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
  • 6957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 >>!+Ri\@  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 _VMJq9.  
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, NtT)Wl  
ivGxtx  
U'#{v7u  
Xi|v!^IT  
  class filler Sa<R8X' J  
  { pF8'S{y  
public : vJcvyz#%1  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} 61C&vm  
} ; p]aIMF_  
{@3=vBl%O+  
_c #P  
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: ~#j `+  
m<076O4|`  
`[ne<F?e  
.t}nznh  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); UbuxD})  
wicg8[T=B  
}M9'N%PU  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 =+"XV8Fi,  
](0A/,#q6  
S@*@*>s^  
g6*}& .&  
二. 战前分析 hpw;w}m  
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。 f|apk,o_  
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 Uz62!)  
$[1 M2>[  
,Qh4=+jwqn  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); N4D_ 43jz  
  /* --------------------------------------------- */ Z`:V~8=l  
vector < int *> vp( 10 ); :)MZgW  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); A&t}s #3  
/* --------------------------------------------- */ )c!f J7o:  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); N.2rF  
/* --------------------------------------------- */ O0Z'vbFG  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); + 6}FUi!"e  
  /* --------------------------------------------- */ 0\i&v  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); q|6lw 74`  
/* --------------------------------------------- */ \ oL+O|  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); , n EeI&  
\[8I5w-  
%8$wod6  
pFG~XW  
看了之后,我们可以思考一些问题: |Rab'9U^  
1._1, _2是什么? t Y^:C[  
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。 =!{dKz-&  
2._1 = 1是在做什么? MZ+"Arzb  
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。 T*H4kM  
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。 mqE&phF,  
8EP^M~rv  
WIhf*LF"  
三. 动工 =F:d#j>F  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: zU}0AVlIL:  
+^"|FtKhE  
_mn4z+  
_x>u "w  
template < typename T > 8,H  
class assignment U}{r.MryFG  
  { 00 $W>Gr  
T value; [qb#>P2G3  
public : KpK'?WhX7^  
assignment( const T & v) : value(v) {} !G8SEWP  
template < typename T2 > H- S28%.  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } vUCU%>F  
} ; Jl4zj>8~  
}2{%V^D)r  
OgzPX^q/=  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 a u#IA  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment PmTA3aH  
O c" 2|X  
<4VUzgX2  
MbJV)*Q  
  class holder ]6(NeS+  
  { a{{([uZ  
public : ho0T$hB  
template < typename T > Nlo*vu  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const rK`*v*  
  { /FQumqbnt  
  return assignment < T > (t); Z3Vi il:  
} '\\J95*`  
} ; '|6j1i0x  
g#H#i~E^  
v/(< fI^  
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: V-)q&cbW]q  
PDtaL  
  static holder _1; 7?F0~[eGG  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ./[t'dgC  
 /y1,w JI  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ;Cv x48  
而不用手动写一个函数对象。 m'a3}vRV(  
K 0b(D8!  
}7UE  
6Si z9  
四. 问题分析 qex.}[  
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。 |>d5 6  
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。 5B"j\TwQ  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 y%z$_V]  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ;i\i+:=  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 qy.Mi{=~:  
"S*lI^8Z!  
五. 问题1:一致性 <w 8*Ly:L  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| &;*jMu6  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 {Pdy KgM  
0f1*#8-6  
struct holder ,7<5dIdZ  
  { cO_En`F  
  // mpN|U(n  
  template < typename T > =C u !  
