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
  • 6410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 Xj^6ZJc  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 U,C L*qTF  
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, #q~SfG  
'Y+AU#1~H  
,ZcW+!  
zCD?5*7  
  class filler 07"dU  
  { v{ .-x\;  
public : 9&}`.Py  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} dt Q>4C"N  
} ; d"+zDc;  
m",wjoZe*  
g$~3@zD  
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: WYTeu "  
{ p {a0*$5  
Q>nq~#3?  
&0Zn21q  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); [ADr _  
9`\hG%F  
v*5n$UFV  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 W|@EKE.k  
/%Bc*k=ox  
sk!v!^\_r  
t=iSMe  
二. 战前分析 9+.0ZP?  
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。 B^Q\l!r  
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 SMaC{RPQ  
krZ J"`  
1)u 3  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); m~~_iz_*  
  /* --------------------------------------------- */ `rC9i5:  
vector < int *> vp( 10 ); 1oaiA/bq  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); FG7}MUu  
/* --------------------------------------------- */ |,bsMJh0  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); _`WbR&d2Id  
/* --------------------------------------------- */ * B,D#;6  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); `G\uTCpk  
  /* --------------------------------------------- */ k oo`JHC  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 3ik  
/* --------------------------------------------- */ )J8dm'wH92  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); i8I%}8  
;HM& ":7  
IC+Z C   
KzZ! CB\  
看了之后,我们可以思考一些问题: >2`)S{pBD  
1._1, _2是什么? C>Qgd9  
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。 ^.,pq?_  
2._1 = 1是在做什么? ilQ R@yp*  
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。 Qvs}{h/  
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。 ,+P!R0PNH  
o=?sMq1<  
xL4qt=  
三. 动工 $ud5bT{n  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: DW@PPvfs  
Ev IL[\Dy  
!8vHN=)z  
 W-@A  
template < typename T > !!_K|}QOE  
class assignment ?yzhk7j7  
  { S2K_>kvG)~  
T value; ^AMcZ6!\  
public : >e*m8gm#  
assignment( const T & v) : value(v) {} A1@tp/L=o  
template < typename T2 > ~fB: >ceD  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } ivC1=+  
} ; "K`B'/08^  
blph&[`}I  
st ( l85  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 8Wid.o-U  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 6G G&mqr+  
n'0^l?V  
4)+MvKxjS  
=:[Jz1M5  
  class holder VYkOJAEBg  
  { 4x.'H18  
public : vmL% %7  
template < typename T > X>EwJ"q#  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const Jt"0|+g|  
  { XodA(73`i  
  return assignment < T > (t); M~w =ZJ@  
} %TxFdF{A  
} ; 2hAu~#X  
=v=a:e  
>>=lh  
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: }N(-e$88  
UA/Q3)  
  static holder _1; m v%fX2.  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 lz@fXaZM  
pj&vnX6O^  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); D4<nS<8  
而不用手动写一个函数对象。 Bp 6jF2  
v9INZ1# v  
9=pG$+01OR  
g}0}$WgH:  
四. 问题分析 1Vt7[L*  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 dON 4r2-yC  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 qI\qpWS\  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 oL>m}T  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 br+{23&1R#  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 'YQ"Lf  
4.7OX&L'G  
五. 问题1:一致性 iU{bPyz ,  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 7kO5hlKeo  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Ev%4}GwO4  
5Tluxt71  
struct holder g e:UliHJ  
  { S*Scf~Qp  
  // T[B@7$Dp*  
  template < typename T > 4%~$A`7  
T &   operator ()( const T & r) const w|gtb~oh  
  { n|IdEgD$  
  return (T & )r; ~"!F&  
} ChF:N0w? p  
} ; 1.!rq,+>1  
R K#e7  
这样的话assignment也必须相应改动: GrjL9+|x  
_aL:XKM  
template < typename Left, typename Right > ^RrufwUA  
class assignment :XcU@m  
  { 9d^o2Y o  
Left l; RS!~5nk5  
Right r; #>GUfhou)  
public : N,V %/O{Y  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} :X Er{X  
template < typename T2 > xz[a3In+  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } "AP'' XNi  
} ; He^+>XIam  
:q S=_!1  
同时,holder的operator=也需要改动: bVSa}&*kM  
.cN\x@3-j  
template < typename T > (p26TN;*$5  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const +Tc<|-qQn  
  { OsPx-|f S~  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); zI8Q "b  
} e5maZ(.;F  
n c:^)G  
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。 'W usEME  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 sh[Yu  
\Xc6K!HJM  
return l(rhs) = r; FYR%>Em  
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。 ~{iBm"4  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: EMzJJe{Cv  
}legh:/*?O  
template < typename Tp > X+;Ivx  
class constant_t sy+1xnz  
  { _ $PZID  
  const Tp t; ,n TC7V  
public : 3&_O\nD  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ZW}*]rg  
template < typename T > y_M<\b  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const ]24aK_Uu  
  { g* F?  
