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
  • 3838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 )m oo?Q  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 \qRjXadj  
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, %y!   
`W D*Q-&n  
@m }rQT  
5I wX\  
  class filler `*|LI  
  { H@Kl  
public : zvWO4\  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} zS,%msT^A  
} ; Y!Usce  
(0O`A~M3  
R4[. n@  
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: MM/BJ  
/5a$@%  
U+I3P  
&8IWDx.7}  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); mNGb} lR  
V;/ XG}M  
w;z@py  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 WXRHG)nvL  
{[H4G,QK  
~x76{.gT  
#J'Z5)i|  
二. 战前分析 hCSR sk3  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 W ??;4  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 2{ jtQlc  
iA5* _tK5  
1gf/#+$\  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ]Hv*^Bak  
  /* --------------------------------------------- */ ])3lH%4-  
vector < int *> vp( 10 ); _.oRVYK /  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); &h_d|8  
/* --------------------------------------------- */ 9}? 5p]%  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); UEx(~>  
/* --------------------------------------------- */ \1eKY^)2  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 5)/4)0  
  /* --------------------------------------------- */ hVTyv"  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); \= )[  
/* --------------------------------------------- */ (\[jf39e  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1);  3D[:Rf[  
qP%Smfp6  
4n `[SN  
Cb!`0%G  
看了之后,我们可以思考一些问题: NzwGc+\7}  
1._1, _2是什么? W0p#Y 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。 s /k  
2._1 = 1是在做什么? ?eY chVq  
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。 eB}sg4  
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。 m bB\~n  
l7=$4As/hI  
:7 s#5b  
三. 动工 -wG[>Y  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: \&l*e  
xKkVSEup  
KU 8Cl>5  
; HR\R  
template < typename T >  A[wxa  
class assignment g&5pfrC [  
  { _s*uF_: 3  
T value; ;dpS@;v  
public : PHE;  
assignment( const T & v) : value(v) {} O23]!S<;  
template < typename T2 > kW7&~tX  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } k~W;TCJs  
} ; mt&JgA/  
!X#3w-K  
EeF n{_  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 PN)TX~}  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 2t Z\{=  
k[^}ld[  
:\ON+LQr  
;Wp`th!F  
  class holder &p(*i@Ms  
  { BLYk <m  
public : $`+~QR!h  
template < typename T > ;d'O.i=  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 7\|NYT4  
  { _4x[}e7KF  
  return assignment < T > (t); Qnu&GBM  
} ~[bMfkc3  
} ; VN55!l'OV  
J6?_?XzToT  
pCud` :o"  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: `h%D\EKeB  
tz \:r>3vI  
  static holder _1; Y-q,Ovf!  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 tMs| UC  
;7hX0AK  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ]jT[dX|?  
而不用手动写一个函数对象。 ~wd?-$;070  
CI3_lWax%  
'~vSH9nx/  
tg%WVy2  
四. 问题分析 KE|u}M@v6  
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。 d .lu  
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。 L"zgBB?K6  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 H2t pP~!G  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 qI/r_  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 H1c|b !C  
^`PSlT3<F  
五. 问题1:一致性 G^eFS;  
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?| &>^Ympr  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 bD^ob.c.A  
+^% &8<  
struct holder 07WIa@Q  
  { $hY]EB  
  // nQ(:7PFa'  
  template < typename T > %:8q7PN|  
T &   operator ()( const T & r) const n;T  
  { o\V4qekk  
  return (T & )r; UBk 5O&  
} U3R`mHr0  
} ; :|6D@  
.$E~.6J %i  
这样的话assignment也必须相应改动: 8 $*cfOC  
TKs@?Q,J  
template < typename Left, typename Right > rgY?X$1q_  
class assignment K &~#@I;  
  { }n&JZ`8<s  
Left l; 1*`JcUn,>  
Right r; #z54/T  
public : 4O,a`:d1$6  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} PI<s5bns {  
template < typename T2 > ,i((;/O6  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } j*lWi0Z-  
} ; 0$dNrq  
zyQEz#O   
同时,holder的operator=也需要改动: .6-o?=5  
z&/ o  
template < typename T > -<^Q2]PE;  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ve/6-J!5Y.  
