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
  • 7035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 iBTYY{-wF  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ` Ag{)  
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, #S]ER907  
qOih`dla  
ar9]"s+'  
;r[@v347  
  class filler HlvuW(,x=  
  { RTh`ENCKR  
public : <r#eL39I  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} V w||!d  
} ; m,UGWR  
:a ->0 l  
pi<TFe@eG  
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: anMF-x4/*q  
R_XR4)(<  
?W^c4NtP  
,EGQ@:3/  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); KGH/^!u+R  
y){ k3lm0  
1 i[\T  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 {8)zg<rL+M  
npJt3 Y_I  
D=m 'pL/pl  
#P l~R  
二. 战前分析 d)4 m6  
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。 CHrFM@CM  
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 Qham^  
+t5U.No  
>Cw<BIF  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); VCXJwVb  
  /* --------------------------------------------- */  ;s`sn$@  
vector < int *> vp( 10 );  ks$JP6  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); u/cg|]x&T  
/* --------------------------------------------- */ a,2'+Tlo  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 8V^oP] Y  
/* --------------------------------------------- */ =6"2UC&  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); QUU;g2k  
  /* --------------------------------------------- */ vVE2m=!v  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 1N7Kv4,  
/* --------------------------------------------- */ ]QzGE8jp*  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); a}%#*J)!  
=|3fs7  
%3NqSiMs  
<B9C*M"4%  
看了之后,我们可以思考一些问题: *s9C!w YMZ  
1._1, _2是什么? 8!Vl   
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。 BZ zrRC  
2._1 = 1是在做什么? ~HOy:1QhE=  
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。 oE#d,Z  
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。 ,lZB96r0  
,AxdCT  
QUu}Xg:  
三. 动工 G:~k.1y[  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: nqInb:  
v?KC%  
M$Zcn#A  
D6>HN[D"  
template < typename T > T:5fc2Ngv  
class assignment Z .92y  
  { $2W%2rZ  
T value; (p2K36,9m  
public : UK<Nj<-'t  
assignment( const T & v) : value(v) {} 0NS<?p~_S  
template < typename T2 > ?OkWe<:4  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 0q&<bV:D  
} ; b )B? F  
 o4|M0  
R8ZK]5{o  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ;kY(<{2  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Ney/[3 A  
j'A_'g'^  
vQ;Ex  
Pi]19boM.  
  class holder :]\([Q+a  
  { |Y?H A&  
public : d3D] k,  
template < typename T > 3j\1S1  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const eA E`# t  
  { u6AA4(  
  return assignment < T > (t); $<}$DH_Y  
} vN`klDJgW[  
} ; &J+CSv,39  
e 9;~P}  
`aciXlqIF  
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: wOU_*uY@6'  
G3Z)Z) N  
  static holder _1; RW<D<5C  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写  # 1OOU  
%5(I/zB  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); #d6)#:uss  
而不用手动写一个函数对象。 h&KO<>  
5>[u `  
gEy?s8_,  
N sXHO  
四. 问题分析 45@^L's  
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。 >T^;MS  
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。 ~E17L]ete  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 pH9VTM.*  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 LRL,m_gt  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 "&Y`+0S8  
5IE#\FITO|  
五. 问题1:一致性 G?O1>?4C  
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?| uvkz'R=  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ,o86}6Ag  
`dq,>HdW  
struct holder MTuV^0%jD  
  { NPy&OcRl  
  // rC5 p-B%  
  template < typename T > ,E S0NA  
T &   operator ()( const T & r) const C5o#i*|  
  { Y]'Z7<U}*E  
  return (T & )r; Va"0>KX  
} <^#,_o,!  
} ; ;U/&I3dzV  
ag [ZW  
这样的话assignment也必须相应改动: */`ki;\A  
t}r ' k/[  
template < typename Left, typename Right > 01t1Z}!y  
class assignment ^aItoJq  
  { 0"<H;7K#W  
Left l; p`olCp'  
Right r; -r`.#c4  
public : (7wc*#}  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 5_GYrR2  
template < typename T2 > M\uiq38  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 3l rT3a3vV  
} ; 11 Q1AN  
0CnOL!3.I  
同时,holder的operator=也需要改动: , qMzWa  
fK>L!=Q  
template < typename T > 1m4$p2j  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ~!B\(@GU  
  { 'OITI TM  
  return assignment < holder, T > ( * this , t);  -*1d!  
