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
  • 6127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 2b^E8+r9  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 $J!WuOz4^i  
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, -mqL[ h,  
&"mWi-Mpl  
H.#zbKj  
0+6=ag%  
  class filler )2: ,E  
  { :[!b";pR  
public : B(,j*,f  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} v9XevLs  
} ; p}(pIoyUF  
fO,m_ OR:)  
uQO\vRh0  
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: IA^*?,AZy  
UKzXz0  
0i~?^sT'  
cn2SMa[@S  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); *IIuGtS  
L)9uBdF  
Fr)6<9%xVm  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 iE,/x^&,&  
"P8( R  
_FP'SVa}D  
6@-O#,]J  
二. 战前分析 L&G5 kY`  
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。 2}U:6w  
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 ASUL g{  
&FY7 D<  
}E#1Z\)  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); }$@E pM  
  /* --------------------------------------------- */ jq( QL%)_O  
vector < int *> vp( 10 ); ]^I[SG,  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ,nSapmg  
/* --------------------------------------------- */ z@U5  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); /5m~t.Z9M  
/* --------------------------------------------- */ 5q _n 69b  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); /TY=ig1z  
  /* --------------------------------------------- */ O7z5,-  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); k FCdGl  
/* --------------------------------------------- */ AQTV1f_  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); Bj* M W  
oD=+  
cS RmC  
gb}>xO  
看了之后,我们可以思考一些问题: Vw+RRi(  
1._1, _2是什么? @o>3 Bv.  
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。 _bSn YhS  
2._1 = 1是在做什么? E^? 3P'%^  
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。 ="P&!lu  
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。 MR/gLm(8(  
nTCwLnX(O  
?JMy  
三. 动工 I\@`AU  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: @6%o0p9zz  
{ZKXT8'  
\?"p]&2UcB  
0X4I-xx#  
template < typename T > `Hd~H  
class assignment 0N):8`dY  
  { oa6&?4K?F  
T value; );d"gv(]D  
public : o ^""=Z  
assignment( const T & v) : value(v) {} ?63ep:QEk  
template < typename T2 > G<Y}QhFU  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } K[l5=)G0L  
} ; nx@,oC4  
dWiX_&g  
b{}ao  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 U3BhoD#f\  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment R<;;Ph  
l`."rei%)  
LL+PAvMg  
a LJ d1Q  
  class holder @0-vf>e3-  
  { %PC8}++  
public : $Z<x r  
template < typename T > hkx(r5o  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const :H>0/^Mg0  
  { 96i #  
  return assignment < T > (t); }70A>JBw  
} Kiq[PK  
} ; G rI<w.9X  
l<:\w.Gl  
k(M(]y_  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: xM![  
Xo3@-D_c!c  
  static holder _1; ]E^)d|_  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 xB5QM #w\  
+P<#6<gR  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); RaOLy \  
而不用手动写一个函数对象。 ~W-5-Nl{s  
C4)m4r%  
BT"n;L?[  
%H4>k#b@$  
四. 问题分析 <[?ZpG  
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。  rp=Y }  
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。 i':a|#e>  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 pd-I^Q3-  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 NRazI_Z  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 eU\XAN#@  
RLfB]\w  
五. 问题1:一致性 o8~<t]Ejw  
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?| 7m8(8$-6  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 } ^2'@y!(  
&Qq|  
struct holder O bc>f|l]  
  { EAlLxXDDh  
  // cp6I]#X  
  template < typename T > k:URP`w[X=  
T &   operator ()( const T & r) const %Z*N /nU  
  { 9-!GYa'Z  
  return (T & )r; Z9eP(ip  
} 6G{ Q@  
} ; klnk{R.>|  
.-)kIFMi  
这样的话assignment也必须相应改动: 8vQR'<,  
?}#Iu-IA  
template < typename Left, typename Right > F?t;bV  
class assignment HSVl$66  
  { }i J$&CJ  
Left l; WEtPIHruyt  
Right r; yW&ka3j\  
public : l#Vg=zrT  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} D 9UM8Hxi  
template < typename T2 > b@O{eQB  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 28vQ  
} ; D@kf^1G  
zbgGK7  
同时,holder的operator=也需要改动: u<4bOJn({  
