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
  • 4528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 D x Vt  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 f=J#mmH w$  
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, .)u,sYZA|  
|)IN20  
T.W/S0#j3  
OY`G_=6!N  
  class filler /sdkQ{J!.  
  { 88)0Xi|]KP  
public : WohK,<Or  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} 'J<KL#og  
} ; 'L0 2lM  
<v[,A8Q  
y)#Ib*?  
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: :d!.E$S  
J/wot,j^  
JVTG3:zD  
2@ACmh  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); oChcEx%  
g >-iBxml  
|vWx[=`o  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 *+qXX CA  
G*wn[o(^j  
kG,6;aVZ8  
u8N+ht@  
二. 战前分析 1/w['d4l!  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 ]b<k%  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 7,jh44(\=  
UmQ 9_H7  
KY"W{D9ib  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); I%*o7"  
  /* --------------------------------------------- */ )Hlr 09t=]  
vector < int *> vp( 10 ); iAWPE`u4  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); &g@?{5FP  
/* --------------------------------------------- */ UwdcU^xt9  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2);  D[]vJ  
/* --------------------------------------------- */ oOe5IczS(  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); /k}v m3  
  /* --------------------------------------------- */ %t%+;(M9  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); b9w9M&?fT  
/* --------------------------------------------- */ D 7H$!(F>  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); Ty#L%k}-t  
g4j?E{M?  
-@L*i|A  
N9:xtrJ]_J  
看了之后,我们可以思考一些问题: j t-ayLq  
1._1, _2是什么? WGVvBX7#  
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\VY)=U  
2._1 = 1是在做什么? 3=5+NJ'8  
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。 `<Zp!Hl(j  
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。 ]eP&r?B  
MF]s(7U4 `  
> -Jd@7-  
三. 动工 \\x``*  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: +~02j1Jx  
v*l1"0$  
o& $Fc8bH  
0ltq~K  
template < typename T > ?OvtR:hC  
class assignment B7T(9Tj+Fh  
  { A'6>"=ziP  
T value; 9)T;.O  
public : w]F(o  
assignment( const T & v) : value(v) {} )UZ 's>O  
template < typename T2 > ~n|*-rca  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } eH=lX9  
} ; 3MiNJi#=2  
f#/v^Ql*  
^B> 4:+^  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 fkyj&M/  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment JyYg)f  
i4v7x;m_p  
[D?RL `ZF  
x"5/1b3aq  
  class holder *V3}L Z  
  { }N*6xr*X+  
public : i@Q)`>4  
template < typename T > KS1Z&~4  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const Qy5\qW'  
  { *w59BO&M4  
  return assignment < T > (t); 0b~5i-zM/  
} Y*B}^!k6  
} ; {Qg"1+hhM  
TpuN[Y  
@B*?owba>  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: \BbemCPAm  
Zz,E4+'Rm  
  static holder _1; yo") G!BN  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 D*DCMMp=0  
I%b, H`  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); *ukugg.  
而不用手动写一个函数对象。 BRFA%FZ,  
X9#Od9cNaC  
'X"@C;q  
Mfuw y  
四. 问题分析 Pfe&wA't  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 NHPpHY3^.  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 [^P25K  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 g  O,X  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 DU4NPys]y  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 +JB. EW/  
2YdMsu~  
五. 问题1:一致性 <IGnWAWn  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| {1>V~e8t  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ?o"wyF A*  
7?qRY9Qu  
struct holder uf^"Y3  
  { 89U<9j   
  // P+wV.pF|  
  template < typename T > Wb68")$  
T &   operator ()( const T & r) const yfnqu4Cn  
  { uK="#1z cC  
  return (T & )r; ~:D}L   
}  }aRV)F  
} ; ,/C<GFae  
A+69_?B TH  
这样的话assignment也必须相应改动: G5Y 8]N  
r,A750P^  
template < typename Left, typename Right > ="P 3TP  
class assignment e 9U\48  
  { T8JM4F  
Left l; Gyw@+(l  
Right r; `QC{}Oo^  
public : 5 b( [1*  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} \vs,$h  
template < typename T2 > 6K5KZZG  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 1%G<gbHpI  
} ; /KO!s,Nk  
<:W]uT  
同时,holder的operator=也需要改动: WhMr'l/e  
#^" \WG7{  
template < typename T > -:Nowb  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const iKu[j)F  
  { u7UqN  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); pj6Q0h)  
} Ge8&_7  
xYtY}?!"  
