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
  • 7431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 el<nY"c  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 :1I,:L  
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, fr7/%{s  
H+Wd#7l,  
))vwofkw4  
1vr/|RWW  
  class filler &+sN= J.x  
  { jdzV&  
public : uo^>95lkv  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} d>}%A ]  
} ; utXcfKdt  
okW3V}/x/z  
gV c[`( @h  
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: "#()4.9  
r]yq #T`z  
uE2Y n`Ha  
F&\o1g-L  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); a ]*^uEs  
#r C% \  
A, os rv  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 7hc(]8eP  
/>?d 2?  
sr\MQ?\fB  
Q'N<jX[  
二. 战前分析 wsARH>Vz  
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。 Oj2[(7 mO/  
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 AxeWj%w@  
] 3v  
SaNx;xgi  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); psMagzr&)e  
  /* --------------------------------------------- */ TF'ssD  
vector < int *> vp( 10 ); nL$tXm-x  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); nD_g84us  
/* --------------------------------------------- */ 9H<:\-:  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); t :_7 O7  
/* --------------------------------------------- */ *?uF&( 0  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); myYe~f4=HQ  
  /* --------------------------------------------- */ j6\{j#q  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); a8N!jQc_m  
/* --------------------------------------------- */ _CgD7d  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); Vq*p?cF .  
=($qiL'h  
&^}w|J?  
{kC]x2 U  
看了之后,我们可以思考一些问题: 6};Sn/ 8  
1._1, _2是什么? A4# m&o  
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。 }b-?Dm_H  
2._1 = 1是在做什么? wxoBq{r;  
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。 d#(xP2  
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。 Awj`6GeJ  
'HC4Q{b`  
 E$G8-  
三. 动工 6 2LZ}yn_"  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: &W ~,q(  
'd28YjtoX  
h7*m+/O  
ie_wJ=s  
template < typename T > Gf"/fpeQx  
class assignment R4o_zwWgPw  
  { 8T%z{A1T  
T value; m1(rAr1  
public : D3_,2  
assignment( const T & v) : value(v) {} k`N)-`O7  
template < typename T2 > %9M_ * ]  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 8U-}%D<a  
} ; 4WNWn#M  
U*6r".sz  
<AB]FBo(  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 k: c)|2  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment $FD0MrB_+  
l{;vD=D  
i |C'_gw`n  
1(m8 9C[  
  class holder E*CY/F I_  
  { [1N*mY;  
public : E$RH+):|  
template < typename T > A$ s4Q0Mf  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const .aNy)Yu8  
  { dfk=%lZYd9  
  return assignment < T > (t); w,^!kO0)~8  
} { c]y<q  
} ; A9[l5E  
3]V" 9+  
'sJYt^  
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: ^'#vUj:"  
)y._]is)b  
  static holder _1; p*vEVo  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 y_QK _R<f  
?&"-y)FG  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); - wCfwC  
而不用手动写一个函数对象。 g&&5F>mF  
%gmf  
D/{hLp{  
>=$( ,8"  
四. 问题分析 HPT$)NeNc  
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。 wU+-;C5e  
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。 1^$ vmULj  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 jo/-'Lf{?  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Y=\;$:L[  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 66!cfpM  
bZz ,'  
五. 问题1:一致性 ^GHA,cSf  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| N"@aisi)  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 "'~55bG  
ZXlW_CGO  
struct holder (w `9*1NO  
  { '+JU(x{CCl  
  // }y;s(4  
  template < typename T > 9/'zk  
T &   operator ()( const T & r) const #Fm,mO$v  
  { 1#/>[B  
  return (T & )r; 4'_PLOgnX  
} Pm*FA8a7  
} ; kzcl   
oF7o"NHaWa  
这样的话assignment也必须相应改动: 2M1}`H\  
Bs:INvhYW  
template < typename Left, typename Right > H$^IT#  
class assignment Rf9;jwU  
  { o-H\vtOjE  
Left l; \jH^OXxb  
Right r; AXFQd@#  
public : qp;eBa  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} P+K< /i  
template < typename T2 > 7|bzopLJk  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } W:VRLT>w>  
} ; EVYICR5g  
c%tb6@C  
同时,holder的operator=也需要改动: Jvac|rN  
xL&M8:  
template < typename T > m?*}yM  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const 9 M>.9~  
  { ,E ]vM&  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); jjLx60|{  
} RKru hF  
`-yo-59E[  
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。 ePLpGT  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 CvkZ<i){  
!W2dMD/  
return l(rhs) = r; M it3q  
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。 |YEq<wbQ  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: P-]u&m/6  
;[) O{%s  
template < typename Tp > d0U-:S-  
class constant_t |tn.ZEgw3~  
  { rD_\NgVAs  
  const Tp t; \P~ h0zg?  
