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
  • 6668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 &: i|;^^2  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 aIrQ=}  
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, cH&-/|N  
iBq|]  
(~R[K,G  
{ *"I4  
  class filler 1^*M*>&d<  
  { *?zyF@K{%  
public : hP=^JH  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} om`x"x&6  
} ; Mpfdl65  
QJL%J  
Q-3o k7  
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: ewNzRH,b  
2VrO8q(  
@WV}VKm  
p[Pa(a,B7  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); d-=RS]j;j  
i@=0fHiZQ  
0w0\TWz*   
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ax]Pa*C}  
0Q81$% @<  
"f/Su(6{0  
kZ&|.q1zki  
二. 战前分析 BO#XQ,  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 aZ[ aZU  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 d|^cKLu  
~uF%*  
j.? '*?P  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); &n_aMZ;  
  /* --------------------------------------------- */ }:5_vH0  
vector < int *> vp( 10 );  V Ae@P  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 6}Se$XMl  
/* --------------------------------------------- */ 5XK}8\  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); HgHhc&-  
/* --------------------------------------------- */ "|{3V:e>a  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); IO,ddVO  
  /* --------------------------------------------- */ ]g#ur@Y%  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); (zW;&A  
/* --------------------------------------------- */ ikr|P&e#u  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); wA@y B"  
N! 7r~B   
(8M^|z}q  
X67.%>#3  
看了之后,我们可以思考一些问题: KC+C?]~M  
1._1, _2是什么? udRum7XW 3  
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。 ]:lqbg[J  
2._1 = 1是在做什么? 0FA N9u2  
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。 <AZ21"oR/  
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。 Y,-?oBY  
'dE G\?v9  
YeN /J.R  
三. 动工 BUH~aV  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: n5nV4 61U  
Dj=OUo[[d  
mI55vNyer  
{fkW0VB;  
template < typename T > @]*b$6tt  
class assignment 6kW<i,A -  
  { nZ;h&N -_-  
T value; 68m (%%E@  
public : JNQiCK,)}M  
assignment( const T & v) : value(v) {} nWTo$*>W  
template < typename T2 > F-!,U)  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } x/nlIoT  
} ; 8"!Z^_y)  
4@,d{qp~  
wzX 1!?  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Qt+|s&HGt  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment :HSqa9>wa  
kF:4 [d  
:D-xa!7  
VE4Z;Dr"  
  class holder a );>  
  { vn n4  
public : n^8LF9r  
template < typename T > A;e[-5@  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const x`'2oz=,F4  
  { ei 1(A  
  return assignment < T > (t); c5_?jKpl  
} >G`=8Ku  
} ; (k?,+jnR  
4l! ^"=rh  
+MG(YP/ l  
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: ZyE2=w7n  
K*uFqdLL!  
  static holder _1; k0|*8  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 wH&Rjn  
_vA\j  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); '</  
而不用手动写一个函数对象。 Jhbkp?Zli  
,|?-\?I  
5.J$0wK'6  
}8E//$J  
四. 问题分析 ?}*A/-Hx0U  
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。 Ro+/=*ql~  
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。 |]7z  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 sY?pp '}a  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 `r"euO r\  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 846j<fE  
cnAwoTt4  
五. 问题1:一致性 4;;F(yk8  
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?| mk JS_6  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 &&e{9{R  
O@U[S.IK  
struct holder ?9qA"5  
  { J-g#zs  
  // EUdu"'=4a  
  template < typename T > 7+aTrE{  
T &   operator ()( const T & r) const /kLX f_  
  { n8"S;:Zm  
  return (T & )r; @F_#d)+%>  
} RYMOLX84  
} ; n50XGv  
v'`9^3(-  
这样的话assignment也必须相应改动: \M>+6m@w  
]}Hcb)'j@  
template < typename Left, typename Right > 6T 2jVNg  
class assignment Ou IoO  
  { 6,'v /A-  
Left l; i][7S mN  
Right r; [0 7N<<  
public : >So)KB  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Ww*='lz  
template < typename T2 > L{$ZL&  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } )f4D2c&VE  
} ; +r)'?zU  
!pI)i*V|  
同时,holder的operator=也需要改动: .fxI)  
rkA0v-N6v  
template < typename T > 6L~@jg~0A[  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const Y >-|`2Z  
  { *&)<'6  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 0 1[LPN  
} y wlN4=  
s)%RmsdL  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 Q[i/]  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 HBYqqEO  
X ^>o/U  
return l(rhs) = r; yEt:g0Z \  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 S1^u/$*6  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: '2=u<a B  
fAWjk&9  
template < typename Tp > ~*D)L'`2M  
class constant_t GqhnE>  
  { MjC;)z  
  const Tp t; B?c9cS5Mj  
public : }AG$E}~/  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} /E(H`;DG  
template < typename T > HbF.doXK  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const $DC*&hqpt  
  { $DW3H1iW  
  return t; x Yr-,$/  
} /_E:sI9(  
} ; cH6ie?KvAo  
*!UY;InanX  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。  hi,!  
