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
  • 6095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 H^Mfj!S  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Ie<H4G5Vh  
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, vU,V[1^a  
&6feR#~A  
bUzo>fm_  
TS_5R>R3  
  class filler f:9b q}vH  
  { `w6*(t:T  
public : 0dTHF})m  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} qix$ }(P  
} ; { 4 n  
4,,@o  
8t;vZ&  
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: OXxgnn>W'  
m/e*P*\ =  
FNN7[ku!  
z|F38(%JJN  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); > `1K0?_  
&%UZ"CcA  
~xa yGk  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 1^ijKn@6  
a Xn:hn~O  
|Q(3rcOrV"  
pqCp>BO?O  
二. 战前分析 +`J~c|(  
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。 [+F6C  
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 dEhFuNO<2  
0$qK: ze  
kOE\.}~4  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); _v#Vf*#  
  /* --------------------------------------------- */ <(!~s><.  
vector < int *> vp( 10 ); \N%L-%^  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); :hBLi99 o  
/* --------------------------------------------- */ aMJW__,  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 2/iBk'd  
/* --------------------------------------------- */ B:>>D/O  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); bhl9:`s  
  /* --------------------------------------------- */ qEvbKy}  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); *| 9:  
/* --------------------------------------------- */ !b"2]Qv  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); w t6&N{@  
aD&4C -,1  
/;5/7Bvj  
* lJkk  
看了之后,我们可以思考一些问题: { v  [  
1._1, _2是什么? Al3*? H&  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 ` t>A~.f  
2._1 = 1是在做什么? !gm@QO cF  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 b}3t8?wG&  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 "C.cU  
)Z*nm<=  
S"cim\9xP  
三. 动工 zcy`8&{A<?  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ae#Qeow`  
X:/7#fcG8  
?$Dc>  
jK]An;l{Z  
template < typename T > k|^YYi= xF  
class assignment KY%LqcC  
  { h:AB`E1  
T value; (Fj"<  
public : a)8;P7  
assignment( const T & v) : value(v) {} 0<XxR6w  
template < typename T2 > <74r  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } V}MRdt7  
} ; I&%KOe0  
Eb7GiRT#  
ATWa/"l(H-  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 nh]HEG0CZJ  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment `qV*R 2  
FN<S agj  
l`A e&nc6  
l[6lXR&|  
  class holder 0m,q3  
  { Fr_6pEH]}  
public : q`|rS6  
template < typename T > >rYkVlv  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const P9o=G=i  
  { P#|}]oG%  
  return assignment < T > (t); Ck:+F+7_v  
} :CsrcT=  
} ; 6IJH%qUx'  
pupt__NZ)n  
pE {yVs  
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: 4$y P_3  
Yy{(XBJ~%t  
  static holder _1; KRM:h`+-.-  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 S "/-)_{  
Os/?iGlD*E  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 'A,)PZL9i  
而不用手动写一个函数对象。 R:`)*=rL%  
+xuj]J  
$=5kn>[_Z%  
e0M'\'J  
四. 问题分析 `|<? sjY  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 d5"rCd[  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 Ki>XLX,er=  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 25;(`Td 5  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 **.g^Pyc  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 AHU =`z  
.JBTU>1]_n  
五. 问题1:一致性 k+zskfo  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| +*IRI/KUD  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 A`* l+M^z  
2%/+r  
struct holder 6MpV ,2:>  
  { q8}he~a  
  // nwVW'M]r  
  template < typename T > 4>Y*owa4  
T &   operator ()( const T & r) const Nj.;mr<  
  { zJ_y"bt  
  return (T & )r; SPp|/ [i7  
} _h I81Lzq  
} ; HLCI  
hOYP~OR  
这样的话assignment也必须相应改动: NFPWh3),f  
lMgPwvs'  
template < typename Left, typename Right > V0G[f}tm'  
class assignment 3pe1"maP  
  { dwouw*8  
Left l; VHG}'r9KC%  
Right r; :m<#\!?  
public : |_hIl(6F5N  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} tF6-@T\6  
template < typename T2 > kz G W/  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } abp\Ih^b  
} ; V ONC<wC  
V@nZ_.  