} f,U.7E  
UXJ eAE-  
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。 _>&X\`D   
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Yl Zso2  
` Fa~  
return l(rhs) = r; kMIcK4.MH  
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。 ,0 M_ Bk"  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: V(H1q`ao9  
)}Hpi<5N  
template < typename Tp > B-*+r`@Bd  
class constant_t Vh|*p&  
  { ^UP`%egR  
  const Tp t; *7uH-u"5d  
public : ZF!h<h&,  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 9 P l  
template < typename T > Dj"F\j 1  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const Wf+cDpK  
  { .]8ZwAs=&  
  return t; l{*@v=b(  
} c[0}AG J  
} ; wON!MhA;  
/CrSu  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 uy>q7C  
下面就可以修改holder的operator=了 lU8l}Ndz"  
}7b%HTF=  
template < typename T > =x/X:;)>  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const R$R *'l  
  { !z\h| wU+  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); j*|VctM  
} Hus)c3Ty7  
'{cIAw/"n  
同时也要修改assignment的operator() E^ B'4  
L^1NY3=$  
template < typename T2 > R)c?`:iUB  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } A#e%^{q$  
现在代码看起来就很一致了。 Tf>bX_L?  
XY5K%dMU  
六. 问题2:链式操作 'p^t^=dQ  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 \[;0 KV_  
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。 5?f ^Rz  
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。 Akq2 d;  
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。 Z%gh3  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct /!0={G  
d-oMQGOklb  
template < typename T > { a =#B)6  
struct result_1 W_JlOc!y  
  { ld[I}88$  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 3/P1!:g9  
} ; a1T'x~ '  
akmkyrz'&  
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: #$.;'#u'so  
&sl0W-;0  
template < typename T > bTI|F]^!  
struct   ref x`mG<Yt  
  { oh4E7yN  
typedef T & reference; vx{}}/B]J  
} ; })'B<vq  
template < typename T > ,V7nzhA2  
struct   ref < T &> 0 j^Kgx  
  { 4j-Xi  
typedef T & reference; x[cL Bc<  
} ; n'"/KS+_  
zrvF]|1UP  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: AzPu)  
QFA8N  
template < typename T > rjK%t|aV^  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const hqD*z6aH  
  { @ JGP,445  
  return l(t) = r(t); +5)nk}  
} xw.A #Zb\_  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 kpuz]a7pK  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 :@yEQ#nFp  
Jx:Y-$  
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 A@`}c,G  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: L7l FtX+b  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 kj Jn2c:y  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Z*F3G#A  
最后的布局是: 11NQR[  
                Add 9p]QM)M  
              /   \ HVRZ[Y<^  
            Divide   5 Usvl}{L[  
            /   \ d z|or9&  
          _1     3 28-RC>,@}  
似乎一切都解决了?不。 {$oj.V 4  
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。 <NMEGit  
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。 h0EEpL|\  
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: j/DzCcp7  
)+#` CIv  
template < typename Right > H8=N@l  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const IW5,7.  
Right & rt) const yWmJ~/*lG  
  { e[1hz_v  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); nkPh,X\N0  
} =F|{# F  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 /'SNw?&  
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。 U4'#T%*  
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。 6bg ;q(*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。 {qk1_yP  
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。 sJKI!   
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? =nHUs1rKn  
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: Lj({[H7D!  
PI {bmZ  
template < class Action > }{Pp]*I<A  
class picker : public Action ./Xz}<($8  
  { ROI7eU  
public : ijv(9mR  
picker( const Action & act) : Action(act) {} }J}-//[A  
  // all the operator overloaded 2DA]i5  
} ; 3Tcms/n  
Da*?x8sSL  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 J0WxR&%a)  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: \  #F  
+Ze} B*0  
template < typename Right > hPkp;a #  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const =IZT(8  
  { ,)cM3nu  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); SO/c}vnBB  
} AYBns]!  
[jQp~&nY  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > &u."A3(  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 CO/]wS  
`v!urE/gg%  
template < typename T >   struct picker_maker %@b0[ZC  
  { h,:m~0gmj  
typedef picker < constant_t < T >   > result; iQ67l\{R  
} ; )MVz$h{c.]  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > Pm6p v;WK  
  { K-)] 1BG  
typedef picker < T > result; (XTG8W sN  
} ; k=$TGqQY?  
