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
  • 6942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=]P9XDvb.  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 AU2Nmf?]%  
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, 0\A[a4crj  
,)8Hl[y  
``D-pnKK  
tzPe*|m<  
  class filler Hqv(X=6E0  
  { ]F! ,Jx  
public : }=5(*Vg  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} J{I?t~u  
} ; wDzS<mm  
E2cmT$6  
I.x>mN -0  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: %/p5C  
1+zax*gO-  
wvY$ s;  
T8k oP  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); &[xJfL  
 VPzdT*g]  
Zs)9O Ju  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 +q!6zGs.  
B{<6 &bQ  
14O/R3+  
R lu;l  
二. 战前分析 lC{m;V2  
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。 Wit1WI;18  
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 Pc-HQU  
C_o.d~xm  
HH+XEMP/g  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); {Gy_QRsp,  
  /* --------------------------------------------- */ EhoR.  
vector < int *> vp( 10 ); +`xp+Q  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); DzMkeX  
/* --------------------------------------------- */ Zf! 7pM  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); H>?@nYP  
/* --------------------------------------------- */ 5sRNqTIr  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ?/D#ql7  
  /* --------------------------------------------- */ ,KWeW^z'7  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); [;}c@  
/* --------------------------------------------- */ ?Eed#pb_  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); _GS2&|7`  
H.e@w3+h  
1k`!w}  
 E2l.  
看了之后,我们可以思考一些问题: Fwtwf{9I  
1._1, _2是什么? 1Y_fX  
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。 hsh W5j  
2._1 = 1是在做什么? 7e4\BzCC  
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。 OpfFF;"A'  
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。 YN^8s  
j"]%6RwM]  
V=U%P[S  
三. 动工 0Pe.G0 #  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: H}X"yLog*  
HD|5:fAqA  
:Wln$L$  
pc #^ {-  
template < typename T > d)@M MF  
class assignment i*3_ivc)  
  { TD@'0MaQ#  
T value;  dbR4%;<  
public : 6 BMn7m?  
assignment( const T & v) : value(v) {} am=56J$ig  
template < typename T2 > "D+QT+sD  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } tSjK=1"}  
} ; F+X3CB,f  
QJ QQ-  
a^N/N5-Z  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 [Z1EjeX  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment t{ 'QMX  
a v/=x  
ie)Qsw@  
1FuChd  
  class holder hd900LA}  
  { p"ZPv~("V  
public : d7 @ N~<n  
template < typename T > PO #FtG  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const FU<rE&X2:  
  { }k%>%xQ.  
  return assignment < T > (t); 5<61NnZ  
} _=rXaTp  
} ; d 1z   
Ofn:<d  
L^22,B 0  
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: p47~vgJN  
U6{ RHS[  
  static holder _1; HwOw.K<  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 d(&vIjy  
T]+*} C  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 6;VlX,,j  
而不用手动写一个函数对象。 f!87JE=<  
4h|D[Cb]  
R,(^fM  
!R-UL#w9W'  
四. 问题分析 <1ai0]  
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。 HtMlSgx,8>  
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。 oY{*X6:6<  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 o)NWsUXf  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 {KR/ TQ?A  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Z-WWp#b  
q,2 @X~T  
五. 问题1:一致性 P9c1NX\-  
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?|  iGR(  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 bf3)^ 49}  
4>(?R[:p)  
struct holder #df Aqg'  
  { 371E S4  
  // g?`w)O 7v  
  template < typename T > !0cfz5t  
T &   operator ()( const T & r) const Kl^Yq  
  { s4w<X}O_  
  return (T & )r; Q_ $AGF  
} hcej?W8j  
} ; i;)88  
 3o/f#y  
这样的话assignment也必须相应改动: \HRQSfGt  
y`'Ly@s  
template < typename Left, typename Right > ]TGJ|X  
class assignment :D&QGw(n  
  { ^  K/B[8  
Left l; `W"-jz5#=  
Right r; $ \jly  
public : WS;3a}u  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 8z@A/$T  
template < typename T2 > ,2u]rLxx;  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } y:1?~R  
} ; qoOHWh&  
VGTo$RH  
同时,holder的operator=也需要改动: b\}`L"  
"|f;   
template < typename T > e7<~[>g)  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const A=BpB}b  
  { T%Z`:mf  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 18a6i^7  
} -O2Qz zE&  
yp8 .\.  