public : m-u3^\'  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 1|bg;X9+  
template < typename T > b';oFUU>Q  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const >8;EeRvI  
  { P z< \q;  
  return t; 1RHFWK5Si  
} CqFk(Td9-D  
} ; -}x( MZ  
U,Q  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 oU`{6 ~;  
下面就可以修改holder的operator=了 4(nwi[1Y  
\0fS;Q^{j  
template < typename T > +Hd'*'c  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 0]k-0#JM  
  { Gov]^?^D-  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); .QVN&UyZ  
} $Cnv]1%  
pOq9J7BS  
同时也要修改assignment的operator() hEhvA6f,  
3Z_\.Z1R@  
template < typename T2 > !-AK@`i.  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 7 MZ(tOR  
现在代码看起来就很一致了。 N!lQ;o'  
wGLSei-s  
六. 问题2:链式操作 FKWL{"y  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 $97EeE:{M  
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。 NTV@,  
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。 +yd{-iH  
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。 Mwtd<7<!A  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct H: rrY  
9 v 3%a3  
template < typename T > hqc)Ydg_%  
struct result_1 *f-8egt-  
  { d$5\{YLy  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; _Gtq]`y  
} ; (@i2a  
Y]neTX [ef  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: *\#?)q  
 j|owU  
template < typename T > !SAR/sdXf  
struct   ref fI }v}L^  
  { l<-0@(x)  
typedef T & reference; >5MHn@  
} ; +Z/aB*aVa^  
template < typename T > OM (D@up  
struct   ref < T &> !Ct'H1J-  
  { Yq0jw&v  
typedef T & reference; VRA0p[  
} ; + 0 |d2_]E  
u(C?\HaH  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: bCmlSu  
&BE'~G  
template < typename T > EZ)$lw/!J  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const j-(k`w\  
  { U}:e-  
  return l(t) = r(t); 8dCa@r&tz  
} k|; [)gE  
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。 HOb0\X  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 r8TNl@Z  
}gtkO&  
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 i1ss}JJp*  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 't#E-+o  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 <?Y.w1  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 -iySU 6  
最后的布局是: UlH;0P?  
                Add ~O~R,h>  
              /   \ |P`:NAf2  
            Divide   5 'Ej&zh  
            /   \ %Kc2n9W  
          _1     3 c5AEn -Q  
似乎一切都解决了?不。 sHf.xc  
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。 =plU3D2  
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。 0})mCVBY  
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: M'}iIO`L  
:uQ~?amM  
template < typename Right > n81z 0lnr  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const [fl^1!3{  
Right & rt) const HN~  
  { 4 t< mX  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ~[3B<^e  
} ^gd[UC-"w  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 WN9K*Tt~o&  
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。 :}3;z'2]l  
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。 MNV OloA  
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。 jb lj]/  
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。 9,>u,  
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? 1jkMje  
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: n Wb0S  
L>{p>  
template < class Action > -Gn0TA2/C  
class picker : public Action Z hYOz  
  { !/wR[`s9w  
public : J)"g`)\2+  
picker( const Action & act) : Action(act) {} =6^phZ(  
  // all the operator overloaded mQ qv{1  
} ; $G .ws  
C">w3#M%  
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。 3lT>C'qq  
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: e QGhX(  
$pGdGV\H  
template < typename Right > C3z#A3&J  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const t-3y`31i.  
  { J-)9>~[E<  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 8nQjD<-  
} c]!Yb-  
h4lrt  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > r'~^BLT`#  
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。 A0`#n|(Ad!  
WC *e#QP  
template < typename T >   struct picker_maker Ql.abU  
  { 1Kc[ ).O1  
typedef picker < constant_t < T >   > result; Cp[ NVmN  
} ; R0_O/o+{  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > YH^h ?s  
  { 41Htsj  
typedef picker < T > result; @EV*QC2l;Y  
} ; i1k#WgvZR  
ubZcpqm?Q  
下面总的结构就有了: }Rx`uRx\  
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。 Z[pMlg6Z  
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。 Hd9vS"TN]  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ** !  