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。 Y [0 S  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 t^)q[g  
$h`?l$jC(@  
return l(rhs) = r; /x"gpKwsB  
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。 DzkE*vR  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: vHcB ^Z  
S&Q1Ky^  
template < typename Tp > [9u/x%f(  
class constant_t #?k$0|60  
  { cYF R.~p  
  const Tp t; +M/04  
public : A=o p R  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ?<YtlqL  
template < typename T > i%GjtYjS  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const R0(Nw7!d/[  
  { &n|#jo(gS  
  return t; |Vs|&0  
} Sd2R $r  
} ; =#[_8)q  
dJ"3F(X  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 kzZtKN9Az  
下面就可以修改holder的operator=了 JUok@6  
^)m]j`}IGb  
template < typename T > @#c(4}^ <w  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const f#pT6  
  { w;vp X>  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); Ash"D~  
} r*C:)z .}  
Q*+@"tk<  
同时也要修改assignment的operator() E j@M\  
)#l &F$  
template < typename T2 > R|% 3JE0  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } B08q/ qi  
现在代码看起来就很一致了。 #m1e_[   
UB@>i3  
六. 问题2:链式操作 Jvw~b\  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 : FF:{&d  
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。 'm# -)R!  
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。 j wlmWO6  
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。 W1f]A#t<  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct wb 2N$Ew=  
+^{;o0kcx  
template < typename T > 41>Bm*if  
struct result_1 :Qh5ZO&G0  
  { NDglse  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; "ZE JL.Wy  
} ; 0I* ^VGZ  
Z`v6DfK}  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: ])!|b2:s3  
u`$,S& Er  
template < typename T > %?J\P@  
struct   ref 2/RK pl &  
  { Z%\9y]zs  
typedef T & reference; dt{ |bQLu3  
} ; <~!7?ak  
template < typename T > -q[T0^e S  
struct   ref < T &> Ne,7[k  
  { i)Vqvb0Q  
typedef T & reference; t(VG#}  
} ; #dE#w#=r  
N6=cqUM wt  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: m{`O.6#O  
P.$U6cq  
template < typename T > lSC3m=4g  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ?q1&(g]qO  
  { UTc$zc7  
  return l(t) = r(t); ca*USM  
} ndT:,"s  
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。 6* cm  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 /xJ,nwp7  
;'!U/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 2x{@19w)C  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: =H.l/'/Z  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 z11;r]VI  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 S,fMGKcq  
最后的布局是: 2/sD#vC  
                Add w&f8AY)#]4  
              /   \ kEf}yTy  
            Divide   5 c!T^JZBb  
            /   \ HWT0oh]  
          _1     3 ^*"&e\+p  
似乎一切都解决了?不。 IhwJYPLF  
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。 cEnkt=  
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。 N5#qox$D  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: }>b4s!k,  
!p >a,8w  
template < typename Right > nS"K dPM  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const o<1e-  
Right & rt) const GBzC<e#  
  { s+(%N8B  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 7f8%WD)  
} H[@uE*W  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 TyD*m$`y  
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。 8jd<|nYnfc  
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。 KGxF3xS*7  
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。 Gg|'T}0X  
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。 4*&x% ~*  
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? yZ~<! 5.P  
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: EXH{3E54)`  
SJoQaR,)>  
template < class Action > yc|C}oQF  
class picker : public Action "5 PP<A,F(  
  { n{d}]V@  
public : QG?7L_I  
picker( const Action & act) : Action(act) {} sqi~j(&\1  
  // all the operator overloaded Jy@cMq2  
} ; YN?@ S  
L!V`Sb  
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。 3H%R`ha  
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: BF<7.<,  
*yKsgH  