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。 cLamqZf3  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 MECR0S9  
7 0KZXgBy_  
return l(rhs) = r; rsrv1A=t?  
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。 .3$iOMCH  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: XxV]U{i!  
P||u{]vU  
template < typename Tp > brZ3T`p+.P  
class constant_t wp$SO^?-  
  { e;Q~P]x  
  const Tp t; w:pc5N>we0  
public : NJn~XCq  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} gJ2R(YMF  
template < typename T > N$pO] p  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 9n$$D;  
  { I4u'b?* je  
  return t; i;yz%Ug  
} -^C;WFh8)  
} ; #[J..i/h  
AX[/S8|6  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 G>cTqD6gT  
下面就可以修改holder的operator=了 }Dk_gom_  
L{aT"Of{X  
template < typename T > }eBy p  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 3&_(D)+  
  { g=a-zg9LX  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ""TRLs!:M  
} h%#@Xd>.  
v)BUt,A  
同时也要修改assignment的operator() I9B B<~4o  
Bojm lVg  
template < typename T2 > \\)3:1X  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 'M YqCfIK  
现在代码看起来就很一致了。 _Tev503  
}K0.*+M  
六. 问题2:链式操作 "x&H*"  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 M=@U]1n*c  
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。 ==Ju2D?%  
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。 f'*HP%+Y  
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。 >[ywrB ?T  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct PL wa!j  
?DM-C5$  
template < typename T > fFMG9]*  
struct result_1 <[b\V+M  
  { :x= ZvAvo  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; dA)7d77  
} ; n0nkv[  
9NKZE?5P|D  
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: HH8a"Hq)  
_/7[=e}y  
template < typename T > tlG&PVvr  
struct   ref ;v#~ o*  
  {  k:R9wo  
typedef T & reference; LKztGfy  
} ; Q-Bci Bh$  
template < typename T > foaNB=,  
struct   ref < T &> P6;L\9=H<  
  { t:$p8qR  
typedef T & reference; BB=%tz`B  
} ; @^/JNtbH!  
zI(b#eUF  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: tHD mX  
kVZ>Dc2M  
template < typename T > uflp4_D   
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 2= u5N[*  
  { 4d[:{/+Q  
  return l(t) = r(t); h?fv:^vSi  
} i5V ly'Q  
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。 Pqx=j_st  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 8%I4jL<  
7S),:Uy[\  
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 RVX-3FvP  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ;w[|IRa  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 :@19,.L  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 B3e{'14  
最后的布局是: %q(n'^#Z.y  
                Add LR'F/.Dx  
              /   \ 5=5~GX-kr  
            Divide   5 MhHygZT[}  
            /   \ wIL5-k,  
          _1     3 ^BSMlKyB  
似乎一切都解决了?不。 wQ@@|Cj4L  
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。 "?n~ /9`  
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。 W/xb[w9v  
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: ,]1K^UeZ  
!dStl:B  
template < typename Right > 3x.|g   
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const V1;n5YL  
Right & rt) const a{,EX[~b  
  { $nBzYRc"3  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); M*{ EK  
} 1/JgirVA  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 -.i1l/FzP  
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。 ^~8l|d_  
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(8 vA^@  
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。 8iR%?5 >K  
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。 w~X1Il7A  