至此链式操作完美实现。 JLFZy\  
= gbB)u-Pc  
Z<^TO1xs9B  
七. 问题3 { i2QLS  
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。 @ky<5r*JU(  
^qP}/H[QT  
template < typename T1, typename T2 >  a }m>  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const QFYO_$1 Y)  
  { ;LjTsF'  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); do>,ELS+m  
} ;%_s4  
xJSK"  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: -=)Al^V4T  
 s%c>Ge  
template < typename T1, typename T2 > eG05}  
struct result_2 ~vMdIZ.h  
  { _I1:|y  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; p,'Z{7HG  
} ; 4' MmT'  
IVblS iFF  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? swGp{wJ  
这个差事就留给了holder自己。 |*5803h  
    b)1v:X4Bv=  
^}PG*h|  
template < int Order > THl={,Rw`  
class holder; ?0%3~E`l:  
template <> 7u|X . X  
class holder < 1 > 8M,AFZ>F  
  { UG5AF Z\  
public : l1?$quM^V  
template < typename T > =]swhF+l-  
  struct result_1 1;8%\r[|5^  
  { R5KOai!  
  typedef T & result; Vw>AD<Rl  
} ; + <4gJoI  
template < typename T1, typename T2 > [)wLji7MK  
  struct result_2 .4&pi  
  { uZ/XI {/  
  typedef T1 & result; N3rq8Rk  
} ; suF<VJ)&s  
template < typename T > )oU%++cdo  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const $]`rWSYtv`  
  { 9z9\pXFQ  
  return (T & )r; %UXmWXF4$  
} i] I{7k  
template < typename T1, typename T2 > _yN&+]c  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const jo}yeGbU  
  { A6Vb'Gqv{  
  return (T1 & )r1; 9m+ejTK{U  
} 92 oUQ EK  
} ; 5ca!JLs  
JV`"kk/  
template <> KKcajN  
class holder < 2 > fuQk}OW{  
  { L4t( Y7  
public : W Yo>Md 8  
template < typename T > 8W"Xdv{  
  struct result_1 ?l>Ra0  
  { 3o^~6A  
  typedef T & result; 8quH#IhB  
} ; %+ : $uk[  
template < typename T1, typename T2 > |QHIB?C?`  
  struct result_2 5I>a|I!j  
  { /)*si  
  typedef T2 & result; &WJ;s*  
} ; 7I=vgT1F  
template < typename T > >v'@p  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const L}UrI&]V$:  
  { E@J}(76VS  
  return (T & )r; 9 K~X+N\  
} 's\rQ-TV  
template < typename T1, typename T2 > @>q4hYF  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const <El!,UBq<  
  { >uP1k.z'I  
  return (T2 & )r2; o\N^Uu  
} :/\KVz'fw}  
} ; kk$D:UQX  
qS/ 'Kyp_  
orZwm9#].  
