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
  • 5651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 rXY;m-  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 .5Knbc  
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, )W`SC mr]  
Y8%0;!T  
|/;U)M  
UK6xkra?#  
  class filler OpK. Lsd0y  
  { 8wII{FHX  
public : p"[O#*p  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} kYxl1n v  
} ; rps(Jos_~  
/}w#Jk4pD  
y7JZKtsFA  
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: ?Ml%$z@b?  
h@~:(:zU$  
Il{^ j6  
[6; N3?+  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); (S  k#x  
]^:hyO K  
Re*|$r#  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ,\o<y|+`S  
n$XdSh/   
y !<'rg  
.!(,$'(@=  
二. 战前分析 Z&FkLww  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 x" 'KW (  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 aqs%m (  
{)V?R  
>*dQqJI  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); kDzj%sm!  
  /* --------------------------------------------- */ *me,(C  
vector < int *> vp( 10 ); xMD rE?  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); *O@sh  
/* --------------------------------------------- */ 4E=0qbt8  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); \Z)#lF|^  
/* --------------------------------------------- */ a`H\-G  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); FUaI2  
  /* --------------------------------------------- */ +7Yu^&  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); hCzjC|EO~  
/* --------------------------------------------- */ #(%t*"IY;  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); )n7|?@5U  
|l|_dn  
9W*.lf  
V43nws "4  
看了之后,我们可以思考一些问题: 3{<R5wUo"  
1._1, _2是什么? E'5Ajtw;  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 UvkJ?Bu  
2._1 = 1是在做什么? 1GtOA3,~;-  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 07x=`7hs}  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 j$@?62)6  
h|bqyu  
,>;!%Ui/p  
三. 动工 %O#)Nq>mp  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: HWqLcQ d:P  
[tUv*jw%  
AG]W O8f)  
ZCm1+Y$  
template < typename T > 31~hlp;  
class assignment wms1IV%;  
  { 2~f6~\4GL+  
T value; a{h%DpG  
public : 9Z&?R++?  
assignment( const T & v) : value(v) {} /ZHO>LNN|  
template < typename T2 > ||uZ bP@  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } h4f ~5- Y  
} ; ZP"yq6!i  
]Ap`   
z@zD .  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 <^xfcYx\  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment L 5+J ^  
U,e'ZRU6  
Aj,]n>{  
],n%Xp  
  class holder i 'qMi~{  
  { 8QV t, 'I  
public : < CDA"  
template < typename T > TfJL+a0  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const |U#DUqw  
  { 9Uk(0A  
  return assignment < T > (t); /I`3dWL  
} 1t+%Gv^sK  
} ; tJ"az=?  
Yi 6Nw+$  
Rho5s@N7  
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: @0$}? 2  
C` pp  
  static holder _1; O@s{uZ|A6  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 h1# S+k  
80Ag  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Y)|~:& tZ  
而不用手动写一个函数对象。 <yZP|_  
2B^~/T<\  
R*087X7 N|  
8x9Rm  
四. 问题分析 4IZlUJ?j+c  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 /|?F)%v\  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 < kz[:n:  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 wxj>W[V  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 cf)J )  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 iNQ0p:<k  
22>;vM."  
五. 问题1:一致性 /}=a{J  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 4d0#86l~J/  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 tRteyNA  
NvQ%J+  
struct holder .)7:=  
  { bp#fyG"  
  // j&WL*XP&5  
  template < typename T > GMb(10T`  
T &   operator ()( const T & r) const Nsn~@.UuSW  
  { b$Ln} <  
  return (T & )r; fD{II+T  
} ;|<(9u`  
} ; ~Q?!W0ZBE  
CZY7S*fL  
这样的话assignment也必须相应改动: n+HsQ]z.  