同时,holder的operator=也需要改动:  Cg8   
}^ =f%EjV  
template < typename T > DUwms"I,%  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const Os*s{2OvO  
  { qYQ vjp  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); z 'V$)U$f  
} F<^f6z8  
A6 RwLX  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 +i[vJRLxl~  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 (|pM^+  
+~sqv?8  
return l(rhs) = r; 6m@B.+1  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 Ed+jSO0  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:  6),!sO?  
g""Ep  
template < typename Tp > _}cD_$D  
class constant_t J06 D_'{  
  { /iL*)  
  const Tp t; 6Fc*&7Z+  
public : . I."q  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} OlgM7Vrl  
template < typename T > vnS8N  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 6ld /E  
  { j.[W] EfL~  
  return t; !="8ok+  
} y&V'GhW!dd  
} ; bwa*|{R  
>uDC!0)R  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 bq9/ d4  
下面就可以修改holder的operator=了 )iJv?Y\]  
D^}2ilk!  
template < typename T > <`?%Cz AO  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const z0%tBgqY(  
  { +.gj/uy*  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); DG}s`'  
} r]U8WM3r  
w&e3#p  
同时也要修改assignment的operator() wB:<ICm  
=G !]_d0  
template < typename T2 > ^9><qKbO  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } |7Qe{  
现在代码看起来就很一致了。 13 %: 3W(  
!L<z(dV|(  
六. 问题2:链式操作 Xpt9$=d  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 hZw8*H^tP  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 }Syd*%BR[  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 N( f0,  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 QP<.~^ao  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct zN=s]b=/  
YABi`;R]'  
template < typename T > c|K:oi,z  
struct result_1 2%*\XPt)  
  { )Cat$)I#,  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; Zy.3yQM9i  
} ; B*9?mcP\  
aj/+#G2  
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: IVVX3RI  
5tk7H2K^<  
template < typename T > *!j!o%MB  
struct   ref $/$Hi U`.  
  { 6J">@+  
typedef T & reference; saDu'SmYV  
} ; |9p0"#4u  
template < typename T > yYP>3]z  
struct   ref < T &> SbQ:vAE*ho  
  { X<5&R{oZ  
typedef T & reference; jeB"j  
} ; qJ .XI   
oS}fr?  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 5" (FilM  
HKIr?  
template < typename T > Q#*R({)GH  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 'Hs*  
  { ZAn9A>5_  
  return l(t) = r(t); t/3HX]B_  
} $sUn'62JlU  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 ,gM:s}l!dJ  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 YQWq*o^:  
.8GXpt^U(  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 @sW!g;\T  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: PIdGis5G  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 < +k dL  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ?b"'w  
最后的布局是: A-J#$B  
                Add -%Rbd0gVH\  
              /   \ awjAv8tPO!  
            Divide   5 Z[0/x.pp$  
            /   \ 4Xww(5?3  
          _1     3 `m #i|8  
似乎一切都解决了?不。 m&z(2yb1  
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。 W Q9Q:F2  
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。 AX{7].)F  
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: U9*< dR  
SBdd_Fn  
template < typename Right > ; ), ,Hk  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const |68u4zK  
Right & rt) const z@ `u$D$n  
  { EWY'E;0@5  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ZE= Yn~XM  
} P,(_y8  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 g++-v HD  
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。 EEo I|  
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。 (_6JQn  
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。 #k[Y(_  
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。 yk(r R  
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? 3(nnN[?N,5  
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: JT=ax/%Mo  
G]{^.5  
template < class Action > |n^rI\ p%  
class picker : public Action L"NfOST3'R  
  { 2E`mbT,v&  
public : =''b`T$  
picker( const Action & act) : Action(act) {} 2\1bQ q\  
  // all the operator overloaded B =7maYeU  
} ; * dk(<g=fM  
JIHIKH-#  
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。 Bk^o$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: WBA7G  
^~6gkS }  
template < typename Right > B6KG\,'|  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const YW&`PJ9o  
  { }Z t#OA $  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); a.RYRq4o  
} n)z:C{  
2?v }w<Ydl  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > FjLMN{eH/  
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。 3N|6?'m  
E@#<p-@~  
template < typename T >   struct picker_maker #&fu"W+D96  
  { nR wf;K  
typedef picker < constant_t < T >   > result; Aa]3jev  
} ; N R 4\TU  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > Aon.Y Z  
  {  K V  
typedef picker < T > result; v(=0hY9 O  
} ; _OS,zZ0  
6V}xgfB  
下面总的结构就有了: EJQT\c  
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。 SJlE!MK  
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。 ULgp]IS  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 [hk/Rp7{  
至此链式操作完美实现。 )[r=(6?n  
~jmI`X/  
ckv8QAm  
七. 问题3 [tElt4uG  
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。 -_eG/o=M  
$<Y%4LI  
template < typename T1, typename T2 > OdNcuiLa  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Zm7, O8  
  { Cud!JpL  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);  pn) {v  
} mEkYT  
w`3.wALb  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: 8V9OMOt!  