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> >。 5;CqGzgoP  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: R@ MXwP  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: =6d'/D#J  
? ]H'egG6  
return l(i, j) = r(i, j); (vPE?^}b  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 8E|FFHNK<2  
S9E<)L  
  return ( int & )i; 6 g)X&pZ  
  return ( int & )j; nn8uFISb  
最后执行i = j; rI'kZ0&  
可见,参数被正确的选择了。 IXU~& 5&J  
$AF,4Ir-b+  
)(h<vo)-zX  
+a|u,'u  
d(q2gd@  
八. 中期总结 F$HL \y  
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: @N6KZn |R  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 1>)uI@?Rb  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ~EO=;a_  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor BWLeitS/  
<ahcE1h  
fO}Y$y\q  
fl71{jJ_  
]8|peo{  
2$O6%0  
九. 简化 t]6 4=  
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。 Z9UNp[  0  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 xz){RkVzP  
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: tRXR/;3O  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 kjRL|qx`a;  
  +-*/&|^等 Za'}26  
2. 返回引用。 V]|P>>`v9p  
  =,各种复合赋值等 +f\r?8s  
3. 返回固定类型。 9m}c2:p  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) q&V=A[<rz  
4. 原样返回。 d~w}{LR[1  
  operator, PHqIfH [  
5. 返回解引用的类型。 cp 5  
  operator*(单目) $qk(yzY  
6. 返回地址。 ek]CTUl*  
  operator&(单目) 0 hS(9y40  
7. 下表访问返回类型。 T^.W'  
  operator[] S@eI3Pk E  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 5# $5ct  
  operator<<和operator>> S<DS|qOo  
n##d!d|g  
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。 ;T?4=15c  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: #AUa'qB t  
P[a\Q`}L  
template < typename Left > a[Oi  
struct value_return M;F&Ix  
  { e"6!0Py#*  
template < typename T > L }&$5KiwV  
  struct result_1 Qh@A7N/L  
  { ypsT: uLT  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; *8j2iu-|  
} ; ;c;PNihg  
. [5{  
template < typename T1, typename T2 > d=8q/]_p  
  struct result_2 1U< g  
  { i;8tA !  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; tO]` I-  
} ; l]v>PIh~N  
} ; l*z.20^P  
cG~-OHU  
=)9@rV&~  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait L/n?1'he  
3erGTa[|q  
下面我们来剥离functor中的operator() p@+r&Mg%W"  
首先operator里面的代码全是下面的形式: L.) 0!1  
)I`Ma6bX  
return l(t) op r(t) cN\Fgbt  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 9 WhZ= Xk  
return op l(t) .#ASo!O5q  
return op l(t1, t2) O5eTkKUc  
return l(t) op I?!7]Sn$  
return l(t1, t2) op 9akIu.H  
return l(t)[r(t)] L\Y4$e9bF8  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] zs~v6y@  
yq2pg8%  
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: MF["-GvP/  
单目: return f(l(t), r(t)); `gFE/i18  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); BHa'`lCb  
双目: return f(l(t)); 3.?kxac  
return f(l(t1, t2)); QZs ]'*=#  
下面就是f的实现,以operator/为例 $ 'obj  
^$I8ga  
struct meta_divide s35`{PR  
  { oX #WT  
template < typename T1, typename T2 > o6[aP[~F  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) M'D l_dx-  
  { zZax![Z  
  return t1 / t2; FELDz7DYya  
} m<X[s  
} ; U'(@?]2 <G  
^Voi 4;  
这个工作可以让宏来做: FbWcq_  
j aEUz5  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ dRD t.U!T  
template < typename T1, typename T2 > \ ,'f^K!iA   
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 88l\8k4r  
以后可以直接用 9$[PA jwk  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) v?=y9lEH@%  
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 $ rU"Krf67  
(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。。。) /eO :1c  
DQy<!Wb+  
^I CSs]}1  
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 &xYO6_.  
[PW\l+i  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > qG<3H!Z!ky  
class unary_op : public Rettype y k{8O.g  
  { Ump$N#  
    Left l; W Y]   
public : :+q d>;yf#  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} nR(v~_y[V  
ni gn" r  
template < typename T > $"P[nNW3  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const e>] gCa  
      { N7 FndB5%  
      return FuncType::execute(l(t)); :yi?<  
    } cM hBOm*  
d^(7\lw|  
    template < typename T1, typename T2 > !jTtMx  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const PptVneujI  
      { )p^" J|  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); `]7==c #Y  
    } qC x|}5:  
} ; QB.QG!@  
0;Oe&Y  
?l9j]  
同样还可以申明一个binary_op 90[6PSXk  
\5iMr[s  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 1 ]A$  
class binary_op : public Rettype L~+/LV  
  { XU y[l  
    Left l; 9]Fi2M  
Right r; { )-8P  
public : 2<FEn$n[  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} dM=45$\q  
PS}'LhZ  
template < typename T > kz\Ss|jl  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ;l %$-/%  
      { lz7?Z  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); S"4eS,5L|  
    } 2{Y~jYt{h  
?XbM  
    template < typename T1, typename T2 > m{;j r<  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const @PT([1C  
      { >t_h/:JZ)  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); L</k+a?H!  