}}Z2@}  
template < typename T > y+KAL{AGK  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const VOIni<9y  
  { MBAj.J  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); )_Z^oH ]<  
} F x^X(!)~]  
L|B! ]}  
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>71uM%e`  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 | AiMx2  
_3.rPS,s  
return l(rhs) = r; 0Ua=&;/2  
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。 a$Hq<~46  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: {$hWz(  
rzIWQFv  
template < typename Tp > {)lZfj}l  
class constant_t 41<h|WA  
  { VsL,t\67  
  const Tp t; :_6o|9J\t  
public : :?\29j#*V  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} x-k-Pd  
template < typename T > #%@bZ f  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const N=Ct3  
  { jmwN1Se>  
  return t; JCn HEH  
} ~6n|GxR.[  
} ; qsW&kW~  
<b,WxR`  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 U1y!R<qlp  
下面就可以修改holder的operator=了 XjN =UhC  
iv_3R}IbX  
template < typename T > W9Azp8)p]  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const DSqA}r  
  { IC'+{3.m8  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); \ YF@r7  
} -LRx}Mb9  
fYy w2"  
同时也要修改assignment的operator() Mb2a;s  
/)J]ItJlz  
template < typename T2 > M?sax+'  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } kE'p=dXx  
现在代码看起来就很一致了。 Yc]k<tQ  
1a(\F 7  
六. 问题2:链式操作 a5/, O4Q  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 xIm2t~io  
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。 w/o^OjwQ  
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。 qfl!>  
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。 i*N2@Z[  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct V[kJ;YLPN  
j[gqS%  
template < typename T > XLpn3sX$  
struct result_1 ,H"}Rw  
  { m<3. X"-  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; jy.L/s  
} ; 9ns( F:  
A+M4=  
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: oCOv 6(  
[>?|wQy>=  
template < typename T > a. D cmy{  
struct   ref G`%rnu  
  { N\ Mdia  
typedef T & reference; mv:@D  
} ; c!6v-2ykv  
template < typename T > xI?'Nh  
struct   ref < T &> R P~67L  
  { jbS@6 * _  
typedef T & reference; n]#YL4j  
} ; 3Y)z{o>P  
6/wC StZ  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: dLH@,EKl)  
1VFCK&  
template < typename T > "" ^n^$  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 3n7>qZ.d  
  { x'}z NEXI  
  return l(t) = r(t); U`~L}w"  
} ,/p+#|>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。  -V2`[k  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 bz nMD  
/!Ag/SmS!9  
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 4>d]0=x  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 4/ q BD  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 a^[s[j#^,  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 \TDn q!)?  
最后的布局是: fgF@ x  
                Add Q{miI N  
              /   \ 6O0aGJ,H  
            Divide   5 gt~u/Z%  
            /   \ hD,|CQ  
          _1     3 G$CSZrP.  
似乎一切都解决了?不。 E4.A$/s8[  
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。 ['iEw!  
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。 2$o\`^dy  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: ]xJ. OUJy  
2jkma :$'  
template < typename Right > I,]q;lEMt  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const zQ u9LN  
Right & rt) const 2Ib 1D  
  { ]j$(so"  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); [I<J6=  
} !i@A}$y  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 I58$N+#  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 'bg'^PN>z  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 ,WW=,P  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 z  61Fq  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 LA/Qm/T  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? #)S&Z><<  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: z XUr34jF  
wqzpFPk(  
template < class Action > ]z# Ita;  
class picker : public Action KhL%ov  
  { :}gEt?TUhs  
public : q$K}Fm1C  
picker( const Action & act) : Action(act) {} |fgh ryI,  
  // all the operator overloaded iYlkc  
} ; 2 zX9c<S=5  
$) qL=kR  
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。 ,*m|Lt%;R  