0PsQ 1[1  
template < typename T1, typename T2 > K5\l (BB  
struct result_2 UO!} 0'  
  { I0=L_&`)  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; t}?-ao  
} ; N 7Y X  
 Zy8tI#  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? 5zkj ;?s  
这个差事就留给了holder自己。 (0.JoeA`y  
    R*XZPzg%  
yF%e)6  
template < int Order > L/I ] NA!U  
class holder; Dl AwB1Ak  
template <> KaH e(  
class holder < 1 > K[ S>EITr  
  { +DR{aX/ll  
public : o)x&|0_  
template < typename T > <RY!Mc  
  struct result_1 v&3" (fp  
  { l~Ka(*[!U  
  typedef T & result; O=lRI)6w@e  
} ; J&}1=s  
template < typename T1, typename T2 > V@TA~'$|  
  struct result_2 dK,=9DQy5  
  { 7~'%ThUb$-  
  typedef T1 & result; LnN:;h  
} ; {fX~%%c"  
template < typename T > JG1q5j##]b  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const s0/m qZ]s  
  { 7Kb&BF|Q  
  return (T & )r; Fp [49  
} ]gm3|-EiY  
template < typename T1, typename T2 > q5@Nd3~h  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 51H6 W/$  
  { |W@Ko%om  
  return (T1 & )r1; {?EmO+![}  
} |$ZS26aYw}  
} ; ZM <UiN  
81(\8#./  
template <> sG[qlzR=8  
class holder < 2 > rOO10g  
  { VGu(HB8n#  
public : e7\gd\  
template < typename T > p=Le oc1  
  struct result_1 4xg1[Z%:  
  { Bss *-K]  
  typedef T & result; oIIi_yc  
} ; p>:.js5.a  
template < typename T1, typename T2 > ?i\V^3S n$  
  struct result_2 ;C , g6{  
  { FeQo,a  
  typedef T2 & result; F M YcZ+4  
} ; rd$T6!I  
template < typename T > GC3d7  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Fm6]mz%~u#  
  { `w8cV ?  
  return (T & )r; x!pd50-   
} )1R[X!KQ7  
template < typename T1, typename T2 > Tyb'p9  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 0Q8iX)  
  { g}K/ba'  
  return (T2 & )r2; $=^}J 6  
} /h`gQyGuY  
} ; ]n<B a7Y  
E?|NYu#I6  
X%fLV(  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 S1'?"zAmd  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 7^UY%t  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ;E5XH"L\  
)FIFf;r  
return l(i, j) = r(i, j); >r,z^]-  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) r<LWiM l?  
:eB+t`M  
  return ( int & )i; ^T1caVb|>  
  return ( int & )j; Us2> 5 :\  
最后执行i = j; ,1JQjsR   
可见,参数被正确的选择了。 hb/Z{T'   
t7xJ "  
/d Ua  
) .' + {  
*8yC6|wL?  