;nfdGB  
下面总的结构就有了: bW427B0  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 Wu/]MBM  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 BKCiIfkZ  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 5Pc;5 o0C  
至此链式操作完美实现。 8Al{+gx@?  
v4TQX<0s  
ktXM|#  
七. 问题3 ?FZ HrA  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 l'rja.\  
P= BZ+6DS  
template < typename T1, typename T2 > 6Igz:eX  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const  4\N ;2N  
  { bSlF=jT[S  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); "]*&oQCI  
} lN)C2 2  
z|J_b"u4  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: HVCe;eI  
?=msH=N<l  
template < typename T1, typename T2 > eb{nWP  
struct result_2 DCO\c9  
  { 9<?M8_  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; oSKXt}sh  
} ; x j)F55e?  
F{e@W([  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? (S5R!lpO  
这个差事就留给了holder自己。 oCv.Ln1;Z  
    t>RY7C;PuS  
C==hox7b  
template < int Order > M<Ncb   
class holder; QVT5}OzMt  
template <> @i_FTN  
class holder < 1 > ?zMHP#i  
  { < NY^M!  
public : `$IK`O  
template < typename T > fplow  
  struct result_1 ys^oG$lq  
  { Lg+Ac5y}`  
  typedef T & result; +)om^e@.  
} ;  qA7>vi%  
template < typename T1, typename T2 > k"%~"9  
  struct result_2 K7B/s9/xs  
  { |Zpfq63W  
  typedef T1 & result; *;slV3  
} ; +o{R _  
template < typename T > M/'sl;  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const [S%_In   
  { wmL'F:UP  
  return (T & )r; UhWNl]Z  
} )EuvRLo{S7  
template < typename T1, typename T2 > HWrO"b*tO  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const {]!mrAjD  
  { i# /Jr=  
  return (T1 & )r1; {lDd.Fn  
} 2]jn '4  
} ; 6'57  
%(#y 5yJ]  
template <> [!uG1GJ>  
class holder < 2 > U$.@]F4&  
  { ek\ xx  
public : rU:`*b<  
template < typename T > /t57!&  
  struct result_1 R?|.pq/Ln  
  { /SR*W5#s  
  typedef T & result; _Ey9G  
} ; VA>35w  
template < typename T1, typename T2 > %N6A+5H  
  struct result_2 ~ 'cmSiz-  
  { xh,qNnGGi  
  typedef T2 & result; \ a<h/4#|  
} ; k,6f &#x  
template < typename T > /4V#C-  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const t#})Awy^R  
  { J?1 uKR  
  return (T & )r; ::lKL  
} wu!59pL  
template < typename T1, typename T2 > r'r%w#=`t  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const jXx<`I+]  
  { Yui3+}Ms  
  return (T2 & )r2; F#Ryu~,"  
} 3{64 @s  
} ; #4% ]o%.  
O, wJR  
K(rWNO  
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> >。 _ QI\  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: z+wA rPxc  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: !u[9a;Sa#  
}5[qo`M  
return l(i, j) = r(i, j);  / }X1W  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) k68T`Ub\W6  
'Cfl*iNb  
  return ( int & )i; Wx}8T[A}  
  return ( int & )j; X1|njJGO1  
最后执行i = j; Jb@V}Ul$  
可见,参数被正确的选择了。 qPK*%Q<;  
~9]hV7y5C  
Qh3YJ=X&  
||= )d&  
rig,mv  
八. 中期总结 o Q2Fjj  
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: `/XY>T}-  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 M61xPq8y5  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 +b<FO+E_  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ;>yxNGV`  
&*,#5.  
 hoUD;3  
i2Qz4 $z  
YMcD|Kbp  
Egp/f|y  
九. 简化 ~{g [<Qi  
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。 mt{nm[D!Xp  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 KIf dafRL  
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: gMmaK0uhS  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 kk@fL  
  +-*/&|^等 xb~yM%*c  
2. 返回引用。 cWsNr'MS*  
  =,各种复合赋值等 vhW2PzHFRi  
3. 返回固定类型。 Xll}x+'uZK  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) O)*+="Rg  
4. 原样返回。 O!#g<`r{K  
  operator, +H-6eP  
5. 返回解引用的类型。 ;kQhx6Z  
  operator*(单目) f!uwzHA`?  