  return t; U(]a(k<r  
} ))cL+ r  
} ; I0P)DR  
bPEf2Z G4  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ~Tq `c  
下面就可以修改holder的operator=了 87c7p=/0`  
]WR+>)ERb  
template < typename T > /1ooOq]  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const >'wl)j$  
  { eWS[|' dl  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); 8<t6_* f  
} `Gzukh  
^_#0\f  
同时也要修改assignment的operator() F7gipCc1We  
oh:q:St  
template < typename T2 >  XWV)   
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } ' Dv `Gj  
现在代码看起来就很一致了。 wv<D%nF2|  
SkBa- *MC  
六. 问题2:链式操作 *T$o" *}  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 $cEl6(66iX  
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。 \{@s@VBx[  
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。 /R^Moj<  
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。 >(S4h}^I  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct <#<4A0:  
QCQku\GLV  
template < typename T > IlG)=?8XZ  
struct result_1 Wz}RJC7p  
  { -v .\CtpHv  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; V.#,dDC@j  
} ; Ls)y.u  
(g xCP3  
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: I1yZ7QY  
 }tv%  
template < typename T > [>QV^2'Z  
struct   ref W&ya_iP~C  
  { !c[(#g  
typedef T & reference; MKLntX  
} ; $, 4;_4t  
template < typename T > a_XM2dc%  
struct   ref < T &> 3US}('  
  { S%<RV6{aiM  
typedef T & reference; \.y|=Ql_u  
} ; IJ2]2FI  
{%5k1,/(  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: jm0J)Z_"nr  
*#-X0}'s  
template < typename T > RX8$&z  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 4V9DPBh  
  { l_GvdD  
  return l(t) = r(t); dOh'9kk3  
} 8rwkux >  
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。 =G3O7\KmH  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 S453oG"  
,o7aIg&_H  
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 tgK$}#.*  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: uSCF;y=1g,  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 #D M%_HXDi  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 {Ak{ ct\t  
最后的布局是: t=syo->  
                Add n0g,r/  
              /   \ H_KE^1  
            Divide   5 R}njFQvS)  
            /   \ Qg;A (\z  
          _1     3 O^ZOc0<  
似乎一切都解决了?不。 4of3#M  
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。 Ac;rMwXk#  
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。 c;c'E&9P]  
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: R+k-mbvnt  
vKN"o* q  
template < typename Right > H6(kxpOI\  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const oV utHt  
Right & rt) const gXN#<g,:^  
  { yE[ -@3v  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ga&l.:lo  
} wU,{ 5w  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ^_ <jg0V  
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。 #mwV66'H  
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。 R2WEPMH%  
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。 T.O^40y  
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。 s2A3.SN  
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? |P7c {  
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: 48dIh\TH"  
!c-Ie~GIT  
template < class Action > D|m6gP;P  
class picker : public Action hV|pH)Nu{  
  { WqP>cl2Lm  
public : Y)^qF)v,d  
picker( const Action & act) : Action(act) {} IB:eyq-+  
  // all the operator overloaded XzI c<81Z  
} ; rB|Mp!g%@  
M,@\*qlEJ  
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。 {;0j9rr  
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: ^]c/hb|X  
G0Zq:kJ  