八. 中期总结 YN:Sn\`D 8  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: M 0RA&  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 B,Tv9(sv  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 *-q &~  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor l=S!cj;  
p} eO  
"[7'i<,AI  
\VW":+  
qf<o"B|_9  
*`/4KMrq  
九. 简化 \9od*y  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 4 2-T&7k  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 f(!cz,y^\*  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: xCT2FvX6  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 d/$e#8  
  +-*/&|^等 sE|8a  
2. 返回引用。 Q^l!cL| {  
  =,各种复合赋值等 Ah5o>ZtcO  
3. 返回固定类型。 T-kHk(  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) w-v8 P`V  
4. 原样返回。 REi"Aj=  
  operator, 2\+N<-(F5  
5. 返回解引用的类型。 -O/[c  
  operator*(单目) V2@( BliP  
6. 返回地址。 ~ Hj c?*  
  operator&(单目) +2Aggv>*  
7. 下表访问返回类型。 ;G"!y<F  
  operator[] jO*H8 XO  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 Qx!Bf_,J  
  operator<<和operator>> Y(EF )::  
FJ?]|S.?,  
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。 <veypLi"R  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: N}{V*H^0QU  
EBQ_c@  
template < typename Left > .N\t3\9}  
struct value_return /6n"$qon6  
  { @$$ J}~{  
template < typename T > gf4Hq&Rf  
  struct result_1 qvhG ^b0h  
  { 0%IZ -])  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; bun_R-  
} ; /6\uBy"Xt  
?G]yU  
template < typename T1, typename T2 > #,})N*7  
  struct result_2 gQY`qz  
  { _ |HA\!  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 9Q\B1Q  
} ; _25PyG  
} ; =>A}eR1Y   
BZXee>3"  
Pmr'W\aIR  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait '9<8<d7?  
r4K%dx-t  
下面我们来剥离functor中的operator() HyYJ"54  
首先operator里面的代码全是下面的形式: q_BMZEM  
j0 Os]a  
return l(t) op r(t) 19oyoi"  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) Cgf4E{\U!  
return op l(t) R /_vJHI  
return op l(t1, t2) B/hQvA;(  
return l(t) op ?A*<Z%}1?  
return l(t1, t2) op A4;~+L:M  
return l(t)[r(t)] )2Y]A^Y   
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] A L |,\s  
b0se-#+  
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: 3k8. 5W  
单目: return f(l(t), r(t)); %6M%PR~u  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); !Ow M-t  
双目: return f(l(t)); X;vU z  
return f(l(t1, t2)); 6vJ S"+ <  
下面就是f的实现,以operator/为例 [+}0K{(O=  
XJq]l6a:  
struct meta_divide jgkY^l  
  { -ntQqHs  
template < typename T1, typename T2 > /~+Fzz  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 0Q cJ Ek  
  { |&bucG=  
  return t1 / t2; WBzPSnS2  
} L` rrT   
} ; EgzdRB\Cf  
+#X+QG  
这个工作可以让宏来做: 9]/:B8k  
s,Fts3+  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ F^}d>2W(  
template < typename T1, typename T2 > \ L}g#h+GP[  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; wW<u)|>ye  
以后可以直接用 uX1{K%^<TW  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ,eqRI>,\  
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 @XcrHnH9  
(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。。。) Ggv*EsN/cC  
%Z*)<[cIE0  
;oVOq$ql  
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 n \&H~0X  
/WX&UAG  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Ru);wzky  
class unary_op : public Rettype 6_tl_O7  
  { qB`%+<)C  
    Left l; -|=)  
public : -`t9@1P> =  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} e?]HNy  
*r!qxiY= r  
template < typename T > 3z"%ht~;  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const T[cJ   
      { F hyY+{%  
      return FuncType::execute(l(t)); mFd|JbW  
    } 5,Co(K  
jz\>VYi(7  
    template < typename T1, typename T2 > 6hXh;-U  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 6_g6e2F  
      { {e., $'#  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); {?3i^Q=V  
    } Vk76cV D  
} ; N7;kWQH  
@TzUc E  
t+0/$  
同样还可以申明一个binary_op '68#7Hs.  
;^)4u  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ;L%\[H>G  
class binary_op : public Rettype =xb/zu(  
  { IiX2O(*ZE  
    Left l; |]Y6*uEX<  
Right r; 9wdX#=I  
public : t0^)Q$  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} _u~`RlA  
scrss  
template < typename T > *WWDwY@!u  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const JX{rum  
      { 0 r;tI"  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); /}5)[9GC  
    } Q} g"pl  
]^@m $O  
    template < typename T1, typename T2 > ;H?tcb*  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const WO^]bR  
      { vsYbR3O  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); D8$4PT0u  
    } $?pfst~;O  
} ; ykGA.wo7/P  
d zV2;  
@%^h|g8>Fu  
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 W&&C[@Jd3  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ~C?)- ]bF  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) KHeeB`V>J  
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。 7!6v4ZA  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! y+Bxe )6^V  
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。。。 )cm^;(#pV  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 "!D,9AkZS  
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) =:H EF;!  