6. 返回地址。 @[<><uTH  
  operator&(单目) _Xc8Yg }`  
7. 下表访问返回类型。 +>{2*\cZ5}  
  operator[] 1>_8d"<Gd  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 2d #1=+V  
  operator<<和operator>> KNvZm;Q6  
gnOt+W8  
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。 @ $ ;q ;  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ]d0BN`*U.  
^R7lom.  
template < typename Left > ]I dk:et  
struct value_return :'-/NtV)o?  
  { gjwn7_  
template < typename T > ^e_hLX\SW  
  struct result_1 x7&B$.>3  
  { wr/"yQA]  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; qZtzO2Mt  
} ; EzM ?Nft  
N=5a54!/  
template < typename T1, typename T2 > QvlObEhcS  
  struct result_2 Z, Yb&b  
  { 8B K(4?gC  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; qFCOUl  
} ; pYZmz  
} ; .+3g*Dv{&  
yy^q2P  
'4+ ur`  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait -hGk?_Nqa/  
6 l|DU7i  
下面我们来剥离functor中的operator() D rUO-  
首先operator里面的代码全是下面的形式: i(%W_d!  
2^[ `eg  
return l(t) op r(t) TOB-aAO  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) }%ojw |  
return op l(t) nLZTK&7}  
return op l(t1, t2) pk$l+sNZ=  
return l(t) op SumF  2  
return l(t1, t2) op eCDev}  
return l(t)[r(t)] D&&9^t9S  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] A Ru2W1g  
2 /\r)$ 2i  
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: ArI2wM/v  
单目: return f(l(t), r(t)); ~F|+o}a `  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); y1eW pPJa  
双目: return f(l(t)); ~*&H$6NJS  
return f(l(t1, t2)); Ju!]&G8  
下面就是f的实现,以operator/为例 <e=#F-DE  
#Yj1w  
struct meta_divide bQg:zww  
  { EPI4!3]  
template < typename T1, typename T2 > #C74z$  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) T= y}y  
  { ,GbR!j@6  
  return t1 / t2; UJAv`yjG  
} }I+E\ <  
} ; ]b:Lo  
abmYA#  
这个工作可以让宏来做: %A9NB!  
]3],r?-tJ  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 0y'H~(  
template < typename T1, typename T2 > \ :1. L}4"gg  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; shy-Gu&  
以后可以直接用 v!-/&}W)1  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 36&e.3/#  
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 1Ti f{i,B  
(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。。。) +aCv&sg  
 L2[($l  
hc(#{]].  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 KEo ,m  
T"}5}6rSG  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > X Swl Tg  
class unary_op : public Rettype ?|\ER#z  
  { [\98$BN  
    Left l; 9]([\%)  
public : r ,8 [O  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} x/I%2F  
B?gOHG*vd>  
template < typename T > %ufN8w!p  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Af~$TyX  
      { t:x\kp  
      return FuncType::execute(l(t)); b;B%q$sntC  
    } wtLO!=B  
kYP#SH/  
    template < typename T1, typename T2 > Ytp(aE:  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const #1A.?p  
      { !OhC/f(GBZ  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); R6<X%*&%  
    } \_VA 50  
} ; h ohfE3rd  
7FP*oN?  
$D~0~gn~  
同样还可以申明一个binary_op jE.N ev/  
W s3)gvpPA  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > S:#lH?<_  
class binary_op : public Rettype 13$%,q)  
  { Fo (fWvz  
    Left l; hlvK5Z   
Right r; Jc&{`s^Nu  
public : Fj8z  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} v|_K/|  
kr^P6}'  
template < typename T > z>1Pz(  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const lne4-(DJ  
      { X&.ArXn*  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); *2>&"B09`  
    } ;>U2|>5V  
D# 9m\o_  
    template < typename T1, typename T2 > ?um;s-x)  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const wy<S;   
      { dK$XNi13.5  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); %OL$57Ia  
    } ^&9zw\x;z  
} ; ;0]aq0_#(  
xk9%F?)  