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: G6JP3dOT  
lB#7j  
template < typename Right > s<3M_mt  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const <;1M!.)5  
  { |~rKDc  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); -q? ,  
} .5 {<bY  
4#ikdjB;  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > BV}sN{  
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。 ?<Mx*l  
'tX}6wurf  
template < typename T >   struct picker_maker M+lr [,c  
  { RfT)dS+rAh  
typedef picker < constant_t < T >   > result; q:vGGK^  
} ; |nqN95'u+]  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > oc[z dIk  
  { mDuS-2G=D  
typedef picker < T > result; 6k {gI.SG  
} ; >Y|P+Z\7  
nXjSf  
下面总的结构就有了: Ies` !W^  
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。 DH4IF i>  
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。 OE_V6 Er  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 $)6M@S  
至此链式操作完美实现。 7E5 =Qx  
nu2m5RYx  
R+.kwq3CED  
七. 问题3 7=qvu&{  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 S/YHT)0x[  
^a1k"|E?f  
template < typename T1, typename T2 > b8Hz l!zO  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ]M~ 7L[  
  { VAe[x `  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ZQ-6n1O  
} :EH>&vm  
JE<h  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: ~Qf\DTM&  
iDltN]zS  
template < typename T1, typename T2 > !:}m-iqQ1  
struct result_2 g(G$*#}o8A  
  { d\8j!F^=  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; t5P8?q\  
} ; (aq-aum-I  
Zvra >%  
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? ZQ'|B  
这个差事就留给了holder自己。 /wkrfYRs  
    b+L!p.:  
a^Q ?K\c4N  
template < int Order > b tbuE  
class holder; #CW{y?=  
template <> X}ihYM3y/  
class holder < 1 > aNwx~t]G  
  { yf4 i!~  
public : 6^2='y~e  
template < typename T > aEun *V^,  
  struct result_1 BH}M]<5  
  { A-rj: k!  
  typedef T & result; `\/\C[Gg  
} ; xl,6O!aR  
template < typename T1, typename T2 > y k\/Cf  
  struct result_2 ,F+,A].wG  
  { Vo|[Z)MO`  
  typedef T1 & result; P:5vS:s?  
} ; 4ti,R'  
template < typename T > ,C:^K`k&  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ]u:Ij|.'y0  
  { Yjl:i*u/  
  return (T & )r; 6}Rb-\N  
} 7f<@+&  
template < typename T1, typename T2 > Ylgr]?Db*  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ]LMtZUz  
  { HYZp= *eb  
  return (T1 & )r1; @4Q /J$  
} VJ1rU mO~  
} ; Qo*OC 9E`  
}Nma %6PfV  
template <> - rI4_Dl  
class holder < 2 > 42:,*4t(  
  { |3hNTH?  
public : w{4#Q[  
template < typename T > ~ NO7@m uw  
  struct result_1 3FMYs&0r4  
  { vYq"W%  
  typedef T & result; +WguWLO"  
} ; Z2-"NB  
template < typename T1, typename T2 > j%':M  
  struct result_2 l7Wdbx5x0  
  { EOS[MjX+J  
  typedef T2 & result; G-#rWZ&  
} ; $J0o%9K   
template < typename T > /03?(n= 3  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const b=SCyGxlZ5  
  { "#h/sAIs  
  return (T & )r; +F>erdV  
} JZJb&q){  
template < typename T1, typename T2 > K 28s<i`  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const H8m[:K]_H  
  { hE'>8{  
  return (T2 & )r2; $8Z4jo  
} =%B}8$.|  
} ; '>Thn{  
zXkq2\GHA  
J?1Eh14KZ  
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> >。 rmdg~  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: &3itBQF  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: a%QgL&_5  
Bp4#"y2  
return l(i, j) = r(i, j); }{[JS=A^  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) R''2o_F6  
TiJ \J{  
  return ( int & )i; 6t'.4SR  
  return ( int & )j; vorb?iVf>  
最后执行i = j; Gsz$H_  
可见,参数被正确的选择了。 cmY `$=  
eu//Q'W  
8< J3Xe  
TeyFq0j@'  
}}Gkipp  
八. 中期总结 *r|1 3|k  
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: 7_eV.'h  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 OJ.oHf=K!  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Ix0#eoj  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor V=Z%y$1Bc  
jV<5GWq  
rAD4}A_w  
{@PZlQg  
(.b!kfC  
g<:TsP'|  
九. 简化 &7Xsn^opku  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 rY$ wC%  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 BLm}mb#/{  
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: 7(H?3)%0  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 9MbF:  
  +-*/&|^等 q } (f9  
2. 返回引用。 ]puDqu5!  