下面就可以修改holder的operator=了 3ydOBeY  
]aq!@rDX  
template < typename T > ]@1YgV  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const rKq/=Avv  
  { 94%gg0azp  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); %JDG aG'  
} ME~ga,|K  
:7p0JGd  
同时也要修改assignment的operator() TCp!4-~,  
m}0US;c#f  
template < typename T2 > 2}]6~i  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } AY:3o3M  
现在代码看起来就很一致了。 8 f%@:}H  
` 1DJwe2  
六. 问题2:链式操作 ?RvXO'ml  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 VE^NSk Oa&  
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。 =If% m9  
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。 C1P{4 U  
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。 7P9n. [  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 1Nw&Z0MI  
?UQVmE&  
template < typename T > y|q4d(P.  
struct result_1 -@i)2J_WP  
  { XEV-D9n  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; .%`|vGF  
} ; )7=B]{B_  
P]T(I/\g  
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: X`]-) (U X  
G ;V@oT  
template < typename T > /dhx+K~  
struct   ref Pca~V>Hd  
  { s W+YfJT  
typedef T & reference; %Rr!I:[ $  
} ; ?AP2Opsl  
template < typename T > (.P;VH9R\  
struct   ref < T &> HKq 2X4J$  
  { @8Drhx  
typedef T & reference; RGhl` ;  
} ; o^4qY  
<1&kCfE&  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ~X5yHf3  
+,7dj:0S  
template < typename T > c a_N76o!  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const m{!BSl  
  { )V JAs|  
  return l(t) = r(t); ?+GbPG~  
} +-'qI_xo  
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。 E xKH%I  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 nFW^^v<  
vX)6N#D!  
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 t*<vc]D  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: xC`Hm?kM  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 jM1_+Lm1  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 EVNTn`J_  
最后的布局是: B+);y  
                Add p\:_E+lsU  
              /   \ "*laY<E  
            Divide   5 y 4,2Xs9,  
            /   \ >NB}Bc  
          _1     3 CSc*UX+  
似乎一切都解决了?不。 _@;2h`q ?  
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。 D[ 7K2G+  
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。 @S?.`o  
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: ]~8bh*,=  
0NfO|l7P  
template < typename Right > )]J I Q"rR  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const 5h1!E  
Right & rt) const C-qsyJgZy  
  { >tr?5iKxc  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); _4o2AS:j  
} 2F!K }aw  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 cAyR)Y!I  
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。 uByF*}d1  
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。 vIU+ZdBw  
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。 r{)d?Ho=  
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。 !/< 5.9!9r  
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? 5|m|R"I*Y  
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: KwPJ0 ]('_  
=t@m:  
template < class Action > ~0ZEnejy  
class picker : public Action D\(,:_ge  
  { 90sMS]a  
public : V==' 7n  
picker( const Action & act) : Action(act) {} FtM7+>Do.  