下面是修改过的unary_op `2q]ju  
&m TYMpA  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > $ ]^Io)}f@  
class unary_op 5R1? jlm  
  { (Q.I DDlr  
Left l; |"eC0u  
  :G5O_T$  
public : 5mm&l+N)  
%Bg>=C)^(1  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 1h{7dLA  
5/HkhT yj  
template < typename T > (/i|3P  
  struct result_1 Rgz zbW  
  { DYgz;Y/%l  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; >;fn,9w  
} ; 4-C'2?  
G P ' -  
template < typename T1, typename T2 > F-D$Y?m  
  struct result_2 RXO5p d  
  { D\pX@Sx,v[  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; V7 hO}  
} ; DJ!pZUO{  
Pup%lO`.0  
template < typename T1, typename T2 > =n8M'  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 6O*lZNN  
  { >.hDt9@4  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); M{YN^ Kk  
} (/!zHq  
Q>L.  
template < typename T > @q{.shqo  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const nu[["f~  
  { |jcIn[)=  
  return OpClass::execute(lt(t)); V&lx0Dy  
} m RC   
V2'5doo  
} ; hXD/  
6E_YUk?KW  
<s'0<e!./t  
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 65rf=*kz:  
好啦,现在才真正完美了。 pK0@H"$8  
现在在picker里面就可以这么添加了: LFvZ 7M\\  
+IlQZwm~  
template < typename Right > -<(RYMk*)  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const h)z2#qfc  
  { #E_<}o  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); #+|0o-  
} U/h@Q\~U  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 STPRC&7;  
Lw<.QMN%f  
Y6(= cm  
1L=)93,M  
hOuHTo^  
十. bind gE8>o:6)6:  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 Qr?1\H:Lq  
先来分析一下一段例子 8cuI-Swz  
X-psao0tI`  
w`gT]Rn  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 6Q]JY,+  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 rshUF  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 -_Kw3x  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 8wn{W_5a  
我们来写个简单的。 LbR'nG{J  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: +/hd;s$x  
对于函数对象类的版本: (?"z!dgc  
B_XX)y%V  
template < typename Func > 6wZ)GLW[  
struct functor_trait =RQI5 nHdw  
  { f5/s+H!  
typedef typename Func::result_type result_type; as[! 9tB]  
} ; F#.ph?W  
对于无参数函数的版本:  #J  
'UC1!Z  
template < typename Ret > b|\dHi2F T  
struct functor_trait < Ret ( * )() > bo@, B  
  { z8xBq%97us  
typedef Ret result_type; er3`ITp:dp  
} ; <*o V-A  
对于单参数函数的版本: //%#?JJV  
6-+ wfrN2  
template < typename Ret, typename V1 > Y) l=r^Ap>  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > J :KU~`r  
  { q)J5tBfJ  
typedef Ret result_type; DZ9^>`*  
} ; j}6h}E&dEr  
对于双参数函数的版本: V~do6[(  
tjx|;m7  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > i>dFpJ  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > jWdZ ]0m  
  { g2A#BMe'.$  
typedef Ret result_type; >B;KpO"+m  
} ; %al 5 {  
等等。。。 S27s Rxfr  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy QXgfjo  
,RP9v*  
template < typename Func >  {@k , e  
struct func_return > }kZXeR|  
  { [8K :ml  
template < typename T > .bj:tmz  
  struct result_1 q4,/RZhzh  
  { dXsD%sG @  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; OU!."r`9  
} ; (^E5y,H<g  
G#A6<e/  
template < typename T1, typename T2 > 3{wuifS  
  struct result_2 MZ~N}y  
  { _'*(-K5&  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; r`< x@,  
} ; 8q; aCtei  
} ; %P:|B:\<  
?TI]0)  
U} w@,6  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 s_e*jM1  
m c{W\H  
template < typename Func, typename aPicker > [8%q@6[  
class binder_1 7nP{a"4_  
  { W_,7hvE?"H  
Func fn; KL$>j/qT  
aPicker pk; }w8yYI  
public : c c/nzB  
[70 5[  
template < typename T > 1/K1e$r  
  struct result_1 2<:dA >1  
  { fzvyR2 I  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; OXn-!J90P  
} ; O,S>6o)?  