3y ryeS  
template < typename Left, typename Right > X8b|]Nr  
class assignment [SkKz>rC  
  { jq(qo4~;  
Left l; 0 " y%9  
Right r; >Q=Ukn;k  
public : Rn-G @}f  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 1}}>Un`U5,  
template < typename T2 > dAL3.%  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } ! RPb|1Y}+  
} ; 9${Xer'  
n_P3\Y|  
同时,holder的operator=也需要改动: qaG#;  
%H& ].47  
template < typename T > %&+TbDE+T  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const 1CkdpYjsj  
  { 4PWAGuN^  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); @A{m5h  
} j)Y[4 ^k^  
gRAC d&)  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 b:kXNDc  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ]GX \|1L  
ZB[k{Y  
return l(rhs) = r; T6Ctf#  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 &cu!Hx  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: j)by}}  
J R$r!hX  
template < typename Tp > %ucjMa>t  
class constant_t M4KWN'  
  { (?3[3 w~  
  const Tp t; SdJ/ 4&{ !  
public : X3wX`V}  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 'e@=^FC  
template < typename T > _dU8'H  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const x6;j<m5Mjx  
  { g?G+dnl/8  
  return t; J#Z5^)$  
} u1Ek y/e-  
} ; Bu3T/m  
KKEN'-3  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 >o~Z>lr  
下面就可以修改holder的operator=了 =P`~t<ajB  
 f:wd&V  
template < typename T > c0ez/q1S  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const v+=k-;-  
  { e;VIL 2|  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); Kesy2mE  
} Qx)Jtb0`V  
k6(r !mc  
同时也要修改assignment的operator() h2w}wsb0l  
C4\,z\Q  
template < typename T2 > <G ~>~L.E  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } $bsH$N#6T  
现在代码看起来就很一致了。 {G3i0 r  
347eis'  
六. 问题2:链式操作 y'} O)lO1  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 T9syo/(  
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。 &(blN.2  
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。 y(a!YicA?  
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。 eV7 u*d?  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ;%!B[+ut"  
DCQ^fZ/  
template < typename T > *5V Xyt2  
struct result_1 %gd(wzco  
  { mC[UXN/  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; -*a?<ES`  
} ; MCc$TttaVz  
@5VV|Wt=  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: "D][e'  
6!q#x[A  
template < typename T > ^qvZ XS  
struct   ref Uxu\u0*  
  { Hkd^-=]]no  
typedef T & reference; ymN!-x8q>'  
} ; yx>_scv,T  
template < typename T > }uY!(4Rw  
struct   ref < T &> VDbI-P&c  
  { P"_$uO(5x  
typedef T & reference; =ll=)"O  
} ; qO@@8/l  
~9\zWRh  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: r0]4=6U  
q| .dez'  
template < typename T > }{[mrG   
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 7KjUW\mN2Z  
  { hBU\'.x  
  return l(t) = r(t); > \Sr{p5KR  
} 0N:XIGFa  
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。 ]; Wx  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 o<i,*y88  
fc_2D|  
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 z=7|{G  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: fJAnKUF)  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 \qh *E#j  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ^aZAw%K  
最后的布局是: >~nF=   
                Add 58tVx'1y  
              /   \ t*XN_=E$f  
            Divide   5 FFKGd/:!  
            /   \ \ I`p|&vG  
          _1     3 wzCUZ1N9q  
似乎一切都解决了?不。 fbvbz3N  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 @Xp~2@I=ls  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 3AcD,,M>>  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: eqAW+Ptx  
q'Wr[A40j  
template < typename Right > >rsqH+oL  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const !g!5_ |  
Right & rt) const qJ4T]FVN  
  { `D$Jv N  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 9W ^xlid6  
} ~|ss*`CT  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 "= / f$Xf  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 ^wb:C[r!V  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 >Z.\J2wM<j  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 6uPcXd:8ZR  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 5ExDB6Bx@y  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? Px FWJ?=  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: DL'iS  
8flOq"uK^  
template < class Action > [U@; \V$  
class picker : public Action _ *f  
  { v *-0M  
public : @%ip7Y]e  
picker( const Action & act) : Action(act) {} RoGwK*j0+  
  // all the operator overloaded W,^W^:m-x  
} ; -_ C#wtC  
G q<X4C#|  
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。 D]G)j  
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: ao_4mSB  
jnB~sbyA  
template < typename Right > EZ;"'4;W  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const ?S$i?\Qh  
  { ) rW&c- '  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); uc7Eq45  
} 7{@l%jx][  
L|-98]8>  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > Q6gt+FKU9  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 1923N]b  
bHLT}x/Gw  
template < typename T >   struct picker_maker G;NF5`*4mc  
  { @yd4$Mv8%  
typedef picker < constant_t < T >   > result; ]?O2:X  
} ; @Jm7^;9/  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > /S5| wNu  
  { <@wj7\pQ  
typedef picker < T > result; 9,j-V p!G  
} ; 8to8!(  
hpTDxh'?$C  
下面总的结构就有了: :cu #V  
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。 $$b 9&mTl#  
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。 'r1LSht'  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 !`1'2BC  
至此链式操作完美实现。 8r"+bhGx~  
<fCKUc  
eW5SFY.  