  // all the operator overloaded z"}k\B-5  
} ; jm RYL("  
X]cB `?vR  
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。 }Bc'(2A;,  
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: ?#}=!$p  
:m8ED[9b  
template < typename Right > ||`w MWq  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const ><LIOFqsS  
  { Z<jRZH*L  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); {N)\It  
} :1_hQeq  
qqw6p j  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > n ^n' lgUT  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 ZhxMA*fL  
+D?d)lK  
template < typename T >   struct picker_maker :N8D1e-a  
  { <kLY1 EILM  
typedef picker < constant_t < T >   > result; 8S]Mf*~S'  
} ; &M>S$+I n  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > e7,iO#@:m  
  { Redp'rXT<h  
typedef picker < T > result; a:zx&DwM  
} ; cnLC>_hY  
=#BeAsFfO  
下面总的结构就有了: rO]C`bg  
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。 1Dt"Rcn"4  
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。 X&wK<  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 4bAgbx-^  
至此链式操作完美实现。 ,;/4E  
EyBdL  
15yIPv+5  
七. 问题3 T d;e\s/]  
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。 r0\bi6;s/  
DIk$9$"<x  
template < typename T1, typename T2 > X'k w5P!sq  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const .kC}. Q_  
  { Hkg@M?(  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); n:wn(BC3  
} T"QY@#E  
am%qlN<  
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: EHzZ9zH\  
'/sc `(`:0  
template < typename T1, typename T2 > m9L+|r  
struct result_2 z7<^aS  
  { N->;q^  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; I]k'0LG*^  
} ; {_q2kk  
Phb<##OB  
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? N23s{S t  
这个差事就留给了holder自己。 }rO4b>J  
    Bs##3{ylu  
AP@xZ%;K  
template < int Order > N.64aL|1  
class holder; 'h81\SKFK9  
template <> >hQR  
class holder < 1 > +vU.#C_2  
  { -g@pJ^>:  
public : hA@X;Mh^w  
template < typename T > W/\7m\ B  
  struct result_1 66|lQE&n  
  { M  j5C0P(  
  typedef T & result; ZzKn,+  
} ; BbU&e z8P  
template < typename T1, typename T2 > ADR`j;2  
  struct result_2 [")0{LSA=  
  { l w%fY{  
  typedef T1 & result; kkJg/:g  
} ; jV<LmVcZY  
template < typename T > rW`F|F%  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const UoLO#C0i  
  { #e|eWi>  
  return (T & )r; iEU(1?m2-  
} M}nalr+#  
template < typename T1, typename T2 > +?.,pqn<=  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const F;b|A`M  
  { mdZELRu  
  return (T1 & )r1; qnA:[H;F  
} B "qG-ci  
} ; 5=?&q 'i  
?DRC! 9o^  
template <> Ee|@l3)  
class holder < 2 > >N,G@{FR  
  { %]R#}amW  
public : TgUQD(d^  
template < typename T > FdSaOod8  
  struct result_1 lp9<j1Wl  
  { 5G!X4%a  
  typedef T & result; \O0fo^+U,,  
} ; r[,KE.^6~#  
template < typename T1, typename T2 > @"~\[z5  
  struct result_2 G` 8j ^H,  
  { =.o-R=:d  
  typedef T2 & result; HAiUFO/R  
} ; TtvS|09p;  
template < typename T > E$1^}RGT)  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 9:Y:Vx  
  { p;5WLAF  
  return (T & )r; b9Y pUm7#  
} +p[~hM6?  
template < typename T1, typename T2 > gO/(/e>P  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const eyE&<:F#J  
  { va<+)b\  
  return (T2 & )r2; $` oA$E3  
} ?UxY4m%R;  
} ; cpy"1=K~M  
3Yf$WE8#l  
gON6jnDO  
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> >。 {c1qC zM4  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: |`okIqp  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 4ku/3/ 6  
g|zK%tR_P  
return l(i, j) = r(i, j); =;`YtOL  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) kzmt'/L8  
[yyV`&  
  return ( int & )i; o2|(0uN'  
  return ( int & )j; MvW>ktkU  
最后执行i = j; 5^Y/RS i  
可见,参数被正确的选择了。 j~8+,:  
Qnw$=L:  
J)G3Kq5>:b  
t,+S~Cj|  
iWCV(!  