template < typename Right > su6x okt  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const Jcf'Zw"\  
  { IPmSkK  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); $O"S*)9  
} $G/h-6+8  
"+3p??h%Rq  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > u4TU"r("A  
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。 oT2h'gu")  
KtzoL#CT  
template < typename T >   struct picker_maker }&#R-eQT  
  { wHm{4  
typedef picker < constant_t < T >   > result; LX),oR  
} ; XH4!|wz  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > bK;I:JK3  
  { ^|y6oj  
typedef picker < T > result; JwWW w1  
} ; #g[jwl'  
N),bhYS]  
下面总的结构就有了: (pM5B8U  
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。 S|!)_RL  
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。 a@`15O:  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 f`'?2  
至此链式操作完美实现。 !xmvCH=2  
WccTR aq  
3a PCi>i!_  
七. 问题3 cPA-EH  
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。 Pk/{~!+ $  
NIufL }6\  
template < typename T1, typename T2 > dr0<K[S_  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const PD$XLZ  
  { z =1 J{]  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); Kp?):6  
} nEu,1  
!|6M,Rk_  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: yO Ed8  
MGpP'G:v  
template < typename T1, typename T2 > D /ysS$!{  
struct result_2 FEj{/  
  { H.|v ^e  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; `tA~"J$32l  
} ; OAPR wOQ^=  
(sLFJ a6e  
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? V`xZ4 i%L  
这个差事就留给了holder自己。 ^@?-YWt   
    n'R9SnW  
>qh8em  
template < int Order > rlG& wX  
class holder; ~]X4ru5,4  
template <> L,#ij!txS  
class holder < 1 > 4mR{\ d  
  { 5BKga1Q  
public : $g&,$7}O_  
template < typename T > !G E-5\*  
  struct result_1 I;iJa@HWQ  
  { SrGX4  
  typedef T & result; *olV Y/'O  
} ; gyi<ot;  
template < typename T1, typename T2 > 1{@f:~v?  
  struct result_2 Uywi,9f  
  { !K a!f1  
  typedef T1 & result; iXt1{VP'K  
} ; J.'}R2gT1  
template < typename T > dw{L,u`68  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const t\44 Pu%  
  { &K2J$(.t  
  return (T & )r; .OFwGOL%  
} ,{wA%Oy,  
template < typename T1, typename T2 > uk%C:4T  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const *Y !'3|T  
  { ;M{@|z[Nv  
  return (T1 & )r1; j2O?]M  
} 9x;CJhX  
} ; } :U'aa  
eytd@-7uX  
template <> b37F;"G  
class holder < 2 > H9'Y` -r  
  { qOaI4JP@  
public : _  dFZR  
template < typename T > o&45y&  
  struct result_1 M$&aNt;  
  { =xwA'D9]  
  typedef T & result; s5{N+O)~S  
} ; cHN eiOF  
template < typename T1, typename T2 >  c(Liwuj  
  struct result_2 lm'L-ZPN  
  { 0I6[`*|SX  
  typedef T2 & result; 5!WQ  
} ; v:otR%yt  
template < typename T > 72rnMHq  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const xj 6ht/qq  
  { 'iy &%?  
  return (T & )r; c_$9z>$  
} Vgy}0pCl  
template < typename T1, typename T2 > E-Z6qZ^  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const D)C^'/8q  
  { &8VB{S>r  
  return (T2 & )r2; b[+G+V   
} ^7Sk`V  
} ; [k~V77w 14  
R5 O{;/w  
MExP'9  
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> >。 *n9t~t6GHg  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: so[i"ZM)  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: pfd||Z  
{}F?eI  
return l(i, j) = r(i, j); .hI3Uv8[  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) z?o1 6o-:  
r$3{1HXc  
  return ( int & )i; nNbOq[  
  return ( int & )j; RmXC ^VQ  
最后执行i = j; "#7~}Z B  
可见,参数被正确的选择了。 z"4UObVs  
~!o\uTVr  
3`y9V2&b  
#H]cb#  
32DT]{-N!  