    } $<QrV,T  
} ; ^6On^k[|fw  
9 {wRqY  
Obf RwZh?q  
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 M$48}q+  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ;_=N YG.  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) uOO\!Hqq  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 /go|r '  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Y}]-o9Rl  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 rQxiG[0  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Bd]k]v+  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) r7,}"Pl  
下面是修改过的unary_op q6,z 1A"  
.P <3+  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 4*ZY#7h  
class unary_op 5a-x$Qb9  
  { N=PSr4  
Left l; rz0)S py6  
  `a%MD>R_Lg  
public : _i_P@I<M|~  
T]JmnCX>:  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} s+?2oPa  
-&COI-P8  
template < typename T > P(3k1SM  
  struct result_1 /w1M%10   
  { ZfH +Iqd  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; :KgH7s}  
} ; !E_Zh*lgm  
f S[-K?K  
template < typename T1, typename T2 > Z\$M)e8n  
  struct result_2 Wqkzj^;"G  
  { /Kd7# @  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Y hQ)M5  
} ; m<49<O6o  
H %c6I  
template < typename T1, typename T2 > -72EXO=|  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const TF%Xb>jy[  
  { 4-t^?T: qF  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); a}uYv:  
} FieDESsX>  
,sIC=V +  
template < typename T > g@37t @I  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const {vGJ}q?Sd"  
  { NJ)Dw`|%|)  
  return OpClass::execute(lt(t)); j)2I+[aoB  
} <)p.GAZ  
r=&,2meo  
} ; K Ax=C}9  
b,^Gj]7  
VJ=>2'I  
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 h7 E~I J  
好啦,现在才真正完美了。 0_eqO'"  
现在在picker里面就可以这么添加了:  ]'`E  
QXZyiJX}  
template < typename Right > T#H^ }`  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const |)+ SG>-  
  { ~%8P0AP  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); X3\PVsH$K  
} Rh ^(91d  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 HJ]xZ83pC  
FDQ=$w}' >  
vY-CXWC7  
*^uK=CH1?(  
dgjK\pH`h  
十. bind  ,\s`T O  
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。 uhh7Ft#H  
先来分析一下一段例子 N#K)Z5J)b  
Ifn|wrx;g  
b)<WC$"  
int foo( int x, int y) { return x - y;} "5&"Ij,/  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 tL$,]I$1+  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 B;r_[^  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 /)6T>/  
我们来写个简单的。 w6i2>nu_O  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: T82 `-bZ  
对于函数对象类的版本: gS5REC4I/  
dS ojq6M  
template < typename Func > !fzS' pkk.  
struct functor_trait TP rq:"K  
  { -N*[f9EJB  
typedef typename Func::result_type result_type; )&@YRT\c?8  
} ; CefFUqo4  
对于无参数函数的版本: 8>9Mh!t}(I  
?$|tT\SFV  
template < typename Ret > Byc;r-Q5V  
struct functor_trait < Ret ( * )() > uu.X>agg  
  { J<0{3pZY  
typedef Ret result_type; A|\A|8=b  
} ; FJc8g6M  
对于单参数函数的版本: N1Vj;-  
%J M$]  
template < typename Ret, typename V1 > 9"S2KT@8  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > SZF 8InyF  
  { 2Mt$Dah  
typedef Ret result_type; )#m{"rk[x,  
} ; F9 r5 Z  
对于双参数函数的版本: kG /1  
\}$|Uo$O  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > !-lI<$S:  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 1eD#-tzV  
  { TRi'l#m4  
typedef Ret result_type; @D;K&:~|N  
} ; .V hU:_u  
等等。。。 6{I7)@>N   
然后我们就可以仿照value_return写一个policy G<?RH"RZr  
F_qApyU,7  
template < typename Func > $mPR)T  
struct func_return LO_Xr j  
  { y~+LzDV  
template < typename T > }k VC ]+  
  struct result_1 RnkV)ed(  
  { xw8k<`  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ^aB;Oo  
} ; MLV]+H[mt  
B&_:20^y~  
template < typename T1, typename T2 > :zU4K=kR  
  struct result_2 X"TL'"?fo  
  {  vc: kY  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; .4a|^ vT  
} ; JPDxzp  
} ; 4BMu0["6|s  
D+!T5)>(  
(csk   
最后一个单参数binder就很容易写出来了 %`bs<ZWT  
%g7j7$c  
template < typename Func, typename aPicker > I%4eX0QY=z  
class binder_1 \Q#pu;Y*N]  
  { NN7KwVg  
Func fn; >J9Qr#=H2  
aPicker pk; r.?dT |A  
public : L"YQji!  