七. 问题3 qd3Q}Lk  
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。 No]~jnqDM  
o<IAeH {+  
template < typename T1, typename T2 > (C4fG@n  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Lip4)Y [  
  { 3(TsgP >`  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); dL7E<?l  
} Y!iZW  
z#BR5jF  
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: }_=eT]  
su*Pk|6%  
template < typename T1, typename T2 > 'lHdOG  
struct result_2 (=D&A<YX  
  { 3(C\.oRc  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; gs!(;N\j|  
} ; .ERO|$fv  
Oo kh<ES>  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? f&v9Q97=  
这个差事就留给了holder自己。 "ju6XdZo  
     :Gm/  
AJ#Nenmj  
template < int Order > SBA?^T  
class holder; g&/T*L  
template <> iq( )8nxi  
class holder < 1 > `al<(FwGE  
  { >pUtwIP  
public : =UyLk-P w  
template < typename T > jw-0M1B  
  struct result_1 PkI:*\R  
  { 7{&|;U  
  typedef T & result; &0f5:M{P  
} ; %HrAzM.QBF  
template < typename T1, typename T2 > df7wN#kO+  
  struct result_2 N F)~W#  
  { :y7c k/>  
  typedef T1 & result; w$JvB5O  
} ; H":oNpfb  
template < typename T > 2UGsYQn  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 4apL4E"r  
  { II6CHjW`;  
  return (T & )r; x _c[B4Tw  
} (5]}5W*  
template < typename T1, typename T2 > cnTaJ/o  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const I? ,>DHUX  
  { I`NjqyTW  
  return (T1 & )r1; $DG?M6   
} ~69&6C1Ch  
} ;  w@,zFV  
P.gb 1$7<  
template <> ]U"94S U:)  
class holder < 2 > bhniB@<  
  { 13taFV dU  
public : {<<U^<6}  
template < typename T > 6gc>X%d`K  
  struct result_1 ]+X@ 7  
  { s[UHe{^T  
  typedef T & result; / m=HG^!  
} ; c38D}k^):  
template < typename T1, typename T2 > 4?B\O`sy.  
  struct result_2 eM8}X[  
  { '- zD  
  typedef T2 & result; dAuJXGo  
} ; 82l~G;.n3  
template < typename T > Bve.C  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const HTG%t/S  
  { ~3<> 3p  
  return (T & )r; wmTb97o  
} B_.%i+ZZ  
template < typename T1, typename T2 > V:y'Qf2M  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const %7|9sQ:  
  { `nu''B H  
  return (T2 & )r2; s0vDHkf8  
} \-g)T}g,I  
} ; <7~'; K  
A}l3cP; `#  
WPQ fhr#|  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 a |X a3E  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: ui?  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: &v@a5L  
LGn:c;  
return l(i, j) = r(i, j); B6={&7U2  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 'dn]rV0(C  
!z>6 Uf!{  
  return ( int & )i; 2'w?\{}D  
  return ( int & )j; \.-bZ$  
最后执行i = j; ?32&]iM oW  
可见,参数被正确的选择了。 w(L4A0K[  
E 7{U |\  
H*}y^ )x  
~A\GT$  
;0Tx-8l  
八. 中期总结 |!4K!_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: [TmIVQ!B  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 5?x>9C a  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ,5h)x"s  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor I`!<9OTBj  
qv!2MUw\j  
Vh4X%b$TV  
rbWP78  
-Ps!LI{@  
*_d7E   
九. 简化 8A})V8  
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。 $| @ (  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 %V7at7>o  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: n"c[,k+R`U  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 EFM5,gB.m  
  +-*/&|^等 Iy&!<r7:]0  
2. 返回引用。 fumm<:<CLO  
  =,各种复合赋值等 bE !GJZ  
3. 返回固定类型。 _z|65H  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) JkbQyn  
4. 原样返回。 <<][hQs  
  operator, GBPo8L"9  
5. 返回解引用的类型。 FOE4>zE  
  operator*(单目) ;@oN s-  
6. 返回地址。 YIG~MP  
  operator&(单目) xqu}cz  
7. 下表访问返回类型。 pOIJH =#  
  operator[] cQ R]le %(  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 k5'Vy8q  
  operator<<和operator>> s;ls qQk  
vg32y /l]S  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 :74y!  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: u0 `S5?  