IEL%!RFG  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 6fE7W>la  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 [t m_Mg  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) b i',j0B  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 :;%2BSgFU  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! \S `:y?[Y  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 \}yc`7T:L0  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 "=HA Y  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) B {n,t}z  
下面是修改过的unary_op D=A&+6B@-  
v ,i%Q$  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > Si4!R+4w  
class unary_op #ZUI)9My@  
  { 4@+`q *  
Left l; CCs%%U/=  
  NR$3%0 nC6  
public : W 8<&gh+  
Co9^OF-k  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ;>%r9pz ~  
(R,#a *CV  
template < typename T > 9!ngy*\x  
  struct result_1 RN1y^`  
  { %Bj\W'V&p  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; "@^k)d$  
} ; np|Sy;:  
f=+mIZ  
template < typename T1, typename T2 > JMCKcZ%N  
  struct result_2 g.k"]lP  
  { .r=4pQ@#  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ?> 9/#Nv  
} ; rET\n(AJ  
x;O[c3I  
template < typename T1, typename T2 > M5 LfRBO  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ~gJwW+  
  { LRxZcxmy  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); i]c!~`  
} h:))@@7MJ  
,hDW Ps2S  
template < typename T > &C5_g$Ma.Z  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const IV~>I-rd  
  { +zqn<<9  
  return OpClass::execute(lt(t)); A;q9rD,_  
} SBu"3ym  
$j%'{)gK  
} ; L]|gZ&^  
n1ZbRV  
(!u~CZ;  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug I.(, hFx;  
好啦,现在才真正完美了。 {S]}.7`l9(  
现在在picker里面就可以这么添加了: olB.*#gA  
o+iiST JEe  
template < typename Right > .D"m@~j7  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ~Y[r`]X`"m  
  { %@J.{@>  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); LG9+GszX 2  
} VcE:G#]5  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 JJ-( Sl  
RF$eQzW  
d UE,U=  
b<[Or^X ]  
*uRBzO}  
十. bind k!j5tsiR  
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。 ^]Y> [[  
先来分析一下一段例子 _ gR;=~S  
KJUH(]>F  
(*9$`!wS  
int foo( int x, int y) { return x - y;} C\3rJy(VJ  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 FW;?s+Uyx  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 'T;P;:!\  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 _IHV7*u{;  
我们来写个简单的。 :1Xz4wkWS*  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: aH(J,XY  
对于函数对象类的版本: ,Q$ q=E;X  
GTPHVp&y  
template < typename Func > F@7jx:tI  
struct functor_trait bn&TF3b  
  { "m$##X\  
typedef typename Func::result_type result_type; (62"8iD6  
} ; w>&aEv/f  
对于无参数函数的版本: q s!j>x  
dh\'<|\K  
template < typename Ret > Xh"n]TK  
struct functor_trait < Ret ( * )() > .[KrlfI  
  { m]0;"jeL  
typedef Ret result_type; A/$QaB,x  
} ; WF+99?75  
对于单参数函数的版本: V]6dscQ  
;6 D@A  
template < typename Ret, typename V1 > ea2ayT  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > r EE1sy/#  
  { wo{gG?B  
typedef Ret result_type; `:fZ)$sY  
} ;  :A_@,Q  
对于双参数函数的版本: ,Ks8*;#r  
WM$ MPs  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > *!t/"b  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > CJx|?yK2  
  { .k%72ez  
typedef Ret result_type; ,.8KN<A2]'  
} ; vzAaxk%  
等等。。。 epe)a  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ;%9|k U  
9!\B6=r y4  
template < typename Func > DH!~ BB;  
struct func_return OX7M8cmc+  
  { Yx%Hs5}8  
template < typename T > a$OE0zn`  
  struct result_1 X=&ET)8-Y  
  { `UyG_;  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; '3tCH)s  
} ; Xza(k  
(*'f+R`$  
template < typename T1, typename T2 > K#d`Hyx  
  struct result_2 ;(Or`u]Dr  
  { CNyIQ}NJ  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; DU'`ewLL7  
} ; zrgk]n;Pq  
} ; N/2 T[s_&  
dt]-,Y  
R4cM%l_#W  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 nPl?K:(  
`i*E~'  
template < typename Func, typename aPicker > w+|L+h3L7  
class binder_1 $szqy?i 0?  