T &   operator ()( const T & r) const V"k*PLt  
  { ^!?W!k!:V  
  return (T & )r; "1WwSh}Z  
} iVwI}%k  
} ; 1 1O^)_|c  
&*A7{76x  
这样的话assignment也必须相应改动: ^vfp;  
6-j><'  
template < typename Left, typename Right > SW# 5px`  
class assignment E2+O-;VN  
  { @tR:}J*9s  
Left l; 0%#ZupN  
Right r; ~#pQWa5  
public : 5Ta<$t  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} r3{Cuz  
template < typename T2 > =c[9:&5Q  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } Hq ]f$Q6:  
} ; +VCG/J  
,_F@9Up  
同时,holder的operator=也需要改动: qwoF4_VN  
(V!:6  
template < typename T > [x{'NwP?  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const }f?$QSF  
  { PqKbG<}Y  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); Rm>AU=  
} lpv Z[^G  
Gx,<|v  
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。  _xjw:  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 3"!h+dXw  
U["'>&B  
return l(rhs) = r; }%x2Z{VF  
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。 $3psSQQo  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Bi:%}8STH  
J2W#vFe\  
template < typename Tp > ?d&l_Pa0e  
class constant_t ;&RBg+Pr  
  { }Vjg>"  
  const Tp t; 6&xpS9  
public : b\^X1eo  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ~XU%_Hz  
template < typename T > 5e1;m6  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 1u>[0<U~E  
  { >h)D~U(H  
  return t; OYW:I1K<5  
} %La<]  
} ; )seeBm-`  
"}*5'e.*  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ,! b9  
下面就可以修改holder的operator=了 &"l Sq2  
`-Y8T\  
template < typename T > 8/gA]I 6=#  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const Y(mnGaVn  
  { *3@ =XY7  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ~  p~  
} 88uoA6Y8h  
Z; 6N7U  
同时也要修改assignment的operator() >uLWfk+y1  
p`qy57  
template < typename T2 > 1L;3e@G  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } _|jEuif  
现在代码看起来就很一致了。 5FMe&  
z"%{SI^  
六. 问题2:链式操作 @oKW$\  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 RoFoEp  
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。 )Szn,  
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。 KOhK#t>H@0  
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。 U%rEW[j  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct :lU#Dm]  
w!_6*  
template < typename T > J.(mg D  
struct result_1 6w `.'5  
  { Suo%uD  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; fnJx$PD~  
} ; 2WUl8?f2Y  
:JXGgl<y  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: 0e +Qn&$#4  
bn:74,GeyK  
template < typename T > U<|*V5   
struct   ref mrQT:B\8  
  { ~K@p`CRbV  
typedef T & reference; H0\' ,X  
} ; PO nF_FC  
template < typename T > bx%Ky0Z  
struct   ref < T &> oH(a*i  
  { zDf96eK  
typedef T & reference; zI= 9  
} ; S&F[\4w5]  
Df@b;-E  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:  G){A&F  
OUhlQq\  
template < typename T > tISb' ^T  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const Nd He::  
  { s|][p|  
  return l(t) = r(t); KFBBqP  
} p`Ok(C_  
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。 g;~$xXn  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 P>EG;u@.  
1RauI0d*  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 e$`;z%6y  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: XnKf<|j6k  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 *JOp)e0b  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 oXQI"?^+  
最后的布局是: p^C$(}Yh  
                Add 8iPA^b|sz{  
              /   \ bo#?,80L}`  
            Divide   5  GPrq(  
            /   \ )`#SMLMy~  
          _1     3 ~ Ofn&[G  
似乎一切都解决了?不。 swg*fhJFB  
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。 lQL /I[}  
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。 sWq@E6,I  
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: b?-KC\}v  
G%dzJpC(  
template < typename Right > _=K\E0I.m  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const f9HoQDFsM  
Right & rt) const $VeQvm*  
  { { 3Qlx/6<  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); "d*-k R  
} =.IAd< C  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 )%q )!x  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 [M?&JA_$}  
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。 g{Hb3id9  
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。 CtHsi8m  
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。 loD:4e1  
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? A<-3u  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: ^ x_+ &  
RWZjD#5%Z  
template < class Action > iwfH~  
class picker : public Action ={I(i6  
  { [ z{ }?  
