照着这个思路来实现吧: %I_&Ehu  
f9vcf# 2  
~l(G6/R  
template < typename Cond, typename Actor > _t$lcOT  
class do_while $< A8gTJ  
  { N )'8o}E  
Cond cd; I0I_vu  
Actor act; ^OsA+Ea\  
public : sP9^ IP  
template < typename T > 7X(rLd 6#  
  struct result_1 MhHr*!N"}  
  { 4,j4E@?pG9  
  typedef int result_type; ]#vWKNv:;  
} ; Q.r B\8ea  
tceIA8d6  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} FTbT9   
I%pCm||p  
template < typename T > |)28=Z|Z  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ^Yf3"D?&  
  { w/qQ(]n8  
  do uG2Xkj  
    { ARmu{cL  
  act(t); BXT 80a\  
  } n"XdHW0  
  while (cd(t)); Tq9,c#}&  
  return   0 ; )WaX2uDA?  
} ''$`;?t>  
} ; pZc9q8j3  
R"m.&%n  
'wCS6_K  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). -$AjD?;   
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 0\V\qAk  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 DfAiL(  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 u86J.K1Q  
下面就是产生这个functor的类: &W&7bZ$;  
:X3rd|;kc  
Z|]l"W*w  
template < typename Actor > \B*k_W/r@  
class do_while_actor # rh0r`  
  { '}wG"0  
Actor act; vs5 D:cZ}  
public : {KW&wsI  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} {;]uL`abi?  
j09mI$2y67  
template < typename Cond > 3{.9O$  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; zi?qK?m  
} ; /IGrp.}  
A>qd2  
1gF*Mf_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。 V_NjkyI  
最后,是那个do_ w:m'uB%W  
],BJ}~v,X  
({*.!ty  
class do_while_invoker vS~AxeW/7R  
  { F7k4C2r  
public : C\;;9  
template < typename Actor > P Xyyyir{  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ?9o#%?6k  
  { 2&^,IIp  
  return do_while_actor < Actor > (act); hXV4$Dai  
} /V#MLPA  
} do_; 5A0K V7N5  
nG&w0de<>  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? T+ &x{+gZ  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 h1Ke$#$6  
最后来说说怎么处理break和continue sq8tv]  
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。 uf{SxEa  
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
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五