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? sf@g $  
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: -E?h^J&U  
!~"q$T>@  
template < class Action > UvxJ _  
class picker : public Action I 4gyGg$H  
  { YjoN: z`b  
public : Of SYOL7o  
picker( const Action & act) : Action(act) {} HmAA?J}  
  // all the operator overloaded 3Q Zw  
} ; \P+lb-~\"  
ZSU;>&>%v  
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。 qbFzA i  
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: _hM3p  
+Q8B in  
template < typename Right > %v4/.4sR,;  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const )9l5gZX'I  
  { +^{yJp.H#  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 6ZR'1_i6i=  
} +wgNuj0=*  
gBf %9F  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > @$4(!80-  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 ^t?P32GJ  
Ik(TII_  
template < typename T >   struct picker_maker X+ h|sy  
  { jx+%X\zokA  
typedef picker < constant_t < T >   > result; b-;+&Rb  
} ; xW#r)aN]p  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 2_R' Kl![  
  { zl=RK  
typedef picker < T > result; [x'xbQLGd  
} ; vB#&XK.aW  
Ud\Jc:DG  
下面总的结构就有了: WpWnwQY`#  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 w f,7  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 eICk}gfun  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 NUX0=(k  
至此链式操作完美实现。 #xNLr   
ZS4lb=)G  
{ P&l`  
七. 问题3 LTm2B_+  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 `/Zi=.rr  
uy9k^4Cqa  
template < typename T1, typename T2 > Yvcd(2  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ]o6Or,ml  
  { XA-DJ  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ;SEH|_/  
} (sq4  
??CtmH  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: H"N o{|^<  
0~<d<a -@  
template < typename T1, typename T2 > w q% 4'(  
struct result_2 >u4%s7 v  
  { CVyqr_n65/  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; +>@<'YI<  
} ; EX~ U(JB6  
q1;}~}W;z4  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢?  I?.$  
这个差事就留给了holder自己。 7xb z)FI  
    wyMj^+ 2m  
.Qn54tS0q  
template < int Order > O\,n;oj  
class holder; [u[F6Wst  
template <> hCQz D2  
class holder < 1 > KLGhsx35  
  { ~B'K_#  
public : mA|!IhM  
template < typename T > `i<;5s!rX  
  struct result_1 j{C+`~O  
  { ?H#]+SpOcv  
  typedef T & result; 4/e-E^  
} ; HW;,XzP=  
template < typename T1, typename T2 > ;X[mfg\  
  struct result_2 /8VM.fr$  
  { ]!E|5=q  
  typedef T1 & result; ^z-e"  
} ; hw:zak#j,  
template < typename T > 559znM=  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const -n?}L#4%8  
  { hu%UEB  
  return (T & )r; n4h@{Xg  
} }xJ9EE*G/  
template < typename T1, typename T2 > Uvgv<OR`_  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 5 P9hm[  
  { c{Nk"gEfRA  
  return (T1 & )r1; O['gp~P"  
} .cdm@_Ls  
} ; 0zCe|s.S&  
"2o,XF  
template <> "gADHt=MIR  
class holder < 2 > [ Lt1OdGl  
  { #/Y t4n  
public : zRbooo{N  
template < typename T > !j#Z48=&  
  struct result_1 UQgOtqL3  
  { WBFG_])  
  typedef T & result; (D]l/akP  
} ; Q/o !&&  
template < typename T1, typename T2 > Z"<aS&GH  
  struct result_2 In#V1[io  
  { W'hE,  
  typedef T2 & result; zM%ILv4  
} ; Wky=]C%  
template < typename T > =W"BfG  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const v|C)Q %v  
  { * xdS<  
  return (T & )r; 3<LG~HWST  
} Nc:, [8{l  
template < typename T1, typename T2 > /-Y*V*E  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const W2G`K+p  
  { al$G OMi  
  return (T2 & )r2; .9_]8 T  
} QijEb  
} ; $m]~d6  
n*(Vf'k  
D$ zKkP YI  
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> >。 qRT1Wre 3  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: `d2}>  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: )eop:!m  