public : 8p]Krs:  
picker( const Action & act) : Action(act) {} )5x,-m@  
  // all the operator overloaded # "TL*p  
} ; W3xObt3w\  
Qv@)WJ="-0  
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。 i+|/V&#3[  
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: H6Kt^s<6xu  
nC\LDeKc  
template < typename Right > G C@U['  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 1ifPc5j}  
  { ?dvcmXR  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); S^)xioKsJ  
} \; zix(N[5  
%`j2?rn  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > N lB%Qu  
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。 cK t8e^P  
4K!@9+Mz  
template < typename T >   struct picker_maker cC$E"m  
  { `3vt.b  
typedef picker < constant_t < T >   > result; b@[\+P] "  
} ; ?r R, h{~  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > H?j}!JzAC  
  { -l$-\(,M`#  
typedef picker < T > result; I_'0!@Nn7  
} ; jxZd =%7Q  
}#E~XlX^  
下面总的结构就有了: %loe8yt  
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。 okD7!)cr=  
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。 !qJ|`o Y  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 #po}Y  
至此链式操作完美实现。 0GnbE2&  
BoXGoFn  
Jek)`D  
七. 问题3 ^qPS&G  
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。 Ok_)C+o  
#zKF/H|_R  
template < typename T1, typename T2 > -;U3$[T,J7  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const yQ+C}8r5  
  { lR3JyYY{X  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); J,^eq@(  
} 6n'XRfQp)&  
vLh,dzuo  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: D4ud|$s1  
!\_li+  
template < typename T1, typename T2 > 1 =9 Kwd  
struct result_2 d=:&tOCg2  
  { 0& ?/TSC  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; !J+< M~o}  
} ; }@jT-t]P  
eX9H/&g  
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? !e:HE/&>i  
这个差事就留给了holder自己。 ZTP&*+d  
    8(0q,7)y  
G1:2MPH  
template < int Order > 3gY4h*|`<  
class holder; <@:LONe<  
template <> m_r_4BP  
class holder < 1 > vq*)2.  
  { $,B@yiie  
public : P7kb*  
template < typename T > ""^.fh  
  struct result_1 ~<w9a]  
  { X8=s k  
  typedef T & result; '}T6e1#JV  
} ; 6z80Y*|eJ  
template < typename T1, typename T2 > QH_I<Y:n  
  struct result_2 kQMALS@R  
  { hh>mX6A  
  typedef T1 & result; e6WKZ~ v o  
} ; Um9]X@z  
template < typename T > ~#jD/  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const XK4idC  
  { Qs.g%  
  return (T & )r; FUj4y 9X  
} \;Ywr3  
template < typename T1, typename T2 > tJ,x>s?Y  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const  ?[G!6  
  { csF!*!tta  
  return (T1 & )r1; ZNvnVW<  
} +aWI"d--h  
} ; &18CCp\3)c  
RuHMD"  
template <> ki^c)Tqn  
class holder < 2 > j7)Xm,wI8  
  { /U#{6zeM[,  
public : -S7rOq2Li  
template < typename T > 9\]%N;;Lo  
  struct result_1 t%n3~i4X:  
  { .V?i3  
  typedef T & result; :+SpZ>  
} ; N+9`'n^x  
template < typename T1, typename T2 > @,63%  
  struct result_2 FasA f( 3  
  { pA*cF!tq 7  
  typedef T2 & result; dw60m,m  
} ; z6K"}C%  
template < typename T > Zq--m/  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const |"Js iT  
  { =yf LqU  
  return (T & )r; i`^`^Ka  
} ,?+rM ;  
template < typename T1, typename T2 >  @t  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const mlR*S<Z  
  { AWP CJmr  
  return (T2 & )r2; {iqH 27\E  
} BC0T[o(f8  
} ; x8 sSb:N  
(L?fYSP!  
yFT)R hN  
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> >。 38dXfl  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: )POuH*j  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: bGvALz'  
W^W^5-'"D,  
return l(i, j) = r(i, j); J3fcnI  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 8Hf!@p6R+  
xS` %3+|  
  return ( int & )i; bmEo5f~C!  
  return ( int & )j; vMXS%Q  
最后执行i = j; }Lx?RU+@=  
可见,参数被正确的选择了。 J 21D/#v  
XQhBnam%  
Yw=Ve 0  
#5kQn>R  
jd$uOn.r  
八. 中期总结 :J-@+_J  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: FrO)3 1z  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 }"<|.[V)  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 gRuNC=sR  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor edqekjh  
Us'm9 J  
1O1/P,u+  
" z\T$/  
BF2,E<^A  
7z"xjA  
九. 简化 15_OtK  
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。 nZa.3/7dJ  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 mxhO: .l  
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: ^ad p<?q4  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 M-u:8dPu  
  +-*/&|^等 W6D|Rr.q  
2. 返回引用。 1vBR\!d?7  
  =,各种复合赋值等 'D8WNZ8Q  
3. 返回固定类型。 QF(.fq8, U  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 8*3<Erv  
4. 原样返回。 ]:JoGGE a0  
  operator, 1FUadSB5)  
5. 返回解引用的类型。 L5E.`^?  