template < typename Right > R?qVFMQ  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 0&=2+=[c  
  { 0*L|r Jf  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); `!S5FE"-  
} D@uw[;Xb5  
`Gx"3ZUn  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > j|FGb:  
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。 +P/"bwv0  
Wa #,>  
template < typename T >   struct picker_maker ;_amgRP7$  
  { H$KE*Wwq  
typedef picker < constant_t < T >   > result; Fx4C]S  
} ; DBAJkBs  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > VH4P|w[YF  
  { %}%D8-d}G  
typedef picker < T > result; T?!^-PD9*  
} ; ehtiu!Vk  
'G>Ejh@t  
下面总的结构就有了: x5v^@_: jr  
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。 2_vE  
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。 (9';zw   
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 VD/Wl2DK  
至此链式操作完美实现。 96]lI3 c  
WLiY:X(+|  
r/HKxXT  
七. 问题3 s#`%c({U|  
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。 jz't!wj  
t!c8 c^HR  
template < typename T1, typename T2 > J9)wt ?%j  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const =vT3SY  
  { n} GIf&  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); }U7>_b2  
} qnW5I_]  
ItDe_|!L  
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: 583ej2HPg  
#j d?ocoY  
template < typename T1, typename T2 > 6T< ~mn  
struct result_2 @pQv}%  
  { HQ7-,!XO  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; daWmF  
} ; >4ebvM 0|  
75K~ebRr  
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? LnZ*,>1 Z  
这个差事就留给了holder自己。 /4#.qq0\{c  
    F) {f{-@)  
j:"+/5rV8  
template < int Order > }!0,(<EsV  
class holder; nf,>l0,,'  
template <> yZHQql%J O  
class holder < 1 > [A|W0  
  { *0i   
public : 4v3y3  
template < typename T > /AJ ^wY  
  struct result_1 f<xF+wE  
  { $%;NX[>j  
  typedef T & result; <3P?rcd,5K  
} ; \9Itu(<f  
template < typename T1, typename T2 > 9V?MJZ@aG  
  struct result_2 AS|gi!OVA  
  { ZgtW  
  typedef T1 & result; 4@5rR~DQq  
} ; $Pzvv`f*  
template < typename T > TMKemci  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 'gUHy1p  
  { vnk"0d.  
  return (T & )r; L45&O *%  
} YM3oqS D  
template < typename T1, typename T2 > s.1(- "DU  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ;s"m* 4N  
  { u):z1b3*?  
  return (T1 & )r1; #Vv*2Mc  
} o1MbHBb  
} ; r NU,(htS  
20^F -,z  
template <> -ud~'<k  
class holder < 2 > k :7UU4M 5  
  { 8Qu7x[tK?  
public : H4k`wWOk  
template < typename T > PfnhE>[>cf  
  struct result_1 >gFF>L>  
  { _ H$ Cm  
  typedef T & result; T fzad2}^  
} ; i.cSD%*  
template < typename T1, typename T2 > uFSgjWJ#~  
  struct result_2 7*'_&0   
  { [+{ ot   
  typedef T2 & result; |xQj2?_z*  
} ; {aGQ[MH\9  
template < typename T > +/\.%S/  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const =!U{vT  
  { VQPq+78  
  return (T & )r; w#Nn(!VR  
} ~Ufcy{x#  
template < typename T1, typename T2 > &_" 3~:N8k  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const \5s!lv*&  
  { p]!,Bo ZL  
  return (T2 & )r2; T]Tz<w W(  
} o"Ef>5N  
} ; DbPw) aCj  
?e3q0Lg3 |  
L}>9@?;GW  
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> >。 cB.v&BSW  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: K W04  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: p*Q"<@n  
KT?vs5jg$&  
return l(i, j) = r(i, j); "~]9}KM}3W  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) S31 :}   
Ug_zyfr  
  return ( int & )i; `~@BU  
  return ( int & )j; LE1&atq  
最后执行i = j; 5? c4aAn  
可见,参数被正确的选择了。 D-ug$ZRg  
5 Nl>4d`  
,:>>04O  
(~}l?k  
]YevO(  
八. 中期总结 He#+zE ;  
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: _<t3~{qUT  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 YLPiK  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 H@G7oK  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ]PUyX8'~  
s4~c>voQB  
yaR|d3ef?4  
ik&loM_  
,Oxdqxu7  
@Z3b^G[  
九. 简化 6K`frt  
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。 kdxs{b"t  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 >#!n"i;  
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: DKK200j  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 zc/S  
  +-*/&|^等 i.F[.-.  