  =,各种复合赋值等 zY].ZS=7  
3. 返回固定类型。 bKh}Y`  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) C\ 34R  
4. 原样返回。 Iomx"y]9  
  operator, {RD9j1  
5. 返回解引用的类型。 GZmfE`  
  operator*(单目) }hXmK.['  
6. 返回地址。 Xod/GY G  
  operator&(单目) eGWwPSIp  
7. 下表访问返回类型。 ~SXqhX-`  
  operator[] drp< f1`l8  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 M1*x47bN  
  operator<<和operator>> B.);Ju  
kAW2vh  
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。 semTAoqH  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: dX-j3lM:#  
7b R[.|T  
template < typename Left > Q=epUHFs  
struct value_return <co:z<^lqu  
  { Q0L1!}w   
template < typename T > 9q2x}  
  struct result_1 v}@Uc-(  
  { `*B6T7p1  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 8]4W@~c  
} ; e_FoNT  
QO4eDSW  
template < typename T1, typename T2 > #z c$cr  
  struct result_2 (62Sc]  
  { 02^Nf7DMR  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 1WI^R lWd(  
} ; zGP@!R`_  
} ; ~^o YPd52*  
$7p0<<Nck  
]'z 5%'  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait IYhn*  
R !>SN0  
下面我们来剥离functor中的operator() $-39O3  
首先operator里面的代码全是下面的形式: _t6 .9CXl  
] B>.}  
return l(t) op r(t) 98CS|NEe  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) u>V~:q\X  
return op l(t) Bey9P)_Of  
return op l(t1, t2) f;b f R&v  
return l(t) op Mp@dts/|  
return l(t1, t2) op Yr>7c1FZi  
return l(t)[r(t)] eqyUI|e  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] |gfG\fL3V  
gc W'  
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: $8Gj9mw4e'  
单目: return f(l(t), r(t)); )t$-/8  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); Qgq VbJP"  
双目: return f(l(t)); nDz.61$[  
return f(l(t1, t2)); Z5"5Ge-M  
下面就是f的实现,以operator/为例 .nei9Y*  
S]gV!Q4%  
struct meta_divide kU{a!ca4  
  { 1CS\1[E  
template < typename T1, typename T2 > w|-m*v .  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 2 yRUw  
  { gdg "g6b  
  return t1 / t2; 7_L$XIa  
} _*wlK;`  
} ; $]J<^{v  
c + aTO"  
这个工作可以让宏来做: ^a7a_M  
Y 9BKd78Y  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 3E!3kSh|  
template < typename T1, typename T2 > \ p R ! m  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; / LLo7"  
以后可以直接用 HHT8_c'CC#  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) r(g# 3i4Q  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 B3E}fQm )  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) Am >b7Z!  
Y"TrF(C  
<jh=W9.N_  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 vJ>o9:(6  
*b"aJ<+  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > n/% M9osF  
class unary_op : public Rettype mJsU7bD`  
  { qU ,{jD$  
    Left l; |J~A )Bw?  
public : 43*;"w=  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} lr)9U 7  
-(zw80@&  
template < typename T > Tz7|OV_W$  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const af&P;#U  
      { RG_6& A  
      return FuncType::execute(l(t)); S>d7q  
    }  ">q?(i\  
L#N ]1#;  
    template < typename T1, typename T2 > _RWH$L9  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const A $l  
      { U/-|hfh  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); tQ)l4Y 8  
    } m>!aI?g  
} ; 27Vx<W  
<m%ZDOMa  
Q$Q:Jm53  
同样还可以申明一个binary_op -#r=  
/&5:v%L  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > '2SZ]   
class binary_op : public Rettype H:mcex  
  { VgS2_TU  
    Left l; fH% C&xj'&  
Right r; +; =XiB5R  
public : K~~LJU3  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} a@#<qf8g  
~31-)*tJ]  
template < typename T > Sb`SJ):x  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const >P-'C^:V=  
      { 0SJ(Ln`0K  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); AH^'E  
    } o}yA{<"  
(i-L:  
    template < typename T1, typename T2 > wYh]3  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 3(1UI u  
      { Iz&<rL;s  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); x6Q_+!mnk  
    } 8x9;3{R   
} ; e?;  
VgMuX3=  
VA%4ssy  
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 H:o=gP60]  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 h#u k-7  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) )Zrn?KM  
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。 (lvp-<*  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! +l<;?yk:;  
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。。。 )~#3A@  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 0I*{CVTQj  
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) MgH O WoF  
下面是修改过的unary_op -90X^]  
Q>uJ:[x+  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > Q1x=@lXR  
class unary_op T!>sL=uf  
  { isz-MP$:K5  
Left l; ][>-r&V  
  "}:SXAZ5`  
public : o1[[!~8e  
]MB6++.e  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} &Vg)/t;  
(1%A@ 4  
template < typename T > 5B;;{GR  
  struct result_1 H2CpZK'  
  { 'w_Qs~6~{  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 8 LsJ}c  
} ; Om2w+yU  
~P"o_b6,k  
template < typename T1, typename T2 > E+Dcw  
  struct result_2 aX.//T:':?  