  { aRb:.\ \zc  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); vWfef~}~  
} 3<Y;mA=hw  
\YF!< 2|[  
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。 5T@'2)BI=  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 f#-T%jqnK  
we).8%)'  
return l(rhs) = r; ]R.Vq\A%S  
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。 vWU4ZBT8G  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Tqh Rs  
HC, 0" W  
template < typename Tp > @^jLYu|W  
class constant_t 4]Nr$FY  
  { .&!{8jBX  
  const Tp t; vM;dPE7  
public : 6L% R@r  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} S{|)9EKw  
template < typename T > -`1L[-<d=/  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const BGYm]b\j[  
  { K`83C`w.  
  return t; P\4o4MF@K  
} TVh7h`Eg  
} ; :s985sEv  
[ :(M<u`y>  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 F[giq 1#  
下面就可以修改holder的operator=了 X#C7r@H  
X{5DPhB,  
template < typename T > $GK m`I"  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const e<wj5:M|  
  { +s 0Bt '  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); u5|e9(J  
} ^i k|l=  
~(E8~)f)  
同时也要修改assignment的operator() f9bz:_;W_  
S#z8H+'  
template < typename T2 > 2gI_*fG1  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 9&FV =}MO  
现在代码看起来就很一致了。 ,TA [el%#  
j`pR;XL1[  
六. 问题2:链式操作 i*E`<9  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ee?ZkU#@  
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。 %*; 8m'  
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。 c|a|z}(/J  
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。 fmN)~-DV9`  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct JF=ABJ=  
IYC#H}  
template < typename T > PP`n>v=n  
struct result_1 f__WnW5h  
  {  h\ek2K  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ,H1~_|)<  
} ; FDC{8e  
S.4YC>E  
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: K:Go%3~,  
*F&&rsb  
template < typename T > +Y[+2=lO  
struct   ref ?pY!sG  
  { ==r|]~x  
typedef T & reference; NX",e=  
} ; !\ukb  
template < typename T > @S:/6__  
struct   ref < T &> zQ _[wM-  
  { $q+`GXc-  
typedef T & reference; ^*W<$A_  
} ; U.0/r!po  
v%Q7\X(  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: }}Uv0g8D  
><7`$2Or  
template < typename T > zSXC  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ~jTn jx  
  { Qeog$g.HI  
  return l(t) = r(t); *G=AhH$t  
} c'qM$KN9G  
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。 mf'1.{  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 Jjq%cA  
I]$d,N!.  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 jYZWf `X~  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: .AW*7Pp`f  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 9Q1GV>j>B  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 YTit=4|  
最后的布局是: Wc G&W>  
                Add Zi)8KO[/0  
              /   \ 8PS:yBkA|  
            Divide   5 {`zF{AW8q  
            /   \ PSE| 4{'  
          _1     3 21j+c{O  
似乎一切都解决了?不。 ]~ M -KT  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 ::`wx@  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。  8[OiG9b  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: Y'h'8 \  
NR@Tj]`k  
template < typename Right >  %C:XzK-x  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const {r8CzJ'f  
Right & rt) const !Esiq<Yh  
  { h`j gF  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); o7seGw<$X  
} 6iWuBsal  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 uSjMqfK  
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。 uNg.y$>CX  
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。 !W7ekPnK  
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。 U8!njLC  
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。 Hd`RR3J  
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? n9Yk;D2  
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: .zt]R@@6  
K_}a cU  
template < class Action > LsV"h<  
class picker : public Action |_*1/Wz@  
  { uBgHtjmae  
public : ;8Cqy80K  
picker( const Action & act) : Action(act) {} w>s  
  // all the operator overloaded IWgC6)n@n  
} ; ^S|^1  
tPHiz%  
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。 4+gA/<  
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: Wg1WY}zG  
Y<XDR:]A,  
template < typename Right > |9 3%,  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const wP9C\W;  
  { '=@x2`U/  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); NU[{oI<a  
} BoqW;SG$9  
r%9Sx:F  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ! N p  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 oH0\6:S  
)%7A. UO)  
template < typename T >   struct picker_maker enj2xye%Y  
  { %9.KH  
typedef picker < constant_t < T >   > result; AF-.Nwp   
} ; R YNz TA  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > H>]x<#uz)  
  { =$Z'F<|d  
typedef picker < T > result; OUPpz_y  
} ; ?6bE!36  
<k!G%R<9  
下面总的结构就有了: _p.{|7  
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。 4E)[<%  
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。 $;1~JOZh  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 9[*kpMC  
至此链式操作完美实现。 y=Hl~ev`9  
($TxVFNT  
z6qC6Ck|  
七. 问题3 &.,OvVAo  
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。 /MC\ !,K  
tWFJx}H  
template < typename T1, typename T2 > "$&F]0  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const "<WS Es  
  { 2h!3[{M\  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ?H`LrL/k  
} V1G]LM  
N\?iU8w=  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: Y>+D\|%Q  
c#DTL/8"DO  
template < typename T1, typename T2 > ln.~>FO  
struct result_2 Mx }(w\\T  
  { :U s-^zVr  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; Ow I?(ruL'  
} ; 9[! Hz)|X  
rdRX  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? /%7eo?@,  
这个差事就留给了holder自己。 m[pz u2R  
    WJ*DWyd''  
`uj`ixcR  
template < int Order > S]>_o"|HV  
class holder; ^ =ikxZyO  
template <> d<Di;5  
class holder < 1 > w <ID<  
  { Ou%>Dd5|?  