2. 返回引用。 <LBMth  
  =,各种复合赋值等 Cc!n`%qc  
3. 返回固定类型。 +BzKO >  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) IH>+P]+3"3  
4. 原样返回。 !vImmhI!I  
  operator, D#(A?oN  
5. 返回解引用的类型。 X+&@$v1  
  operator*(单目) Bct>EWQ  
6. 返回地址。 L x9`y t6  
  operator&(单目)  .':SD{  
7. 下表访问返回类型。 _9L2JN$R6  
  operator[] :&_@U$  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 Xj !0jF33  
  operator<<和operator>> CuuHRvU8  
: FxZdE  
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。 :M=!MgD3w  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ]j1BEO!Bg  
$Q47>/CUc^  
template < typename Left > /8Vh G|Wb  
struct value_return !*CL>}-,  
  { 0CTI=<;  
template < typename T > DCw ldkdJN  
  struct result_1 VaX>tUW  
  { c?IIaj !  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; c!kbHZ<Z  
} ; zlSwKd(  
M.|hnGX N  
template < typename T1, typename T2 > o^7NZ]m  
  struct result_2 Ui?t@.  
  { D.?KgOZ  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; oxGOn('  
} ; o<C~67o_  
} ; ]t #,{%h  
](T*f'LN  
2H]&3kM3X  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait B623B HwS  
&<!I]:Y  
下面我们来剥离functor中的operator() v{%2`_c  
首先operator里面的代码全是下面的形式: kP [ Y  
ky!'.3yoI  
return l(t) op r(t) Kx<bVK4"  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 56TUh_  
return op l(t) hP 9+|am%  
return op l(t1, t2) :UScbPG  
return l(t) op > ]6Eb`v  
return l(t1, t2) op \J1Jn~  
return l(t)[r(t)] [8)Zhw$  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] t3bN P K^  
b,SY(Ce~g  
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: )ZiJl5l@  
单目: return f(l(t), r(t)); {H0B"i  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2));  wl9E  
双目: return f(l(t)); cT.1oaAM0  
return f(l(t1, t2)); 6J&L5E  
下面就是f的实现,以operator/为例 xY_/CR[,  
rJ<v1Yb  
struct meta_divide ,&l>^w/  
  { 1lMU('r%  
template < typename T1, typename T2 > ?]sj!7   
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) e%UFY-2  
  { W6wgX0H  
  return t1 / t2; >L=l{F6 p  
} Y|1kE;  
} ; MNJ$/l)h  
d_]MqH>R\  
这个工作可以让宏来做: >nTGvLOq  
\idg[&}l}  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ le8n!Dk(  
template < typename T1, typename T2 > \ \W*ouH  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; (c[|k  
以后可以直接用 5?2PUE,a  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) \/lS!+~'']  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 X0 %k`3  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) L4Kkbt<x  
eOLS  
nk6xavQji  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 r[~K m5  
%} \@Wk~  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > .Olq_wuH  
class unary_op : public Rettype >eJk)qM  
  { b`%/ *  
    Left l; f+gyJ#R`  
public : f#mY44:,C  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} TQnMPELh"  
'VO^H68  
template < typename T > PW.W.<CL  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Fdvex$r&  
      { <4(rY9   
      return FuncType::execute(l(t)); n]_8!NU  
    } <K 4zH<y  
o1kLT@VCl  
    template < typename T1, typename T2 > j7uiZU;3Rx  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const T_I"Tsv  
      { SD JAk&Z}R  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); >Wy@J]Y#  
    } IURi90Ir  
} ; K4l,YR;r  
t;E-9`N  
Af*^u|#  
同样还可以申明一个binary_op u^V`Ucd"R  
vp-)$f&  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Pk*EnA)  
class binary_op : public Rettype 5z#>>|1>#  
  { -*tP_=-Dg  
    Left l; \.Q"fd?a_D  
Right r; a"hlPJlG  
public : WO_cT26Y  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} &a-:ZA@  
6)DYQ^4y  
template < typename T > c< \:lhl  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const I_eYTy-a`1  
      { b/ur!2yr  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); Ku&0bXP  
    } OGh b Ha  
v>0xHQD*<M  
    template < typename T1, typename T2 > TX8,+s+  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const @\[&_DZ  
      { gxL5%:@  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); HiVF<tN  
    } | \Qr cf  
} ; :2  
Po=)jkW  
0y|}}92:  
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 Vk>aU3\c  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 9j9A'Y9(  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) rWSw1(sAA  
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。 VU)ywIs  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! ;xwa,1]  
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。。。 `EV[uj&1S  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 k(hes3JV  
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) 0$* z   
下面是修改过的unary_op f,PFvT$5e  
Lsuc*Ps  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > lusINILc  
class unary_op 1 !OQxY}f  
  { nQg6 j Zf  
Left l; 3P'.)=}  
  CWt,cwFW  
public : UZ&bT'>;9g  
O,:ent|  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} o_os;  
b^^Cj(  
template < typename T > ~])\xC  
  struct result_1 pD.7ib^  
  { PX(Gx%s|  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; {"'W!WT b  
} ; RH>b,  
Wu:vO2aw8  
template < typename T1, typename T2 > ZYrd;9zB  
  struct result_2 AUxLch+"5K  
  { n5oB#>tI0  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; &bnF{~<\  
} ; 7P!/jaw xb  
u[PO'6Kzd  
template < typename T1, typename T2 > 7P:0XML}  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const )#i]exZ  
  { GVn7#0x  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ,GZ(>|  
} yq\)8Fe  
=4+UX*&i?.  