}\k"azQ`  
return l(i, j) = r(i, j); -Qgu 6Ty  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) ]S<y,d-  
&2C6q04b  
  return ( int & )i; ~gQ$etPd  
  return ( int & )j; .<} (J#vC  
最后执行i = j; z1XFc*5  
可见,参数被正确的选择了。 kFZw"5hb  
:uy8$g*;TE  
4SIi<cS0  
R}IMX9M=  
Wly-z$\  
八. 中期总结 mO;X>~K  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: t<mT=(zt*  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 xa#0y   
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ^=D=fX"8%  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor L\|p8jJ  
7K>FC T  
&;S.1tg  
AD^9?Z  
`VX]vumG  
>MZWm6M8  
九. 简化 ac%%*HN,  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 o<ak&LX`9  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 e0Cr>I5/e  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: % \p:S)R  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ]CsF} wr'z  
  +-*/&|^等 F#>?i}  
2. 返回引用。 ig:,:KN  
  =,各种复合赋值等 A ^@:Ps  
3. 返回固定类型。 nQ 2V  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) k_?xi OSh  
4. 原样返回。 xtMN<4#E  
  operator, _Bm/v^(  
5. 返回解引用的类型。 L"6qS3[=  
  operator*(单目) NPy{ =#k4  
6. 返回地址。 y33+^  
  operator&(单目) RO?5WJpPj  
7. 下表访问返回类型。 ZnSDq_Uk  
  operator[] VZB T'N  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 H'|b$rP0@  
  operator<<和operator>> +U_> Bo  
5m{!Rrb  
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。 ?JO x9;`  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: :%cL(',Q  
~`)`Ip  
template < typename Left > ( P|Ph  
struct value_return 9,wd,,ta  
  { yo]!Zn  
template < typename T > %> Z;/j|#r  
  struct result_1 qXPjxTg{[  
  { o5?f]Uq5 ,  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; b)RU+9x &  
} ; ,{P*ZK3u  
U/'"w v1y  
template < typename T1, typename T2 > l6Wa~E  
  struct result_2 LN}eD\  
  { Nr)v!z~y   
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ][3H6T!ckL  
} ; pwAawm  
} ; !i=LQUi.  
8?#4<4Ql8  
Kcv7C{-/  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait V)#se"GV  
lj0"2@z3"E  
下面我们来剥离functor中的operator() VL= .JwK  
首先operator里面的代码全是下面的形式: ;1PnbU b  
_V\rs{ 5  
return l(t) op r(t) 1H sfCky{  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ? RL[#d+y  
return op l(t) ): HjpJvF  
return op l(t1, t2) 4TcKs}z  
return l(t) op &1)4B  
return l(t1, t2) op 1Q1NircJ  
return l(t)[r(t)] ,>%2`Z)  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] A*#.7Np!"  
1sp>UBG  
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: j}R!'m(P'  
单目: return f(l(t), r(t)); <y#-I%ed  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); &5>R>rnB  
双目: return f(l(t)); *ub]M3O  
return f(l(t1, t2)); 88(h`RGMh  
下面就是f的实现,以operator/为例 h?E[28QB  
Gq%q x4  
struct meta_divide 3\_ae2GW  
  { T(t@[U2^  
template < typename T1, typename T2 > :{@&5KQ8)  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)  pleLdGq  
  { xL8r'gV@  
  return t1 / t2; 6UK{0\0  
} mYLqT$t.+  
} ; `B6~KZ  
l_tr,3_w  
这个工作可以让宏来做: \HX'^t`  
W" >[sn|  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ^Xv_y+  
template < typename T1, typename T2 > \ faQ}J%a  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; qgREkb0  
以后可以直接用 XFpII4 5  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) )yvI  {  
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 c'M#va  
(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。。。) #x-@ >{1k&  
 1@Abs  
+vOlA#t%Z  
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 w#]> Nf  
k"_i7  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > :lj1[q:Y>  
class unary_op : public Rettype Y_m/? [:  
  { A&EVzmj-+X  
    Left l; Cm@e^l!  