  operator*(单目) }s=D,_}m  
6. 返回地址。 S,m)yh.  
  operator&(单目) d6-a\]gF  
7. 下表访问返回类型。 [k.|iCD  
  operator[] \5 IB/ *  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 )y(pd  
  operator<<和operator>> 4df)?/  
d0~F|j\#  
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。 nVV>;e[  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: Iodk1Y;  
/=A?O\B7  
template < typename Left > t\E#8  
struct value_return jXkz,]Iy  
  { Ub*Gv(Pg  
template < typename T > @dQIl#  
  struct result_1 Ro$'|}(+A  
  { N"/jn_>+j  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; $Zp\^cIE+  
} ; z9pv|  
bl NJ  
template < typename T1, typename T2 > 6Y0k}+j|>E  
  struct result_2 An!1>`8r  
  { vO!p8r F  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; PXG)?`^NX  
} ; S\K;h/;V  
} ; }z1aKa9  
Y&KI/]ly,L  
\ni?_F(Y  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait Tz3 L#0:j  
9 o6ig>C  
下面我们来剥离functor中的operator() 9F)+p7VJq  
首先operator里面的代码全是下面的形式: n#Xi Co_\  
yjlX@YXnw  
return l(t) op r(t) \\XvVi:B  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ra=U,  
return op l(t) |uI d:^ {  
return op l(t1, t2) wl H6  
return l(t) op z[X>>P3<n  
return l(t1, t2) op $L_-U~^  
return l(t)[r(t)] 1@sy:{ d`  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] /"?yB$s  
E}Q'Wz|k  
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: &2[OH}4  
单目: return f(l(t), r(t)); m`gH5vQa  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 9HrT>{@  
双目: return f(l(t)); {J;[ Hf5  
return f(l(t1, t2)); S[(Tpk2_  
下面就是f的实现,以operator/为例 Aon 3G  
esU9  
struct meta_divide (CFm6p'RZ  
  { NovF?kh2  
template < typename T1, typename T2 > low 0@+Q  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) Uo?g@D  
  { I WKq_Zjkz  
  return t1 / t2; <y[LdB/a  
} z5`AJrj%  
} ; V .+ mK|)  
&{E1w<uv  
这个工作可以让宏来做: x6Zhw9RV  
Pj(Dl C7G,  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ OQ>8Q`  
template < typename T1, typename T2 > \ 1) 7n (  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; *YH5kX  
以后可以直接用 L kYcAY$w  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) &$$KC?!w  
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 L~9Q7 6w  
(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。。。) ;PM(q<@\  
?5'EP|<  
iY@wg 8ry  
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  *-Y`7=^$  
UF37|+"E  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 2OT RP4U  
class unary_op : public Rettype Q8-;w{%  
  { i/UDda"E  
    Left l; )B"k;dLm  
public : lGoP(ki  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 3 s%Kw,z  
Hwb+@'o  
template < typename T > WXq=FZ-  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const P;~`%,+S  
      { `Xs3^FJt  
      return FuncType::execute(l(t)); a ]~Rp  
    } ki|KtKAu_9  
LAs#g||M  
    template < typename T1, typename T2 > @6["A'h  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 4)Jtc2z7Z\  
      { P}"=67$  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); hSAdD!  