T4Pgbop  
template < typename Left > W')Yg5T  
struct value_return m;GCc8  
  { wfLaRP  
template < typename T > 0x@6^ %^\  
  struct result_1 *Q "wwpl?  
  { [1Qo#w1  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; -lY6|79bF  
} ; <Z mg#  
1~NT.tY  
template < typename T1, typename T2 > qm/22:&v5  
  struct result_2 V_.5b&@  
  { *`5.|{<j{  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; A P?R"%  
} ; D2Kp|F;  
} ; tEvut=k'  
u04kF^  
'c9]&B  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait :(P9mt  
;n*.W|Uph  
下面我们来剥离functor中的operator() Yi%;|]  
首先operator里面的代码全是下面的形式: KPKt^C  
kTOzSiq  
return l(t) op r(t) lZ]ZDb?P  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) y51e%n$  
return op l(t) s<<ooycBrQ  
return op l(t1, t2) ];[}:f  
return l(t) op $9_xGfx}  
return l(t1, t2) op $ r@zs'N  
return l(t)[r(t)] 6]WAUK%h  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 98IJu  
-b9\=U[  
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: @=}0`bE  
单目: return f(l(t), r(t)); l<58A7  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); [}E='m}u9+  
双目: return f(l(t)); +V ;l6D  
return f(l(t1, t2)); 61C7.EZZ;  
下面就是f的实现,以operator/为例 4DI8s4fi  
2*;~S4 4  
struct meta_divide H)kwQRfu  
  { 9<6;Hr,>G  
template < typename T1, typename T2 > P64PPbP  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) >* f-Wde  
  { pP&7rRhw  
  return t1 / t2; O:;w3u7;u  
} LM<qT-/qs  
} ; l *(8i ^  
K_|k3^xx"  
这个工作可以让宏来做: NX*Q F+  
%S960  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ZB= E}]v6  
template < typename T1, typename T2 > \ [Kg+^N% +  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ] vHF~|/-  
以后可以直接用 > PRFWO  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) JE "x  
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 q$d>(vb q  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) AUG#_HE]k  
EIP /V  
@e.C"@G  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 X:"i4i[}{9  
U2#"p   
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >  ?Jm^<  
class unary_op : public Rettype = SMXDaH  
  { cKca;SNql1  
    Left l; G:<aB  
public : RLjc&WhzXu  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} *SJ_z(CZm  
{#vgtgBB  
template < typename T > y&$A+peJ1  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const gV's=cQ  
      { Y.(PiuG$G  
      return FuncType::execute(l(t)); %v M-mbX  
    } Ju@c~Xm  
EHJ.T~X  
    template < typename T1, typename T2 > t\dN DS  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const :D5Rlfj  
      { L\J;J%fz.  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); b|:YIXml  
    } ~g]Vw4pv  
} ; ;WQve_\  
me$Z~/Akm  
AlaW=leTe  
同样还可以申明一个binary_op 5{X<y#vAC0  
{UI+$/v#  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > y%cP1y)  
class binary_op : public Rettype hED}h![  
  { Qz1E 2yJ  
    Left l; PO: {t  
Right r; UcHJR"M~c  
public :  R B  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} |mfvr *7  
-$ls(oot  
template < typename T > 3qC}0CP*  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Gx/Oi)&/  
      { ASA,{w]  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); m.rmM`  
    } +Mb.:_7'  
Rh{f5-  
    template < typename T1, typename T2 > eF$x1|  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const JGrWHIsNV  
      { %$Tji  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); "%w u2%i  
    } +{.WQA}z\  
} ; P/eeC"  
zY{A'<\O  
jvL[ JI,b  
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 NH4#  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 IHac:=*Q  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) rglXs  
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。 ~q.F<6O  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! p8O2Z? \  
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。。。 :P~6~ K um  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ?);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) QA`sx  
下面是修改过的unary_op 7>%8eEc  
i-_mTY&M  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > %ntRG !  