八. 中期总结 Z-<u?f8{*  
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: joA+  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 U<t-LF3  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 5_`}$"<~  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor <oO,CXF  
BNy"YK$  
7X|r';"?i  
{#%xq]r_  
Cb6MD  
S3_4i;K\  
九. 简化 HDEG/k/~m  
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。 +doT^&2u*  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 \PFx# :-c  
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: ${+.1"/[  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 @( t:E`8  
  +-*/&|^等 z(WpOD   
2. 返回引用。 e ?YbG.(E9  
  =,各种复合赋值等 y#0w\/<  
3. 返回固定类型。 uaKB   
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 3wE8y&  
4. 原样返回。 QdTe!f|  
  operator, AH`15k_i  
5. 返回解引用的类型。 </X"*G't  
  operator*(单目) $imx-H`|  
6. 返回地址。 c{Kl?0#[  
  operator&(单目) W'jXIO  
7. 下表访问返回类型。 v2{O67j} o  
  operator[] k~R[5W|'  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 [FL I+;gY  
  operator<<和operator>> , .I^ekF  
2UF94  
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。 mc'p-orAf  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ~D5MAEazS  
`/zt&=`VB  
template < typename Left > %Let AR  
struct value_return 2FzS_\":I  
  { RV` j>1  
template < typename T > =M 5M;  
  struct result_1 P1wRt5  
  { H1nQ.P]_  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; cnthtv+(~  
} ; +][P*/Ek  
$at|1+bQ  
template < typename T1, typename T2 > f>dkT'4  
  struct result_2 ,7P^]V1  
  { !P$xh  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; \2pFFVT  
} ; A232"p_  
} ; tTH%YtG  
Y2-bU 7mo  
>n~p1:$  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait HIm, "iYk  
S=p u  
下面我们来剥离functor中的operator() 7Ca\ (82  
首先operator里面的代码全是下面的形式: cEdJn@ ,  
'cN#rHPB6  
return l(t) op r(t) }yw;L(3  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) YSo7~^1W"  
return op l(t) #&83;uys  
return op l(t1, t2) .,Qnn}:l  
return l(t) op 4P!DrOB  
return l(t1, t2) op %wW5)Y I  
return l(t)[r(t)] AnY)T8w  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] /zf>>O`  
TEyx((SK  
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: }G+A_HF ^  
单目: return f(l(t), r(t)); 5Kj4!Ai  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); #<Nvy9  
双目: return f(l(t)); NCnId}BT  
return f(l(t1, t2)); hxVM]e[  
下面就是f的实现,以operator/为例 WN +Jf  
_|3TC1N$n  
struct meta_divide K9Xd? ]a  
  { DA)v3Nd  
template < typename T1, typename T2 > =zeLs0s;  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 1 \*B.  
  { 6 v^  
  return t1 / t2; !`[I>:Ex  
} 8 QF?W{NK  
} ; \.P}`Bpa  
G*i#\   
这个工作可以让宏来做: I<./(X[H:#  
^r*%BUU9]%  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ Gr$*t,ZW  
template < typename T1, typename T2 > \ nFnF_  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; `l2<  
以后可以直接用 otf%kG w  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) =veOVv[Q&/  
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 no NF;zT  
(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。。。) ?vn 0%e868  
v7FRTrqjj  
q'F_ j"  
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 H r^15  
)_*a7N!  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > nX\]i~  
class unary_op : public Rettype @gSFvb bc  
  { 2~WFLD  
    Left l; _$\5ZVe  
public : cJ##K/es  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} k> &s( b  
tR<L`?4  
template < typename T > n? ]f@OR  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const E[UO5X  
      { xo(k?+P>.  
      return FuncType::execute(l(t)); ZY)%U*jWU  
    } l]$40 j  
rhIGOk1k  
    template < typename T1, typename T2 > ~Zmi(Ra  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const O] H=s  
      { ) o xIzF  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); b_vVB`>  
    } TMww  
} ; `dO}L  
9k}<Fz"^.  
:c=v}  
同样还可以申明一个binary_op fe';b[q)#  
a1|c2kT  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > %9X{{_  
class binary_op : public Rettype x{Sd P$  
  { gfm;xT/y  
    Left l; "XhOsMJ  
Right r; 5DOE3T`^Oc  
public : Af9+HI O  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 4>YU8/Rw  
GmbIFOT~  
template < typename T > zP&q7 t;>  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const )v1CC..  
      { sPy2/7Wqd  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 5oJ Dux }  
    } Fu%X  
 w;+ br  
    template < typename T1, typename T2 > 3Z1OX]R  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const jTfi@5aPY  
      { [4XC #OgA  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); #Qd' + M  
    } Mlj#b8  
} ; c#QFG1  
5m7b\Mak  
q}wj}t#  
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 8;#AO8+U7)  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 kaQ2A  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) J &{xP8uq_  
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。 Z>2]Xx% \  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! LeHiT>aX!  