public : lV?SvXe  
template < typename T > lFcCWy  
  struct result_1 KlPH.R3MPO  
  { jc<3\ 7  
  typedef T & result; weOMYJO;8  
} ; OW>U 5 \q  
template < typename T1, typename T2 > TwN8|ibVmP  
  struct result_2 #E1*1E  
  { I2 dt#  
  typedef T1 & result;  ,Y!)V  
} ; 'K1w.hC<  
template < typename T > =aCv Xa&,  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const aE"t['  
  { Wac8x%J  
  return (T & )r; -=RXhE_{  
} 2g$Wv :E3  
template < typename T1, typename T2 > K6X1a7  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const j405G4BVW  
  { vcmS]$}  
  return (T1 & )r1; G\ofg  
} dw-r}Qioe  
} ; F8/@/B  
`y\:3bQ4  
template <> 4u&doSXR  
class holder < 2 > 4aRYz\yT=  
  { BhKxI  
public : zehF/HBzE  
template < typename T > m^7pbJ\|  
  struct result_1 7mN?;X33  
  { )mEF_ &  
  typedef T & result; uzo}?X#  
} ; $lqV(s  
template < typename T1, typename T2 > QUNsS9  
  struct result_2 Nl+2m4  
  { 1/m/Iw@  
  typedef T2 & result; 86_Zh5:  
} ; rT#QA=YB  
template < typename T > | ] YT6-?.  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const (xTHin$  
  { $Z j.  
  return (T & )r; EPI*~=Z.U  
} MS b{ve_  
template < typename T1, typename T2 > =Yfs=+O  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const R[V%59#{Z  
  { x .q%O1  
  return (T2 & )r2; W% P&o}'  
} ^Ni)gm{?k  
} ; + $-a:zx`l  
*+IUGR  
7XY C.g  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 YJ9_cA'A  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 5E@V@kw  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 0jXIx2y  
Q6BW ax|  
return l(i, j) = r(i, j); -K0tK~%q  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) ?`vb\K<5H;  
wFvilF V  
  return ( int & )i; yH`xk%q_  
  return ( int & )j; SXT/9FteZ  
最后执行i = j; SlZu-4J.-  
可见,参数被正确的选择了。 =$'Zmb [D  
+)|2$$m  
{p-%\nOC  
KpE#Ye&  
Y PM>FDxDB  
八. 中期总结 TKE)NIa  
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: 2/~v  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 i ]_fhC  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 a'\`Mi@rb  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor (3-G<E  
'G^=>=w|Nv  
H)p{T@  
V>nY?  