(h wzA *(c  
template < typename T > y;ey(  
  struct result_1 OFo hyy(  
  { 5i6Ji(  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; `m'RvUc  
} ; EZWWv L  
(1=@.srAzK  
template < typename T1, typename T2 > /[Nkk)8-  
  struct result_2 ;R+Gf!1  
  { D Z~036  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; @^0}wk  
} ; #IppjaPl8  
F4=X(P_6  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} =&g:dX|q8  
&kf \[|y  
template < typename T > 5#z7Hj&w  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const FpB3SJ6 B  
  { ~&,S xQT  
  return fn(pk(t)); o JVdFE  
} <OiH%:G/1  
template < typename T1, typename T2 > |s#,^SJ0  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const hAgrs[OFj  
  { a"cw%L  
  return fn(pk(t1, t2)); E\2f"s  
} r{~b4~kAf5  
} ; [g==#[  
3 JlM{N6+  
dM"5obEb  
一目了然不是么? 9n5uO[D  
最后实现bind v%#@.D!)  
1< b~="  
9QD+  
template < typename Func, typename aPicker > ga'G)d3oS  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) g6gwNC:aF  
  { &/Gf@[  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); L{ej<0yr  
} }V/iU_)  
HH3Z?g  
2个以上参数的bind可以同理实现。 a U<+ `  
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。 P(\x. d:  
A{3nz DLI  
十一. phoenix =q[+ e(,3  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 6EY 0Fjsi  
IUWJi\,  
for_each(v.begin(), v.end(), [pt U}  
( 5HB*  
do_ \R 3O39[  
[ !(S.7#-r  
  cout << _1 <<   " , " +Lr`-</VF  
] {rF9[S"h  
.while_( -- _1), @]]\r.DG  
cout << var( " \n " ) "-HWw?rx/  
) Cpn!}!Gnf  
); V\c`O  
 l:a#B  
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: l?X)]1  
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 do.XMdit  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 Qdy/KL1]  
那么我们就照着这个思路来实现吧: fG@]G9Z  
H-% B<7  
p CeCR  
template < typename Cond, typename Actor > T0o0_R  
class do_while CQ{pv3)  
  { O^~nf%  
Cond cd; f?QP(+M5.  
Actor act; \Jwc[R&x  
public : 7a4Z~r27/  
template < typename T > *y~~~ 'J/  
  struct result_1 I!Fd~g9I4  
  { Jg&f.  
  typedef int result_type; H=XdgOui  
} ; [t?:CgI)E  
94lz?-j  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} I#(?xHx  
Pp;OkI``[  
template < typename T > C)cuy7<  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const QwnqysNx4  
  { ~kI$8oAry  
  do uOx"oR|  
    { cU "uKR  
  act(t); ^_=bssaOd  
  } =|V#~p*  
  while (cd(t)); Tog'3k9Uw  
  return   0 ; !^aJS'aq  
} qjN*oM,  
} ; 5_rx$avm  
$L72%T  
]_m(q`_  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ?0d#O_la3  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 q3u:Tpn4%  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 ,/eAns`ZU  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 g9F?j  
下面就是产生这个functor的类: ^= qL[S6/M  
v|rBOv  
=]LAL w  
template < typename Actor > ZkF6AF   
class do_while_actor =BO>Bi&&  
  { Bf$` Hf6  
Actor act; /b."d\  
public : gAK"ShOhG=  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 1+Q@RiW  
gq.l=xS  
template < typename Cond > 2zkO s:  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; nx5I  
} ; +o K*5 Y  
rotu#?B  
R-Gg= l5  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 d M;v39  
最后,是那个do_ 4 udW 6U  
~6#O5plKc  
vSwRj<|CF  
class do_while_invoker rs0Wy  
  { KAnq8B!h  
public : Ed1y%mR>  
template < typename Actor > Oh,]"(+  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const 9[:TWvd  
  { Fzy5k?R  
  return do_while_actor < Actor > (act); bg^ <e}{<H  
} !d1a9los  
} do_; 5Rae?* XH  
sL#MYW5E  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 2u(G:cR  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 G BM8:IG \  
最后来说说怎么处理break和continue bv}e[yH  
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。 nPUD6<bF  
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