  { 6,"Q=9k4[  
Func fn; s~g *@K>+  
aPicker pk; n5NsmVW\x  
public : hd<c&7|G'  
}@+0/W?\.  
template < typename T > j{A y\n(  
  struct result_1 VA_PvL.9  
  { }!r|1$,kL  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; <{cQM$ #  
} ; \ :sUL!  
@o _}g !9=  
template < typename T1, typename T2 > *vxk@ `K~  
  struct result_2 }2.`N%[  
  { /nNN,hz  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; k$R-#f;  
} ; KwSqKI7]0  
?P`K7  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} a~}OZ&PG  
oW*16>IN9l  
template < typename T > h(_57O:  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const BM .~ 5\  
  { 'Aq{UGN  
  return fn(pk(t)); 06Sceq  
} .j0$J\:i  
template < typename T1, typename T2 > aP+X}r  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Be2DN5)  
  { .}TZxla0Zr  
  return fn(pk(t1, t2)); "$^ ~!1~  
} WlC:l  
} ; k"iOB-@B+  
?mxMk6w  
'8H4shYg  
一目了然不是么? 6Y?|w3f   
最后实现bind Fj3a.'  
0gr/<v  
7*A],:-q  
template < typename Func, typename aPicker > | rtD.,m   
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) !ons]^km  
  { MaQqs=  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ,f'CD{E  
} 9F;>W ET  
6}Ci>_i4#  
2个以上参数的bind可以同理实现。 37.S\ gO]  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 H=vUYz  
`0gyr(fES  
十一. phoenix nT$SfGFj8  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: WO>nIo5Y  
D8?Vn"  
for_each(v.begin(), v.end(), s$`0yGmQ  
( D'PI1 0t  
do_ c]o'xd,T8\  
[ {]@= ijjf  
  cout << _1 <<   " , " =K[yT:  
] [<yaXQxl  
.while_( -- _1), P{>!5|k  
cout << var( " \n " ) >jLY"  
) O-hAFKx  
); L\"d  
 |TH\`U  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:  DA,?}  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor %pL''R9VF  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 0znR0%~  
那么我们就照着这个思路来实现吧: -zeG1gr3  
'S&zCTX7j  
wE`]7mA  
template < typename Cond, typename Actor > 16(QR-  
class do_while AH7}/Rc  
  { wc4{)qDE  
Cond cd; Fq<A  
Actor act; V&2l5v  
public : 2eY_%Y0  
template < typename T > bwMm#f  
  struct result_1 qqY"*uJ'  
  { 8wFJ4v3  
  typedef int result_type; B%6)}Nl[  
} ; Z=o2H Bm7  
3bH'H*2  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} }9OC,Y8?D  
j6 z^Tt12  
template < typename T > &@OT*pNna  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const x g  
  { vXZOy%$o  
  do '_FsvHQ  
    { f46t9dxp$  
  act(t); PKiy5D*8p  
  } =-n}[Y}A  
  while (cd(t)); U!\.]jfS  
  return   0 ; [hv~o~q  
} eru.m+\  
} ; r[iflBP  
;[OH(!  
&}B|"s[  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). [sj osV  
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。 ~=l;=7 T  
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。 ENs&RZ;  
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。 @lrztM  
下面就是产生这个functor的类: 7~.9=I'A  
;85>xHK  
X\qNG]  
template < typename Actor > Fywv  
class do_while_actor /@TF5]Ri  
  { -k e's  
Actor act; M%P:n/j  
public : g*C7 '  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} .4!=p*Y  
r52gn(,  
template < typename Cond > cIOlhX@  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; _F|Ek;y%  
} ; sS'm!7*(3  
56kI 5:  
[5Mr@f4I  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 =W!/Z%^*8  
最后,是那个do_ 4O!ikmY:t  
;+ hH  
.Rs^YZF  
class do_while_invoker =$JET<(  
  { =^,m` _1  
public : '!~)?C<  
template < typename Actor > i2SR{e8:GF  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const *#+An<iT ;  
  { p}U ~+:v  
  return do_while_actor < Actor > (act); $Ri; ^pZw[  
} v O_*yh1  
} do_; Y\g3h M  
\bvfEP  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 8P&:_T!  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 5vnrA'BhBU  
最后来说说怎么处理break和continue ~6LN6}~|.  
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。 @*KZ}i@._  
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