八. 中期总结 CXC,@T  
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: QcZ*dI7]:  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 7.hgne'<  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 #"tHT<8u  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor JNY;;9o  
lPcp 17U  
[x}]sT`#a  
V&7jd7 2{  
5AmY rXZ  
`[T|Ck5  
九. 简化 N}ur0 'J0  
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。 ! Jh/M^  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 bWc3a  
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: pqaQ%|<  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 63hOK  
  +-*/&|^等 5nq0#0O c  
2. 返回引用。 AvW2)+6G  
  =,各种复合赋值等 G2#={g{  
3. 返回固定类型。 /_Z--s> j  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) HsA4NRF'7  
4. 原样返回。 u\~dsD2)q  
  operator, r;3{%S._  
5. 返回解引用的类型。 5|l&` fv`  
  operator*(单目) 5DgfrX  
6. 返回地址。 |7@[+  
  operator&(单目) <b0;Nf   
7. 下表访问返回类型。 ]{- >/.oB  
  operator[] INca  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ;6op|O  
  operator<<和operator>> 7^Y"K  
3+6s}u)  
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。 pk&kJ307  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: A?l.(qG C_  
_g+^jR4  
template < typename Left > WfbG }%&J  
struct value_return Y02 cX@K6  
  { SKTf=rY  
template < typename T > <~:Lp:6 J  
  struct result_1 F Qtlo+3  
  { 1r6>.&p  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; >Mml+4<5  
} ; fhx_v^< X  
HKA7|z9{  
template < typename T1, typename T2 > d\FBY&C7b  
  struct result_2 F:"CaDk  
  { Uloa]X=Im8  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; //C3tW  
} ; Wj2s+L7,  
} ; $N$ ZJC6(@  
~T;FOB%w  
sSVgDQ~q  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait yya"*]*S  
<uGc=Du  
下面我们来剥离functor中的operator() _M n7zt1^  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 9}e`_z  
w7Do#Cv  
return l(t) op r(t) =rBNEd  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ByR%2_6&  
return op l(t) w6 C0]vh  
return op l(t1, t2) * b+ef  
return l(t) op S{cy|QD  
return l(t1, t2) op c(@V t&gE  
return l(t)[r(t)] vby[# S|  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] %E q} H  
c"X`OB  
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: Ktrqrl^IJ  
单目: return f(l(t), r(t)); ]MjQr0&M  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); '1?b?nVo  
双目: return f(l(t)); cx?XJ)  
return f(l(t1, t2)); 'gYUyl  
下面就是f的实现,以operator/为例 |2mm@):  
h-B&m:gD_U  
struct meta_divide rzC\8Dd  
  { +bwSu)k  
template < typename T1, typename T2 > ,DrE4")4  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) GC(:}e|  
  { eil"1$k  
  return t1 / t2; 83,ATQg  
} &Q7vY  
} ; ?nOul}y/  
2/.E uf   
这个工作可以让宏来做: n6T@A;_g  
iU^KmM I  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ DgOO\  
template < typename T1, typename T2 > \ b/N+X}VMN  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 'F[m,[T%x  
以后可以直接用 %";bgU2Q  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) >"qnuv G  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 R +H0+omj  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) <uXZ*E  
cPcp@Dp  
_97A9wHj  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 #Z8=z*4  
o#V}l^uU=  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Gni<@;}  
class unary_op : public Rettype #QdBI{2  
  { @y,pf Wh`  
    Left l; d_CY=DHF%`  
public : D+Osz  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 7MXi_V;p<  
eR,ePyA;  
template < typename T > 2y6 e]D  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const octBt`\Of  
      { Ba$&4?8  
      return FuncType::execute(l(t)); ?1\rf$l8  
    } $[5S M>e]  
&)?ECj0`  
    template < typename T1, typename T2 > -ea":}/  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const EHByo[  
      { <-xI!o"}  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); \{W}  
    } \A@Mlpe&t  
} ; ,Y|WSKY*  
w'NL\>  
Opc, {,z6  
同样还可以申明一个binary_op .t\#>Fe  
}Gmwm|`*  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 4+fWIY1 "  
class binary_op : public Rettype 9VyY [&  
  { L;d(|7BVv  
    Left l; 5;{Q >n  
Right r; Ke0j8|  
public : :77dl/d%  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} K.k%Tg[ ~  
9r,)Bw!RP  
template < typename T > r(g:b ^S  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const fUy:TCS  
      { SJ(<u2J]  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); K0hmRR=  
    } WP/?(%#Y  
8 KH|:>s=  
    template < typename T1, typename T2 > y \M]\^[7  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const #bN'N@|  
      { '!8'Xo@Go3  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); L1'R6W~%dN  
    } M`6rI  
} ; ~I'1\1  
< {1'cx  
JDi\?m d.  