%~h'#S2X(  
HwcGbbX)  
九. 简化 eAqQ~)8^  
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。 l YhwV\3  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 O<Kr6+ -  
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: 52"/Zr}j  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 Frml'Vfq7  
  +-*/&|^等 N*xgVj*  
2. 返回引用。 ^;2L`U@5  
  =,各种复合赋值等 }$o%^ "[  
3. 返回固定类型。 v!x[1[  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) j7W_%Yk|E  
4. 原样返回。 l>G#+#{  
  operator, t.w?OyO  
5. 返回解引用的类型。 9\xw}ph  
  operator*(单目) yG_#>3sD+%  
6. 返回地址。 s:_5p`w>  
  operator&(单目) J7xZo=@k  
7. 下表访问返回类型。  w&-r  
  operator[] -L[K1;Xv"  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 bw4b'9cK  
  operator<<和operator>> 0'~ ?u'  
wO"Q{oi+  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 nQ+{1 C  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: *rbayH  
N\0Sq-.  
template < typename Left > OS,$}I[`8  
struct value_return t _W |`  
  { 52~k:"c  
template < typename T > jPd<h{js  
  struct result_1 <omz9d1  
  { ks{s Q@~  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; \kRBJ1)|f  
} ; gK>Vm9rO  
/x-t -}  
template < typename T1, typename T2 > pif8/e  
  struct result_2 VjnSi  
  { A(uN=r@O  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; / [19ITZ  
} ; Vg3&:g5 /  
} ; $ p0s  
C{Zv.+F  
_#+9)*A  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ?=vwr,ir  
9xz`V1mIL  
下面我们来剥离functor中的operator() upJishy&I  
首先operator里面的代码全是下面的形式: ^KlOD_GN|  
H^s SHj  
return l(t) op r(t) &A9+%kOk>  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 4S=lO?\"A  
return op l(t) ;~K($_#H  
return op l(t1, t2) ,|H!b%ZW  
return l(t) op qvscf_%FM  
return l(t1, t2) op 8sg *qQ  
return l(t)[r(t)] #=tWCxf=  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] =_86{wlk  
%Xi%LUk{  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: `Ctj]t  
单目: return f(l(t), r(t)); =Dz[|$dV  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); -1o1k-8d  
双目: return f(l(t)); }lY-_y  
return f(l(t1, t2)); 1Y`MJ \9  
下面就是f的实现,以operator/为例 s6egd%r  
0(kp>%mbB  
struct meta_divide G9i#_  
  { okv7@8U#p  
template < typename T1, typename T2 > M]'AA Uo8  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) c[I,Sveq  
  { l\5 NuCgRY  
  return t1 / t2; &td#m"wI  
} f[RnL#*xJU  
} ; 3:gk:j#  
6i4j(P  
这个工作可以让宏来做: 4Y2>w  
87Kx7CKF"  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ GyCpGP|AZ  
template < typename T1, typename T2 > \ ,Tx8^|b#F  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 9Dl \SF[  
以后可以直接用 GZ={G2@=I  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) :-Pj )Y{I  
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 hD*?\bBs0  
(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。。。) |2# Ro*  
erqB/C  
*.RVH<W=8  
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 :q=OW1^k^  
[wR8q,2  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > pr"flRQr#  
class unary_op : public Rettype { SfU!  
  { J\V(MN,  
    Left l; dUZ&Ty^{  
public : Jj " {r{  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} UU/|s>F  
)B_h"5X4\y  
template < typename T > J$;)TI  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const gUp0RPs  
      { S\A[Z&k 0  
      return FuncType::execute(l(t)); K="+2]{I  
    } 2. _cEY34  
zMKL: Um"  
    template < typename T1, typename T2 > i`qh|w/b_  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const wk#QQDV3|0  
      { X\%3uPQ  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); U&R$(k0zS  
    } m!_ghD{5h  
} ; \Hd B   
C)w *aU,(  
Ox Z:5ps  
同样还可以申明一个binary_op V*}zwm s6  
OT i3T1&  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > %Qq)=J<H ;  
class binary_op : public Rettype ;>N ~ ,Q  
  { j`B{w   
    Left l; Mk[`HEO  
Right r; &u-Bu;G.e  
public : R`q!~8u  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} {9 O`/|  
qgNK!(kWpr  
template < typename T > )v~]lk,o  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const I.!/R`  
      { Vm.@qO*=  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); ?miM15XI  
    } =L%3q<]p  
<h9\A&  
    template < typename T1, typename T2 > H%]ch6C  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const <J-Z;r(gQN  
      { R:?vY!  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); VKz<7K\/  
    } 1#"Q' ,7  
} ; mNoqs&UB  
8 -A7  
JxJntsn  
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 ^ {f ^WL=  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 NCt sx /C  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) &,]+>  
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。 bq-\'h f<  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! !`o:+Gg@  
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。。。 4tJ4X' U  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 u^%')Ncp  
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) 2j1v.%  
下面是修改过的unary_op XWpnZFjE  
ZGhoV#T@  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > N'P,QiR,z<  
class unary_op 9PK-r;2  
  { )OC[;>F7  
Left l; 'hw@l>1\9  
  +|)1_NK  
public : :b*`hWnQ  
ok%!o+nk.  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ?3,tG z)  
i03}f%JnuO  
template < typename T > o~_>p/7;  
  struct result_1 zB" `i  
  { [.xk  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 7u5\#|yL  
} ; |!5T+H{Sj  
^@L l(?  