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。。。 7F(5)Utt  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 '9J*6uXf.  
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) a4&:@`=  
下面是修改过的unary_op Jq .L:>x  
j[XYj6*d  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > L2fVLK H  
class unary_op ,[`$JNc  
  { cJ/]+|PQ  
Left l; 6peyh_  
  K\&o2lo]  
public : p<5!0 2yQ\  
xU}M;4kH~  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} hCC}d0gf`n  
Rri`dmH   
template < typename T > .Xd0 Q=1h  
  struct result_1 fg&eoI'f  
  { yC !/PQ"  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; EGS%C%>l/o  
} ; } ` T8A  
t1ze-Ht;  
template < typename T1, typename T2 > Zw$ OKU  
  struct result_2 eH <Jng  
  { fbC~WV#  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Qhy#r  
} ; 4D"4zp7  
HY)ESU !  
template < typename T1, typename T2 > {TAw)!R~  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ^o d<JD4  
  { %8FN0  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 8S  U%  
} ;7rv  
$|a;~m>  
template < typename T > YaL]>.;Z:"  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const - k`.j  
  { #C*&R>IvY  
  return OpClass::execute(lt(t)); qLjT.7 .x  
} [uR/M  
ndi+xaQtG  
} ; 1`-r#-MGG  
OW`STp!  
vV^dm)?  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug <DZcra  
好啦,现在才真正完美了。 fKkjn4&W  
现在在picker里面就可以这么添加了: 4%_M27bu[  
i@zY9,b  
template < typename Right > KQmZ#W%2m  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const D7Zm2Kj  
  { W3JF5*  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); *<9$D  
} )^/0cQcJ  
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。 >Ko[Xb-8^_  
\ =nrt?  
SY _='9U  
/Ox)|) l  
G]*|H0j  
十. bind `|Fp^gM  
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。 Ceg!w#8Z,  
先来分析一下一段例子 +>YfRqz:KB  
u%2KwRQ  
BHr|.9g]%%  
int foo( int x, int y) { return x - y;} $YM_G=k  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 TlRk*/PlJ  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 NQLiWz-q  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 u$\a3yi  
我们来写个简单的。 "JT;gaEm  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: n?QZFeI`  
对于函数对象类的版本: FpVV4D  
pFO^/P'  
template < typename Func > ]~jN^"o_B  
struct functor_trait flnVYQe  
  { $[(d X!]F  
typedef typename Func::result_type result_type; xPC"c*  
} ; b^Cfhy^RTq  
对于无参数函数的版本: OhwF )p=  
O@&+} D>  
template < typename Ret > tZ8e`r*  
struct functor_trait < Ret ( * )() > lLiQ;@  
  { wE Qi0!  
typedef Ret result_type; FPv" N'/  
} ; xsP4\C>  
对于单参数函数的版本: J8Z0D:5  
LmL Gki$w  
template < typename Ret, typename V1 > HL8eD^  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ;j'Daupt;=  
  { M_1;$fWq  
typedef Ret result_type; xRxy|x[  
} ; Lj 8<' "U#  
对于双参数函数的版本: ISNcswN#  
^v :Zo  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > aj8Rb&  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > wNDbHR  
  { kb #^lO  
typedef Ret result_type; >"d?(@PJ  
} ; oln<yyDs   
等等。。。 ct n, ]ld  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy BIMKsF Zt  
h9CIZU[Nh  
template < typename Func > + ^ yq;z  
struct func_return *'8LntZf  
  { <nzN$"%  
template < typename T > Oh; Jw  
  struct result_1 t;O1IMF  
  { I/uy>*  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 8r:M*25  
} ; \b8\Ug~t  
 .i/m  
template < typename T1, typename T2 > ht6244:  
  struct result_2 vg\/DbI'  
  { -9+se  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Z4q~@|+%  
} ; U A-7nb  
} ; pn%#w*'  
aV|9H  
QLo(i  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 \N6\v5vh  
5Ec/(-F  
template < typename Func, typename aPicker > q``wt  
class binder_1 }[!92WS/ee  
  { T|){<  
Func fn; 6X_\Ve  
aPicker pk; PHr a+NY#A  
public : AEg(m<t  
SvuTc!$?  