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 _.b^4^[  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 t= =+SHGP  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) `cee tr=  
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。 D?yiK=:08`  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! X=QaTV  
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。。。 mUFg(;ya  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 <Lz/J-w  
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) i8CO+Iv*{  
下面是修改过的unary_op - \ {.]KL  
s];jroW@u  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > cj=6_k  
class unary_op ~.-o*  
  { @)"= b!q=  
Left l; VJp; XM  
  3[*E>:)qh  
public : Fp3NWvu  
(-'Jf#&X^  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} *^|.bBG  
AmSrc.  
template < typename T > ^*!Tq&Dst|  
  struct result_1 {<f |h)r  
  { Yz6+ x]  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; $CT 2E  
} ; [nL{n bli  
u">KE6um  
template < typename T1, typename T2 > fa~4+jx>S  
  struct result_2 U]!~C 1cmw  
  { ,E YB E  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; v[P $c$Xi  
} ; Pra,r9h,  
{,kA'Px)  
template < typename T1, typename T2 > ZboY]1L[j  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const gaBVD*>  
  { <$H-/~Y  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); X,+M?  
} G)|s(C!  
X:3W9`s )*  
template < typename T > s2`:NS  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 9d5|rk8VS  
  { ~57.0?IK  
  return OpClass::execute(lt(t)); l)1FCDV  
} x^0MEsR  
rV *`0hA1  
} ; 'WF Ey>1#  
Wzm!:U2R*  
?+^vU5b1u  
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 MlbQLtw  
好啦,现在才真正完美了。 @fjVCc;  
现在在picker里面就可以这么添加了: 'aLTiF+  
@nPXu2c?u7  
template < typename Right > eaNMcC1  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const R]Iv?)Y  
  { $0(~ID  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); V~tZNR J-  
} NG)Xk[q4  
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。 71)DLGL  
nqnVFkGd9  
7[ 82~jM[  
Q^p> hda  
s,~p}A%0  
十. bind 'f'zV@)  
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。 Imv ]V6"D=  
先来分析一下一段例子 J%|n^^ /un  
gk-g!v&  
e<.O'!=7Y  
int foo( int x, int y) { return x - y;} reO^_q'  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 cV|u]ce%1  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 CVk.Ez6  
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。 -~PiPYX  
我们来写个简单的。 "}91wfG9  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: @)i A V1r"  
对于函数对象类的版本: ()[j<KX{.  
:3oLGiL   
template < typename Func > $N@EH;{_0  
struct functor_trait ~a5-xWEZ  
  { KMU2Po qD  
typedef typename Func::result_type result_type; ;XUiV$  
} ; `fL81)!jI#  
对于无参数函数的版本: R=/^5DZ}  
=&9x}4`;%  
template < typename Ret > |_ChK6Q?v  
struct functor_trait < Ret ( * )() > =~|:93]k  
  { 8M5a&35J"  
typedef Ret result_type; ,.Sd)JB'  
} ; :\Pk>a  
对于单参数函数的版本: nKR=/5a4Y  
6/4?x)l3-  
template < typename Ret, typename V1 > =W*Js%4  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > }\-"L/D?+  
  { w%Bo7 'o)V  
typedef Ret result_type; 8dBG ZwyET  
} ; JsDugn ,B  
对于双参数函数的版本: ~WKcO&  
ko Tb{UL  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > S8S<>W  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > #0F6{&; M  
  { O)Wc\-  
typedef Ret result_type; df'xx)kW  
} ; >}?4;:.=  
等等。。。 M@wQ6ow  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy "i5Rh^  
OS.oknzZZ  
template < typename Func > zA<Hj;9SM  
struct func_return <D1>;C  
  { O]/BNacS  
template < typename T > rB<za I\V  
  struct result_1 >^U$2P  
  { DqQ+8 w  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; <}vult^  
} ; #("/ 1N6  
@An "ClDa  
template < typename T1, typename T2 >  n}f*>Mn  
  struct result_2 mqIcc'6f  
  { Y, ?- []  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 0=,vdT  
} ; 3%J7_e'  
} ; DX H"`1[-  
#&oL iz=hZ  
-weCdTY`X  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 pT=YV k  
)]W|i9  