template < typename T1, typename T2 > g*?+ ~0"`Y  
  struct result_2 ~Z6p3# !o  
  { Kx 185Q'W  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; m_02"'  
} ; 9$V_=Bo  
m:f ouMS  
template < typename T1, typename T2 > `W$0T;MPF  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 76Vyhf&7  
  { _JJKbi  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); bL],KW;Q  
} 0$ 9;p zr  
W$Q)aA7  
template < typename T > 3k*:B~1  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ^Xy$is3  
  { \.;ct  
  return OpClass::execute(lt(t)); )):22}I#  
} ? Ga2K  
|5B,cB_  
} ; q\'P1~  
*tfDXQ^mN  
ddq 1NW  
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 pY!dG-;  
好啦,现在才真正完美了。 P[I*%  
现在在picker里面就可以这么添加了: LH/&\k  
X]pWvQ Q]  
template < typename Right > *- IlF]  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const x"l lX  
  { JdUz!=I  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); _E1]cbIo  
} iPY vePQ  
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。 g t^]32$  
5 2@udp  
B==a  
#S53u?JV8  
/x:(SR2,  
十. bind jQxPOl$-  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 MX`Wg  
先来分析一下一段例子 *0&4mi8  
BsK|:MM]  
p17|ld`  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 8>VI$   
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 wCU&Xb$F  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 I`"-$99|t1  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 pqH( Tbjq  
我们来写个简单的。 _<%\h?W$  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: fzRyG-cEpj  
对于函数对象类的版本: RQo$iISwy  
GcZM+c  
template < typename Func > 65waq~#  
struct functor_trait a81!~1A  
  { k_K,J 6_)  
typedef typename Func::result_type result_type; S_|9j{w)  
} ; (zS2Ndp  
对于无参数函数的版本: Y/^[qD  
!c4)pMd  
template < typename Ret > $^vp'^uW>  
struct functor_trait < Ret ( * )() > Wkg*J3O  
  { /63 W\  
typedef Ret result_type; pcRF: ~TE  
} ; pYLY;qkG"  
对于单参数函数的版本: g,n-s+  
<ELziE~>V  
template < typename Ret, typename V1 > ~']&.  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ZRXI?Jr%  
  { ?jNF6z*M6  
typedef Ret result_type; u}-d7-=  
} ; FG>;P]mvp  
对于双参数函数的版本: ub`z7gL  
M>?aa6@0  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > &\[Qm{lN  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > b?Cmc  
  { 8qFUYZtY  
typedef Ret result_type; hi;WFyJTu  
} ; _l#3]#  
等等。。。 B#HnPUUK  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy H_% d3 RI  
(MgL"8TS  
template < typename Func > ]PR|d\O  
struct func_return 457fT|  
  { 5 1o@b  
template < typename T > X+`ddX  
  struct result_1 xNC* ]8d  
  { gq H`GI  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; P<>[e9|  
} ; a);O3N/*I  
`j"4:  
template < typename T1, typename T2 > qxf+#  
  struct result_2 <)_:NRjBF&  
  { ltNuLZ  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; CCuxC9i7  
} ; ,(j>)g2Ob  
} ; |f"-|6  
r@|R-Binz  
W:`5nj]H9  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 qA UaF;{  
 AGh~8[  
template < typename Func, typename aPicker > .>k=A|3G  
class binder_1 8BHL  
  { OfD@\;L  
Func fn; VKT@2HjNT`  
aPicker pk; D4AEZgC F,  
public : w>v5oy8s-  
!IO&&\5  
template < typename T > btUq  
  struct result_1 IKvd!,0xf  
  { / pO{2[  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 40 A&#u9o  
} ; Mx^y>\X)v  
1pWk9Xuh  
template < typename T1, typename T2 > grGhN q  
  struct result_2 O-i4_YdVt  
  { D._{E*vg  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; %'$f ?y  