  { 6e"Lod_ L  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 7~VDk5Z6  
} ; c=p!2jJ1K~  
% ejq|i7  
template < typename T1, typename T2 > &PFK0tY  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const o RK:{?Y  
  { {6>$w/+~  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ME*A6/h  
} V/yj.aA*@  
U"L-1]L  
template < typename T > {X-a6OQj  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const igF<].'V  
  { '>t'U?7w<  
  return OpClass::execute(lt(t)); c;88Wb<|W  
} ^t,haO4  
[iC]Wh%  
} ; 2g;Id.i>  
 |?ZNGPt  
1+qP7 3a^  
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 1tlqw  
好啦,现在才真正完美了。 Twk<<  
现在在picker里面就可以这么添加了: NdC5w-WY  
x::d}PP7  
template < typename Right > rv2;)3/*  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 54oJ MW9  
  { c~!ETwpHQ  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); *O7PH1G  
} Us% _'}(/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。 T[2<_nn=  
hbs /S  
/`j2%8^N  
P[jh^!<j  
-0<ZN(?|  
十. bind uYijzHQyD  
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。 p:3w8#)MZ  
先来分析一下一段例子 Q<(aU{  
)#sN#ZR$  
@[ {5{ y  
int foo( int x, int y) { return x - y;} o Va[  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 n D}<zj$D2  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 R#s_pW{op  
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。 im F,8'  
我们来写个简单的。 W3n[qVZIC  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: kB=5=#s  
对于函数对象类的版本: l`a_0  
iDYm4sY  
template < typename Func > (N5"'`NZA  
struct functor_trait F1p|^hYDW  
  { vgi`.hk  
typedef typename Func::result_type result_type; $paE6X^  
} ; /Z]hX*QR  
对于无参数函数的版本: TV}=$\D  
7**zO3 H  
template < typename Ret > *p|->p6,u  
struct functor_trait < Ret ( * )() > V>ZDJW"G!  
  { OK2\2&G  
typedef Ret result_type; S(lqj6aa}  
} ; r>G||/Z  
对于单参数函数的版本: ^Zlbs goZ  
4v2JrC;  
template < typename Ret, typename V1 > ".?y!VY  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Bo ??1y  
  { o%K1!'  
typedef Ret result_type; 2hTsjJ!'  
} ; `0-i>>  
对于双参数函数的版本: 'lmjZ{k  
0\+$j5;  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > #q8/=,3EG  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > <)oxs ]<  
  { 2 S2;LB  
typedef Ret result_type; :)Da^V  
} ; Z 2lX^z  
等等。。。 Y>K8^GS  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy xFyBF[c  
i(xL-&{  
template < typename Func > S}K-\[i?  
struct func_return <iM}p^jX9  
  { f?"909&  
template < typename T > 5,R<9FjW  
  struct result_1 GD!!xt  
  { |FZIUS{]  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Rm=[Sj84  
} ; F0+@FS0   
bOdyrynh  
template < typename T1, typename T2 > %hb!1I  
  struct result_2 RhumNP<M  
  { =/qj vY  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; > 0NDlS%Q:  
} ; tfq; KR  
} ; \ dZD2e4  
)R"deb=s  
!8OUH6{2  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 YX6[m6L U  
F$>^pw  
template < typename Func, typename aPicker > RyN?Sn5)  
class binder_1 ;NrU|g/ksX  
  { l|~SVk|  
Func fn; ,2^zX]dgM  
aPicker pk; (ysDs[? \  
public : |[ ,|S{  
~b SjZ1`  
template < typename T > <}^l MBa  
  struct result_1 G:?l;+P1  
  { /N\[ C"8  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; uHpSE?y/  
} ; Ke,$3Yx  
='GY:.N  
template < typename T1, typename T2 > @`#"6y?  