template < typename Func, typename aPicker > VvS  ^f  
class binder_1 .&Q'aOg  
  { L FncY(b  
Func fn; Wu\szI"  
aPicker pk; j/h>G,>T=  
public : j,%<16f^A  
|V>_l' /  
template < typename T > \{Yi7V Xv  
  struct result_1 }ag -J."5M  
  { <O]TM-h  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; i_KAD U&mP  
} ; 4uSC>  
2rG;j52))a  
template < typename T1, typename T2 > InCJ4D  
  struct result_2 2b`3"S  
  { +)cjW"9  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; $Qc`4x;N  
} ;  q\xT  
[og_0;  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} p^yuz (  
 HuCzXl  
template < typename T > ahnQq9  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ;<?mMi@<E  
  { RqenPM k  
  return fn(pk(t)); /3>5ex>PN  
} ]'%Z&1 w  
template < typename T1, typename T2 > iFi6,V*PRt  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 555*IT3b  
  { F79!B  
  return fn(pk(t1, t2)); 7/:C[J4GTN  
} GmJ4AYEP  
} ; $!Pm*s  
Z}E.s@w  
i`F8kg`_K  
一目了然不是么? #$ Q2ijT0  
最后实现bind -76l*=|  
}0%~x,  
 oRbG6Vv/  
template < typename Func, typename aPicker > G5R"5d'  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) :hA=(iz  
  { ^#Ruw?D  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); n!Dy-)!`O  
} IL\2?(&Z  
1J tt\yq  
2个以上参数的bind可以同理实现。  r*gQGvc  
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。 (/oHj^>3N`  
z(yJ/~m  
十一. phoenix {imz1g;  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: H fg2]N  
HF\|mL  
for_each(v.begin(), v.end(), K< ;I*cAX  
( B_u1FWc  
do_ d8o<Q 9   
[ qMj'%5/  
  cout << _1 <<   " , " $XOs(>~"r  
] y7?n;3U]CS  
.while_( -- _1), \*(A1Vk  
cout << var( " \n " ) `wzb}"gLsM  
) :MIJfr>z  
); ?)# qBE ]  
(H/2{##  
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: J2ryYdo>  
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 AxbQN.E  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 C(Bh<c0@  
那么我们就照着这个思路来实现吧: .h0@Vs  
9MI~yIt`L  
cU+% zk  
template < typename Cond, typename Actor > iFypKpHg~  
class do_while \bc ob8u  
  { ks}J ke>  
Cond cd; d5hYOhO[  
Actor act; ry2ZVIFa  
public : |6ZH+6[  
template < typename T > FM80F_G^z  
  struct result_1 p,)~w1|  
  { D;@nrj`.  
  typedef int result_type; ^E)*i#."4  
} ; zn=Ifz)#|  
YEg(QOn3Q  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} a&?SRC'x  
vzr?#FG  
template < typename T > 5vfzSJ  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const !sJ*0  
  { ;g:!WXd  
  do Q"@x,8xW  
    { h.~:UR*   
  act(t); sghQ!ux  
  } qir/Sa' [  
  while (cd(t)); ;F/yS2p  
  return   0 ; 5}pn5iI  
} ]I+"";oQGB  
} ; }u>F}mUa  
lVw77bZ  
n B5:X  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). b%TS37`^[  
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。 YM:;mX5B  
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。 '1jG?D  
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。 x$6` k  
下面就是产生这个functor的类: ~$bkWb*RJ  
0# )I :5  
r}9a3 1i  
template < typename Actor > /CE]7m,7~K  
class do_while_actor vq.~8c1  
  { Hju7gP=y}  
Actor act; lU}y%J@  
public : QO-R>  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} >R9_ ;  
Zs(I]^w;d  
template < typename Cond > g}vOp3 ^  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; `2B,+ytW8  
} ; QXQ'QEG  
e1EFZ,EcaO  
<#[_S$54  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 5q.d$K |  
最后,是那个do_ >BDK?YMx  
6<uJ}3  
8@}R_GZc  
class do_while_invoker +# 38  
  { tm"9`   
public : {x-iBg9#l2  
template < typename Actor > D)]U+Qk  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const a/n KKhXaM  
  { TSl:a &  
  return do_while_actor < Actor > (act); &8##)tS(y  
} Y/3CB  
} do_; tfSY(cXg'T  
&EELq"5K  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? "5 /i  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 tU5Z?QS  
最后来说说怎么处理break和continue pq3W.7z;b  
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。 THQd`Lj  
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
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