} ; DD2adu^  
a4%`"  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} k - FB  
&8Zeq3~  
template < typename T > R'Sa?6xS4  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const V:(y*tFA  
  { z|uOJ0uK  
  return fn(pk(t)); jz|VF,l  
} HB%K|&!+  
template < typename T1, typename T2 > N A8 sN  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 0%/,>IR>r  
  { _0w1 kqW  
  return fn(pk(t1, t2)); 5;}2[3}[  
} Hyf"iYv+  
} ; V>6QPA^  
J l\'V  
V)=Z6ti  
一目了然不是么? TFo}\B7  
最后实现bind ]Z=Ij gr$  
OH>r[,z0  
tbg*_ZQO u  
template < typename Func, typename aPicker > lbd(j{h>4  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) C(}^fJ6r  
  { ka/nQ~_#<  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); :Pc(DfkS  
} XJc ,uj7  
MBlBMUJk  
2个以上参数的bind可以同理实现。 0Yp>+:#  
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。 '(tj[&aL  
(nq^\ZdF  
十一. phoenix Oc#>QZ3  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Z4#v~!  
zOL;"/R  
for_each(v.begin(), v.end(), RJ@\W=aZ  
( >:%BNeO  
do_ 7 I@";d8~  
[ 7_KXD#  
  cout << _1 <<   " , " P8<hvMF  
] P<vo;96JT  
.while_( -- _1), bi.wYp(*6L  
cout << var( " \n " ) a_MFQf&KV  
) Je 31".  
); XC2FF&B&  
M1EOnq4-  
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: Y([d;_#P  
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 =HS4I.@c_5  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 [ZD[a6(94  
那么我们就照着这个思路来实现吧: hXc}r6<B  
AX;c}0g  
'$?du~L-  
template < typename Cond, typename Actor > 'AWp6L@  
class do_while F5U|9<  
  { 2QL?]Vo  
Cond cd; \sITwPA[z  
Actor act; dZDK7UL  
public : 85D? dgV  
template < typename T > ^&MK42,\  
  struct result_1 SB/3jH  
  { n+rM"Gxz  
  typedef int result_type; 'BhwNuW\"  
} ; @D]lgq[  
yPN+W8}f  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} "Vy WT  
l sr?b  
template < typename T > T pD;  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const toIYE*ocv=  
  { [S0mY["  
  do eF5;[v  
    { vY_eDJ~'  
  act(t); -?z\5 z  
  } QZ~0o7  
  while (cd(t)); 3ev -Iqz  
  return   0 ; #kci=2q_  
} $w/E9EJ)3A  
} ; Oyan9~  
d@ (vg  
~b6GrY"vB  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). hl]S'yr  
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。 =?/&u<  
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。 SY T$3|a  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 9go))&`PJL  
下面就是产生这个functor的类: `ET& VV  
=$&&[&  
[0!{_E)<  
template < typename Actor > N}mh}  
class do_while_actor |r !G,  
  { (f>M &..  
Actor act; #&BS ?@  
public : CA*~2|  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 6|#g+&[  
U\bC0q   
template < typename Cond > +`}o,z/^  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; no&-YktP}  
} ; ?1w"IjUS  
X8R1a?  
$.8 H>c  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 `D2Mss$!  
最后,是那个do_ !_x*m@/  
7 :U8 f:  
$[z<oN_Q  
class do_while_invoker WcEt%mGQ,  
  { +t"j-}xzE  
public : a+ GJVJ  
template < typename Actor > D#0O[F@l##  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const Pm?B 9S  
  {  zy>}L #  
  return do_while_actor < Actor > (act); -oh7d$~  
} 1<,/ -H  
} do_; mi^hvks<  
]sL45k2W  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? zP nC=h|g  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 e U;jP]FA  
最后来说说怎么处理break和continue GOVAb'  
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。 2w4MJ,Uw  
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