template < typename T > p;BdzV>  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 4$d|}ajH  
  { d/Fjs0pt  
  return OpClass::execute(lt(t)); `;5UlkVZ5  
} az0( 54M  
!tHqF  
} ; 18V*Cu  
esbxx##\  
+JBhw4et;.  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug #C4  
好啦,现在才真正完美了。 0>VgO{X  
现在在picker里面就可以这么添加了: k`2 K?9\  
M _$pqVm  
template < typename Right > Lg_y1Mu7o  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 8r)eiERv  
  { % NX  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); #qm<4]9 1  
} ks sXi6^  
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。 J'^BxN&  
SM! [ yC  
F)5QpDmqb  
1H-R-NNJ:  
RYS]b[-xZz  
十. bind JB''Ujyi  
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。 9v 0.]  
先来分析一下一段例子 fC]+C(*d  
@MAk/mb&  
(Qq! u  
int foo( int x, int y) { return x - y;} oQWS$\Rr.  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 Y5cUOfYT  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 4 lJ@qhV  
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。 RAXqRP,iw  
我们来写个简单的。 6bo,x  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: T?^AllUZQR  
对于函数对象类的版本: nLQ 3s3@1>  
X& O o1y  
template < typename Func > z=BX-)  
struct functor_trait i LK8Wnrq  
  { DU]MMR  
typedef typename Func::result_type result_type; G\Toi98d*  
} ; B58H7NH ;G  
对于无参数函数的版本: /Eh\07p  
)0fQ(3oOg  
template < typename Ret > \*!g0C 8 o  
struct functor_trait < Ret ( * )() > "{qhk{  
  { p^ 9QYR  
typedef Ret result_type; JR'Q Th:z  
} ; \TC&/'7}  
对于单参数函数的版本: XV). cW|.a  
I2YQIY+  
template < typename Ret, typename V1 > 4U C/pGZY  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ?ti7iBz?  
  { /M v\~vg$1  
typedef Ret result_type; u)R>ozER  
} ; 2frJSV?  
对于双参数函数的版本: )'DFDrY  
 L~I<y;x  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > /PQg>Pa85  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > .eK1xwhJ  
  { i "62+  
typedef Ret result_type; 4h:Oo  
} ; G/2@ Mn-  
等等。。。 m*CIbkDsZ  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy Rj+}L ~"  
G*\wu&7!  
template < typename Func > =h5&\4r=  
struct func_return $-M1<?5  
  { nU)}!` E  
template < typename T > W4|1wd}.t  
  struct result_1 WI[6 l6  
  { 92+({ fg W  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; %jqBYn0q'  
} ; E J q=MP  
H6bomp"  
template < typename T1, typename T2 > K]N^6ome  
  struct result_2 6\OSIxJZF  
  { &"Ua"H)  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; s3/->1#i  
} ; Vy16Co  
} ; qECc[)B  
onG,N1`+  
u?Iop/b  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 +g7Iu! cA  
Q%o   
template < typename Func, typename aPicker > ,Xo9gn  
class binder_1 zRsT6u  
  { i ,4  
Func fn; (<itE3P  
aPicker pk; ]/JE#  
public : A9p$5jt7  
f.V0uBDN  
template < typename T > qaG%PH}a  
  struct result_1 P,_GTs3/G  
  { 1#aOgvf  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; >~>=[M0  
} ; &AUL]:<s  
?u'JhZ  
template < typename T1, typename T2 > fnL!@WF  
  struct result_2 |X~T</{8i  
  { V6BCW;   
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; j 7a;g7.  