class unary_op Xc-'Y"}|`t  
  { T.BW H2gRP  
Left l; A?P_DA  
  6%_nZvRv  
public : UB@+c k  
.t!x<B  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} +I|vzz`ZVr  
KkbDW3-  
template < typename T > 7Ovi{xd@  
  struct result_1 [RhO$c$[\  
  { |/{=ww8|  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; VlsnL8DV  
} ; f.$af4 u  
.M%}X7  
template < typename T1, typename T2 > qo bc<-  
  struct result_2 Ve; n}mJ?  
  { kdeWip6Y  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; (hbyEQhF  
} ; fIU#M]Xx  
}S-O& Z  
template < typename T1, typename T2 > V U3upy<  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const `Ggbi4),  
  { JK5gQ3C[  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2));  ZBp/sm  
} %dVZ0dl  
H<,gU`&R  
template < typename T > $'M!HJxb  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ]N?kG`[  
  { ?Z/V~,  
  return OpClass::execute(lt(t)); n/:33DAB  
} eD6fpe\(  
@*( (1(q  
} ; 1oGw4kD^x  
8<Av@9 *}  
<0!):zraS  
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 W/h[A3 `3N  
好啦,现在才真正完美了。 }K|oicpUg  
现在在picker里面就可以这么添加了: |@d\S[~^G  
NC(~l  
template < typename Right > &V/Mmm T  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const *z8\Lnv~k  
  { k5pN  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); Ad_h K O  
} M8(t 'jN  
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。 4H&+dR I"  
eng'X-x  
+23x ev  
h2d(?vOT  
CLRdm ^B  
十. bind SwMc pNo  
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。 wnC81$1l~  
先来分析一下一段例子 q(84+{>B  
fNFY$:4X  
&%J08l6  
int foo( int x, int y) { return x - y;} X'iWJ8  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1  f.)O2=  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 .?$gpM?i  
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。 $=4QO  
我们来写个简单的。 W'M*nR|xo  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ]c'A%:f<  
对于函数对象类的版本: T6=u P)!K  
a&? :P1$  
template < typename Func > .$vK&k  
struct functor_trait ZJiG!+-j  
  { Y}wyw8g/  
typedef typename Func::result_type result_type; G4"F+%.  
} ; 5r ^(P  
对于无参数函数的版本: Cw&KVw*  
H qx-;F~0  
template < typename Ret > xJ.M;SF4  
struct functor_trait < Ret ( * )() > nBYZ}L q  
  { 0</);g}  
typedef Ret result_type; UkFC~17P  
} ; Z,PPu&lmE/  
对于单参数函数的版本: =rdV ]{Wc  
tKXIk9e  
template < typename Ret, typename V1 > SE*g;Cvg1  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > j0q&&9/Jj  
  { CpT jJXb  
typedef Ret result_type; ;Rl x D 4p  
} ; j#4kY R{  
对于双参数函数的版本: TB31- ()  
La[V$+Y  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > [Y`W  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ]7A'7p $Y  
  { fp"W[S|uL  
typedef Ret result_type; 4#Jg9o   
} ; A@#E@ ;lm  
等等。。。 G' 1'/  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy x]j W<A  
UJ2U1H54h  
template < typename Func > xyXa .  
struct func_return 4^<?Wq~  
  { n+M<\  
template < typename T > ]6j{@z?{  
  struct result_1 , W?VhO  
  { .T`%tJ-Em  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; <1TAw.  