    } oVZI ([O  
} ; XotiKCk|Aq  
T'i^yd }*v  
GK6/S_l%D+  
同样还可以申明一个binary_op {*yFTP"93  
|:7 ^  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > {"v~1W)  
class binary_op : public Rettype FZFYwU\~.L  
  { QK~44;LVIJ  
    Left l; FS'|e?WU  
Right r; 8-#_xsZ^;  
public : ov3FKMG?  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} $G\WW@*GE  
g2 RrBK,  
template < typename T > z6'Cz}%EP'  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 3#\++h]QZ  
      { s+m3&(X  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); Ga<Uvr%+  
    } Ow" e3]}Mt  
hw 5NHZ I'  
    template < typename T1, typename T2 > R!)3{cjU@  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 7!qO*r  
      { +DsdzR`Gx,  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); H|\@[:A+  
    } z@<OR$/`L  
} ; M&[bb $00j  
8(zE^W,[8"  
zi^?9n),  
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 !-veL1r  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 @D[tljc^  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) v:F_! Q  
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。 L*6R5i>  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! WEaG/)y  
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。。。 1fH2obI~X  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 8@ZZ[9kt  
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) :{LNr!I?I  
下面是修改过的unary_op e S: 8Pn  
+dG3/vV  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > Hk8lHja+\  
class unary_op JW},7Ox  
  { ?S<`*O +  
Left l; MvKr~  
  =vs]Kmm  
public : /2f  
^7Rc\   
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 3<x1s2U  
$2E&~W %  
template < typename T > 41v#|%\w  
  struct result_1 1j*E/L  
  { y3 "+4e  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 5La' I7q  
} ; yE#.Q<4  
EJW}&e/  
template < typename T1, typename T2 > 4{QD: D(D  
  struct result_2 >Jk]=_%  
  { ^O3i)GO  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; p:NIRs  
} ; GY t|[GC  
)61X,z  
template < typename T1, typename T2 > / q| o  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const *B)J(^M!q  
  { it$w.v+W7V  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ,p>@:C/M  
} 0z$::p$%u  
i+Lqj  
template < typename T > `m`Y3I  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 6b1AIs8  
  { b OolBKV  
  return OpClass::execute(lt(t)); :V0sKg|sS  
} $(]E$ek  
P,rD{ 0~  
} ; *.6m,QqJ(  
der\"?_.  
2b/Cs#-  
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 C"QB`f:  
好啦,现在才真正完美了。 onU\[VvM  
现在在picker里面就可以这么添加了: l4> c  
6)veuA3]  
template < typename Right > /E-s g, k  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const n5 2Q-6H  
  { $jOp:R&I^3  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); r+!29  
} hCb2<_3CR  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 u[HamGxx$u  
0V ZC7@  
4(dgunP  
mpNS}n6  
xpp>5d !  
十. bind VfFbZds8f  
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。 $H`{wJ?2(  
先来分析一下一段例子 v~A*?WU;n  
&^7(?C' u  
Qd/x{a8  
int foo( int x, int y) { return x - y;} +!K*FU=).  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 u}.mJDL  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 >QdT 7gB  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 !;UoZ~  
我们来写个简单的。 W]5Hc|!^^  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: w$Z%RF'p  
对于函数对象类的版本: e^}@X[*'#  
qP$)V3l  
template < typename Func > _fccZf(yC.  
struct functor_trait @R Jr ~y0  
  { r=/$}l4  
typedef typename Func::result_type result_type; iS< ^MD  
} ;  R;zf x/  
对于无参数函数的版本: uO)vGzt3^x  
2;K2|G7  
template < typename Ret > &O5O@3:7]  
struct functor_trait < Ret ( * )() > `n RF"T_  
  { +{#L,0t  
typedef Ret result_type; [V_+/[AA)  
} ; Q-7L,2TL  
对于单参数函数的版本: i<(~J4}b  
NwVhJdo  
template < typename Ret, typename V1 > ]=p^32  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > "yc|ng  
  { vY7 @1_"  
typedef Ret result_type; X}wo$t  
} ; 4y.qtiIP>$  
对于双参数函数的版本: &smZ;yb|'h  
~e&O?X  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > A&A{Thz  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ~9PZ/( '  
  { pekNBq Wm  
typedef Ret result_type; ?AH B\S  
} ; l.P;85/+  
等等。。。 IL1iTR H  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy -Jf}3$Ra  
1aZGt2;  
template < typename Func > D"2bgw  
struct func_return w"37sv  
  { H>Ucmd;ay  
template < typename T > dUUg}/  
  struct result_1 ' &3,qT  
  { ia (&$a8X  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ROXa/  
} ; ~uV(/?o%  
1IlOU|4  
template < typename T1, typename T2 > PuhvJHT  
  struct result_2 Z6-ZAS(>m  
  { * F_KOf9p  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Ss0I{0  
} ; fv@<  
} ; /=T:W*C  
7xFZJ#  
lwz\" 8  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 rP}[>  
i5=~tS  
template < typename Func, typename aPicker > M~n./wyC  
class binder_1 DN iH" 0%  
  { -L<FVB  
Func fn; p I~;3T:!  
aPicker pk; )TEm1\  
public : 7#c4.9b?  