template < typename T > EX "|H.(  
  struct result_1 HlB]38  
  { MXZ>"G  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; uA~slS Z  
} ; S~yR5cb  
RFfIF]~3  
template < typename T1, typename T2 > r`M6!}oa  
  struct result_2 @WOM#Kc  
  { vq'k|_Qi=  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; =/9^, 6Q(  
} ; q]c5MlJXF  
k$"d^*R  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} SW 8x]B  
P3o @gkXP  
template < typename T > =$^MQ\S0p  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ^DAu5|--R  
  { 0D~ Tga)  
  return fn(pk(t)); m&Yi!7@(  
} jai|/"HSXw  
template < typename T1, typename T2 > ;_"U "?h_J  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const +c$I&JO  
  { ocQWQ   
  return fn(pk(t1, t2)); ,/2LY4` 5  
} `jsEN ;<  
} ; ERz;H!pU8  
(-^bj  
gS9>N/b|  
一目了然不是么? D$r Uid  
最后实现bind l54 m22pfv  
vNDu9ovs-  
3Qn!y\#  
template < typename Func, typename aPicker > mY-hN|  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) eph)=F$  
  { vF={9G  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); M0'v&g  
} B#l?IB~  
= !2NU  
2个以上参数的bind可以同理实现。 K`6z&*  
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。 :%4imgY`  
Ngy=!g?Hk=  
十一. phoenix ~}ovuf=%  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: m,MSMw1p  
dQ:cYNm  
for_each(v.begin(), v.end(), h#.N3o  
( fg*@<'  
do_ OI/@3"L{  
[ W<,F28jI3v  
  cout << _1 <<   " , " x_<qzlQt  
] jgu*Y{ocm  
.while_( -- _1), -"TR\/  
cout << var( " \n " ) pV\YG B+  
) LBlN2)\@  
); 6(V /yn ~  
b]fzRdhl  
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: L36Yx7gT<  
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 [ !%R#+o=F  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 u'5`[U -!  
那么我们就照着这个思路来实现吧: 2Aq~D@,9=:  
N/F$bv  
h0|}TV^UJ  
template < typename Cond, typename Actor > @4GA^h  
class do_while O[q\e<V<  
  { ]N)DS+V/  
Cond cd; ERMa# L  
Actor act; `lpz-"EEV  
public : \=2m7v#E  
template < typename T > \Sy7 "a  
  struct result_1 0D&>Gyc*0  
  { fw-\|fP  
  typedef int result_type; iLX_T]1  
} ; R)8s  
|(R5e  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} Zj9c9  
C*kK)6v `  
template < typename T > Kuw^qX"  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const [3>GGX[Ic  
  { [0;buVU.  
  do /R8p]  
    { yt0,^*t_  
  act(t); Kx`/\u=/  
  } +Wn&,?3^  
  while (cd(t)); %:9oDK  
  return   0 ; DC4C$AyW r  
} J5p8nmb  
} ; &l2TeC@;  
.TB"eUy  
\_]En43mg  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). H=c`&N7E  
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。 ;O#g"8  
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。 cu9Qwm  
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。 _S?qDG{E|  
下面就是产生这个functor的类: /YKMKtE  
OYL]j{  
E#%}ZY  
template < typename Actor > S -&)p@4  
class do_while_actor 8/%6@Y"Y*  
  { :py\ |  
Actor act; PRu&3BP  
public : 2b@tj 5  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} z}4L=KR\v  
wTq{sW&  
template < typename Cond > m\u26`M  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; Xz{~3ih  
} ; Gpj* V|J  
pHE}ytcT  
Yc Q=vt{  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 a$11PBi[9  
最后,是那个do_ 0HeD{TH\  
\.{AAj^qD  
v({N:ya  
class do_while_invoker %Q"(/jm?  
  { Tenf:Hm/k  
public : q3e8#R)l  
template < typename Actor > } (FPV*mS  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const XFwLz  
  { ub:ly0;t  
  return do_while_actor < Actor > (act); D)$8 W[  
} r|<DqTc6l  
} do_; jQs>`P-CM  
Zl/< w(f_  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? y*b3&%.ml  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 ;iYff N  
最后来说说怎么处理break和continue u0s8yPA  
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。 T/r#H__`  
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
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五