} ; <F'\lA9  
J<lW<:!3]  
template < typename T1, typename T2 > JW&gJASGC  
  struct result_2 gjlx~.0d  
  { !5!<C,U  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; \Vk:93OH21  
} ; Q+{n-? :  
} ; c &c@M$  
|DwZ{(R"W  
0> \sQ,T  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 eyxW 0}[  
#O&8A  
template < typename Func, typename aPicker > Pg{J{gn  
class binder_1 m]&SNz=  
  { t6t!t*jO  
Func fn; 3OB"#Ap8<  
aPicker pk; &7s.`  
public : 4skD(au8  
yf,z$CR  
template < typename T > qxc[M8s  
  struct result_1 x?<FJ"8"k  
  { mR)wX 6  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; vP,n(reM  
} ; 7xR\kL.,  
_#8MkW#]~  
template < typename T1, typename T2 > "J1 4C9u   
  struct result_2 -G=]=f/'  
  { fV~[;e;U.  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; vih9 KBT  
} ; q,%st~  
1Z&(6cDY8M  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} TcoB,Kdce  
8 FhdN  
template < typename T > ),!qTjD  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 6S{l' !s'  
  {  Fk;Rfqq  
  return fn(pk(t)); ugBCBr  
} _e2=ado  
template < typename T1, typename T2 > }-`4DHgq  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const nr#|b`J]  
  { r mOj  
  return fn(pk(t1, t2)); 'c~4+o4co  
} W%Fv p;\`  
} ; +cRn%ioVi  
[N'h%1]\  
t#yuOUg  
一目了然不是么? Vt ohL+  
最后实现bind V VCZ9MVJ  
uw8f ~:LT  
!`r$"}g  
template < typename Func, typename aPicker > )M^ gT}M  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ]_$[8#kg  
  { w2'5#`m  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 5-A\9UC*@  
} & nK<:^n  
./~(7o$  
2个以上参数的bind可以同理实现。 *K; ~!P  
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。 -n;}n:w L  
WY]s |2a  
十一. phoenix d"Y{UE  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: yCo.cd-  
d d;T-wa}  
for_each(v.begin(), v.end(), %jM,W}2  
( 3$JoDL(Z  
do_ @%SQFu@FJ  
[ W_ ZJ0GuE(  
  cout << _1 <<   " , " @o.I;}*N  
] !_(Tqyg&  
.while_( -- _1), W{aY}`  
cout << var( " \n " ) |f##5fB  
) % u6Sr5A[s  
); b`_Q8 J  
B7%U_F|m  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: FgO)DQm  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor A2Tw<&Tw(  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ,u!sjx  
那么我们就照着这个思路来实现吧: aQ~s`^D  
D)Dr__x  
wA.\i  
template < typename Cond, typename Actor > MO]&bHH7;  
class do_while nj4/#W  
  { dqAw5[qMJ  
Cond cd; eDB;cN  
Actor act; -{A<.a3P}=  
public : J8D,ZfPN`d  
template < typename T > o"SMbj  
  struct result_1 GKCroyor  
  { 9!tW.pK5  
  typedef int result_type; \j.:3X r  
} ; mA}"a<0  
-']56o_sQ/  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} ^C%<l( b  
\Og+c%  
template < typename T > B-ESFATc  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const cj@koA'  
  { DL.!G  
  do 'f|o{  
    { 3M=  
  act(t); /7LR;>Bj  
  } ET >](l9  
  while (cd(t)); uIrG*K  
  return   0 ; |&jXp%4T  
} w=@Dv  
} ; YoE3<[KD(  
JN6B~ZNf  
'm9` 12 H  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). t >sE x:  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 8$|=P!7EO  
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。 )CyS#j#=  
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。 F&Hrk|a  
下面就是产生这个functor的类: F<w/PMb  
b>$S<td  
!%>7Dw(kt  
template < typename Actor > bN88ua}k{  
class do_while_actor iR0y"Cii  
  { O1kl70,`R  
Actor act; ]{LjRSV  
public : +^<](z  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} cGD(.=  
\C1nZk?3  
template < typename Cond > ,=N.FS  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; Xm 2'6f,  
} ; rN{ c7/|  
07$o;W@  
xwty<?dRW1  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 [8*)8jP3  
最后,是那个do_ Xx(T">]vJ  
3BLqCZ  
M@ZI\  
class do_while_invoker KG5>]_GH  
  { ]s748+  
public : ]9,; K;1<  
template < typename Actor > FGQzoS  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const v9UD%@tZ  
  { #o2[hibq  
  return do_while_actor < Actor > (act); Q5_o/wk  
} o`RKXfCq  
} do_; o? $.fhD   
6`-jPR  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? JMM W  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 [fIg{Q  
最后来说说怎么处理break和continue c0fo7|  
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。 I2^8pTLh  
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