} ; x%vt$dy*8  
b0m1O.&I_  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} YAC=V?U-#  
xO"5bj  
template < typename T > vh KA8vr  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const HEht^ /pJ  
  { Fm*n>^P@Y  
  return fn(pk(t)); 7:mM`0g!  
} ib/&8)Y+J  
template < typename T1, typename T2 > 5p U(A6RtS  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const d3 fE[/oU  
  { wvx N6  
  return fn(pk(t1, t2)); &>i+2c~  
} {LR?#.   
} ; L a0H  
goIn7ei92  
]*sXISg1  
一目了然不是么? sJt&`kZ  
最后实现bind |Wi$@sWO  
S%mN6b~{  
VP0wa>50!  
template < typename Func, typename aPicker > ? Yy[8_(tN  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 7EQ |p  
  { (+CB)nV0IA  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); D GOc!  
} )nQpO"+M  
@6h=O`X>  
2个以上参数的bind可以同理实现。 "%qGcC8  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 A}H)ojG'v  
N$:[`,  
十一. phoenix Z^>3}\_v  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 8'Z9Z*^h#x  
x8b w#  
for_each(v.begin(), v.end(), /bfsC& 3  
( KB *[b  
do_ d[-w&[iy  
[ 1wE~dpnx  
  cout << _1 <<   " , " @~QW~{y  
] M!!W>A@T[g  
.while_( -- _1), DH)@8)C  
cout << var( " \n " ) WvUe44&^$  
) 5<,}^4wWZ  
); %$!}MxUM  
?G0=\U< o,  
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: 1UyI.U]  
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 A;Xn#t ,(K  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。  p&:R SO  
那么我们就照着这个思路来实现吧: + :iNoDz  
:HMnU37m W  
A5!f#  
template < typename Cond, typename Actor > /3'-+bp^=  
class do_while uDQ d48>  
  { uJF,:}qA  
Cond cd; 3MNo&0M9  
Actor act; ]*ZL>fuD|  
public : B=u@u([.  
template < typename T > sJw3o7@pg  
  struct result_1 9_5Fl,u z  
  { Tj<W4+p{  
  typedef int result_type; Ko>pwhR}  
} ; {p yo  
$@}6P,mg  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} #f\U3p  
vZhN% DfY  
template < typename T > nFX8:fZ$>  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const M=`F $  
  { FUvZMA$  
  do `fY~Lv{4d_  
    { psgXJe$  
  act(t); 6@ ToPbj4  
  } 1i$9x$4~E  
  while (cd(t)); na(@`(j[  
  return   0 ; bn~=d@'  
} 6_^ u}me  
} ; m`I6gnLj  
HGh`O\f8  
|XLx6E2F  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 2}b1PMpZG  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 >m44U 9   
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 [@uL)*o_#  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 _\"7  
下面就是产生这个functor的类: D(@#Gd\Z@  
&r/a\t,8n  
a^,6[  
template < typename Actor > m9wV#Ldu  
class do_while_actor |Y0BnyGK  
  { K /g\x0  
Actor act; ,*@m<{DX)  
public : kJZBQ<^  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} HZkC3$  
Ac^}wXp  
template < typename Cond > _F;(#D  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; FC.y%P,  
} ; _udH(NC  
!3kyPoq+  
fS w00F{T  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ?h<I:[oZ  
最后,是那个do_ VkRvmKYl  
x6.an_W6  
$s)G0/~W  
class do_while_invoker CLdLO u"  
  { 2%rAf8=  
public : O5{ >k  
template < typename Actor > O-U_Zx0zd  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const n/=&?#m}d  
  { (SkI9[1\@3  
  return do_while_actor < Actor > (act); *G.6\  
} g(;t,Vy,I  
} do_; zYbSv~)  
K0g<11}(Yg  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? c03A_2%  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 4 "@BbVYR  
最后来说说怎么处理break和continue Y9'Bdm/  
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。 j_o6+R k  
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
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八