"LSzF_mK  
template < typename T > BOh^oQh  
  struct result_1 ef)zf+o  
  { pTB7k3g  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; !!ma]pB,  
} ; c%bzrYQvA;  
'kco. 1{  
template < typename T1, typename T2 > 4UUbX  
  struct result_2 E NCWOj  
  { +KD7Di91<K  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; rL&Mq}7QK  
} ; `23][V  
^}{x).  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} #@xB ?u-0q  
G%, RD}D  
template < typename T > N'-[>w7vK2  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 5 @-H8*  
  { Yufj y=!  
  return fn(pk(t)); [3I|MZ  
} JT!9LNh;R`  
template < typename T1, typename T2 > e(xuy'4r  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ,Si{]y  
  { ~**x_ v  
  return fn(pk(t1, t2)); K[ [6A:  
} %q~q,=H$]  
} ; fm`V2'Rm  
A)V*faD  
n>R(e>  
一目了然不是么? =<#G~8WYz  
最后实现bind w^ OB  
lixM0  
xb<|m2<)H  
template < typename Func, typename aPicker > AFm9"mQrw  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) )XGz#C_P  
  { 5OtdB'UITd  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ""XAUxo  
} g2m* Q%  
(XW'1@b  
2个以上参数的bind可以同理实现。 o5 fV,BJZO  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 80_w_i+  
_^NaP  
十一. phoenix jx}'M$TA  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: fZ5 UFq_~s  
zfv@<'  
for_each(v.begin(), v.end(), "C\yM{JZ  
( vdAd@Z~\  
do_ FZ ?eX`,  
[ 5cinI^x)f  
  cout << _1 <<   " , " i9XpP(mf  
] o2U5irU  
.while_( -- _1), <j>;5!4!}  
cout << var( " \n " ) )\EIXTZY=  
) Ec}%!p_$  
); DAP/  
p\&/m  
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: #` gu<xlW  
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 YCh`V[0  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 zMu9A|  
那么我们就照着这个思路来实现吧: v-d"dC`  
SFd_k9  
){w{#  
template < typename Cond, typename Actor > gqy>;A:kO  
class do_while oJr+RO  
  { -43>?m/a  
Cond cd; o]Ne|PEpO  
Actor act; >Ti%Th,  
public : 4n6AK`E  
template < typename T > jIT|Kk&]  
  struct result_1  gmbRH5k  
  { 5l1R")0`t_  
  typedef int result_type; Cm)TFh6  
} ; anbw\yh8  
\f? K74  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} _Ffg"xoC  
" WQ6[;&V  
template < typename T > ]zaTX?F:  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const IiqqdU]  
  { ,o%by5j"^N  
  do V~j^   
    { OxGfLeP.R!  
  act(t); >fI\f <ez  
  } 2SC-c `9)  
  while (cd(t)); M.t,o\xl  
  return   0 ; U|tacO5w`  
} Od~uYOL/B  
} ; */aQ+%>jf  
$&Vba@v  
ZH;4e<gg  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). MWA,3I\.  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 sIf]e'@AC  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 Z/G#3-5)p  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 mz6]=]1w  
下面就是产生这个functor的类: e[u}Vf  
bKM*4M=k  
C0N}B1-MU  
template < typename Actor > O[t?*m1/  
class do_while_actor GkI'.  
  { XdCP!iq*8  
Actor act; E#:!&{O  
public : =EFh*sp  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} _MTZuhY  
L7buY(F(  
template < typename Cond > 6CHb\k  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 0H>gMXWE]  
} ; zu{K"7Bx  
p4f9v:b[  
7Qd$@  m  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 xH:L6K/c  
最后,是那个do_ j}//e%$a  
~:7y!=8#  
A)"L+Yu5  
class do_while_invoker Dh2Cj-| ~  
  { U52 V1b  
public : z~vcwiYAP  
template < typename Actor > GWuKDq  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const G)I` M4}*n  
  { s2SV   
  return do_while_actor < Actor > (act); y4h =e~  
} ptT-{vG  
} do_; 02t({>`  
4;Ucas6  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? E|c(#P{  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 1k4\zVgi  
最后来说说怎么处理break和continue LJ~#0Zu?  
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。 E7iAN\vo  
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