  struct result_2 >,QW74o  
  { _;`g*Kx  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ] iVoF N}^  
} ; Rac4a@hZ  
>-<7 r?~  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} gAViwy9{  
9Y-6e0B:  
template < typename T > {,b:f  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ;l2pdP4jf  
  { pbb6?R,  
  return fn(pk(t)); F5;x>;r  
} +UC-  
template < typename T1, typename T2 > A]"IQ-  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 1r;.r|  
  { <MoKTP-<  
  return fn(pk(t1, t2)); @mrGG F  
} LzJNQd'  
} ; !)TO2?,^  
Mny mV;y"  
Y'%k G5nF  
一目了然不是么? G/5]0]SO  
最后实现bind f1UGDC<p9  
(xhV>hsA  
Cz1o@ rt  
template < typename Func, typename aPicker > 60&4?<lR4  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) - d(RK_  
  {  [EU \-  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 7ZRLSq'S  
} t|y`Bl2  
$6p|}<u  
2个以上参数的bind可以同理实现。 B\} B H  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 5(sWV:_2  
gXI8$W>  
十一. phoenix F),wj8#~>-  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 5W=jQ3 C  
&fYV FRVkq  
for_each(v.begin(), v.end(), .kkrU  
( KQ(7%W  
do_ 1P+Te,I  
[ i VIpe  
  cout << _1 <<   " , " v&i,}p^M5  
] T1Y_Jf*KJ  
.while_( -- _1), ^-i<TJ  
cout << var( " \n " ) ;+h-o  
) ' ;PHuMY#X  
); 3m9ab"  
)dgo oq  
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: -^%YrWgd?  
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 $"G=r(MW  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 EZvf\s>LT  
那么我们就照着这个思路来实现吧: qkbxa?&X  
N N;'QiE  
]aF!0Fln~  
template < typename Cond, typename Actor > 2gnmk TyF  
class do_while ZhpbbS  
  { Z#P:C":e  
Cond cd; V K)%Us-  
Actor act; o1(?j}:c|  
public : (jY -MF3  
template < typename T > ,:1_I`d>#X  
  struct result_1 E)=X8y  
  { [nnX,;  
  typedef int result_type; j[Xc i<m  
} ; dW8M^A&  
aV'r oxM  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 2PSt*(  
[C"[#7  
template < typename T >  H*]B7?S  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const hRvj iK\  
  { ?nya;Z-~Hc  
  do .:)nG(7f<  
    { ') -Rv]xe  
  act(t); )+ss)L EC  
  } K^'NG!  
  while (cd(t)); #I(Ho:b  
  return   0 ; (;o/2Q?  
} (?7=$z!h  
} ; CkJ\v%JAW  
WKB8k-.]ww  
}dt7n65  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ~3u'=u9l  
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。 pl{Pur ;i  
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。 BbqH02i  
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。 P}Ud7Vil;l  
下面就是产生这个functor的类: >(aGk{e1  
jg_##Oha  
a8Q=_4 l  
template < typename Actor > 6GZ zNhz  
class do_while_actor u(!@6%?-  
  { J^R#  
Actor act; L,B#%t  
public : aF~ 0\XC  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} {IlX@qWr  
`1eGsd,f  
template < typename Cond > z` :uvEX0  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; =U_WrY<F  
} ; SqF9#&F  
e(NpX_8  
)K0BH q7r  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 (gn)<JJS}  
最后,是那个do_ fq"<=  
?xbPdG":R  
ma<+!*|   
class do_while_invoker RI q9wD}4(  
  { xxlYn9ke  
public : "$VqOSo  
template < typename Actor > @+3@Z?!SZ  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const i"{ \ >  
  { x3JX}yCX  
  return do_while_actor < Actor > (act); c9 UJ=  
} A $9^JF0$  
} do_; c8'! >#$  
)OAd[u<  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? M@n9i@UsO  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 AJ*FQo.U  
最后来说说怎么处理break和continue AIR\>.~"i*  
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。 Q'ok%9q!p  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八