-)R =p"-w  
template < typename T1, typename T2 > Oqq' r"S  
  struct result_2 ?CcX>R-/  
  { M0OIcMTv  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; S(CVkCP  
} ; 'f CSP|  
LXPO@2QF  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 2A9crL $  
C%CgWO`Xj  
template < typename T > 1b2  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const eKZS_Qd  
  { C[d1n#@r  
  return fn(pk(t)); ]>%2,+5  
} 3i'01z  
template < typename T1, typename T2 > VL'wrgk  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const V`HnFAW  
  { z4$9,p `  
  return fn(pk(t1, t2)); w.#z>4#3-  
} *'\HG  
} ; G?61P[j7  
{FS)f  
#;?/fZjY  
一目了然不是么? [x]~G  
最后实现bind Ih4$MG6QC  
P"]l/  
gGx(mX._L?  
template < typename Func, typename aPicker > {J,4g:4G  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) t1yOAbI  
  { )VqPaKZl  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); E'5KJn;_7  
} 3d4A~!Iz  
O'{kNr{u  
2个以上参数的bind可以同理实现。 lnLy"f"zV  
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。 e4tC[6;  
t%0c$c  
十一. phoenix B692Mn  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: y` '#gH  
lyyf&?2  
for_each(v.begin(), v.end(), foL4s;2  
( ^:}C,lIrG  
do_ y6x./1Nb}<  
[ FK94CI  
  cout << _1 <<   " , " `!(%R k  
] aw~h03R_Z  
.while_( -- _1), *::.Uo4O  
cout << var( " \n " ) \okv}x^L=Z  
) a|.IAxJ  
); Q"GM3?  
F`2h,i-9  
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+{cc: h"X  
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 7YK6e  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 >]C/ Q6  
那么我们就照着这个思路来实现吧: mg@Ol"2  
(@qS  
AE~@F4MK  
template < typename Cond, typename Actor > dqo-.,=  
class do_while !H{>c@i  
  { >VQLC&u(  
Cond cd; svb7-.!  
Actor act; u86PTp+  
public : NGkxg:  
template < typename T > =&qH%S6  
  struct result_1 [{Q$$aV1  
  { +"bi]^\z  
  typedef int result_type; Cc,V ]  
} ; kE8s])Z,+  
UK1)U)*+  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} -3azA7tzz  
WVK AA.  
template < typename T > 23`salLclG  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const r<Cr)%z!  
  { j(]O$""  
  do `wU['{=  
    { 1#Hr{&2  
  act(t); Y4swMN8Bq  
  } }Nwp{["}]L  
  while (cd(t)); %7w8M{I R3  
  return   0 ; vw(ecs^C  
} $p&eS_f  
} ; 3dLqlJ^7B  
+`>E_+Mp  
(C"q-0?n  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). Xw<;)m  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 &=$f\O1Ty  
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。 Dj'?12Onu=  
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。 A9u>bWIE7  
下面就是产生这个functor的类: V45adDiZ  
EzjK{v">  
A#19&}  
template < typename Actor > Dm8fcD  
class do_while_actor XMT@<'fI  
  { y 5=r r3%v  
Actor act; !>80p~L  
public : "`cPV){]  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} &GJVFr~z  
aX6}:"R2C  
template < typename Cond > gO "G/  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; i8-Y,&>V  
} ; G/ ~gF7  
e@TwZ6l  
"J2q|@.  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 5B2p_$W#  
最后,是那个do_ jgG9?w)|u  
8F`8=L NO  
^B} m~qT  
class do_while_invoker .Y?]r6CC/  
  { LP|YW*i=IQ  
public : n*na6rV\k  
template < typename Actor > fDfph7[)  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const a`#lYM%(>  
  { `XK\', }F  
  return do_while_actor < Actor > (act); l 'wu-  
} nqUnDnP2c  
} do_; -.8K"j{N  
|pWu|M _'  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? t&q~ya/C  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 Ddg!1SF  
最后来说说怎么处理break和continue Q~svtN  
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。 1E&S{.  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八