public : DM {r<?V  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} X"_,#3Ko!  
gc``z9@Xg  
template < typename T > }uWIF|h~  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 2ghTAsUx9  
      { $n_'# m2LE  
      return FuncType::execute(l(t)); O.61-rp  
    } $HVus=D"  
~uqpF-.  
    template < typename T1, typename T2 > WAr;g?Q8  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const t^eWFX  
      { "|P8L| @*  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); Hy4c{Ij  
    } kA3nhBH  
} ; 6*yt^[W  
Qtj.@CGB  
eeKErpj8A  
同样还可以申明一个binary_op zN}1Qh  
A+3,y<j\  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > j{k]8sI,H]  
class binary_op : public Rettype {OFbU  
  { cp D=9k!*K  
    Left l; 0($@9k4!/  
Right r; \@G 7Kk*l  
public : X!=E1TL  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ]2O52r  
dkTewT6'  
template < typename T > M"cB6{st[  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const JjBG9Rp{  
      { <dzfD;  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); <}e2\x  
    } /S4$qr cM  
j1/.3\  
    template < typename T1, typename T2 > u,h,;'J  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const VI83 3  
      { PL+r*M%ll  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 9A|deETa-  
    } vo48\w7[  
} ; h#_KO-#.[  
`re9-HM  
*Uq1 q  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 0 #*M'C#  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 m417=wf  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) b.=bgRV2{x  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 Fh2$,$ 2  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! ahezDDR-.i  
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。。。 21(8/F ~{  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 hC1CISm.U  
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) zJ-_{GiM*L  
下面是修改过的unary_op }M3f ?Jv  
.M Ni)+  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > S"t6 *fWr  
class unary_op ryhme\%l;f  
  { n*%o!=  
Left l; rHS;wT  
  =E{e|(1+u  
public : 6yDc4AX  
pwj?  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} w5j6RQml  
*g0}pD;r  
template < typename T > %V40I{1  
  struct result_1 g&z)y  
  { Z0o+&3a6  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 7Jm&z/  
} ; <i~O0f]   
OnD!*jy  
template < typename T1, typename T2 > (_:k s  
  struct result_2 h8R3N?S3#  
  { R$[nYw  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; XwI~ 0  
} ; ~ ^)D#Lo  
xZmO^F5KHj  
template < typename T1, typename T2 > G)p pkH`qj  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const r'!HWR  
  { E cS+/  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); q?R)9E$h  
} X5s.F%Np!  
&Z kY9XO  
template < typename T > JCL+uEX4S  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Yd} Jz  
  { Y}db<Cz X  
  return OpClass::execute(lt(t)); 5|T[:m  
} RQaB _bg7  
pKSn 3-A  
} ; to}g4  
Dt1v`T~=?  
nC-=CMWWr  
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 k,) xv?  
好啦,现在才真正完美了。 i=m5M]Ef  
现在在picker里面就可以这么添加了: ,r$k79TI  
M%*D}s-QE  
template < typename Right > HR.^ y$IE  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const X@ zw;Se  
  { Z*AT &7  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); GM1z@i\5  
} }}R?pU_  
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。 Iq76JJuCb  
+XaRwcLC.  
ySfot`LQ  
&m=GkK  
dA)JR"r2  
十. bind o'oA.'ul  
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。 (8Q0?SZN  
先来分析一下一段例子 )K=%s%3h<  
h8nJt>h  
*w H.]$  
int foo( int x, int y) { return x - y;} I:~KF/q  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 we4k VAn  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 e(e_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。 x.5!F2$  
我们来写个简单的。 LB(I^  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: \&{a/e2:S  
对于函数对象类的版本: M2pe*z  
>9WJa5{  
template < typename Func > aw%iO|M_  
struct functor_trait UR3qzPm!0e  
  { _T96.~Q  
typedef typename Func::result_type result_type; 1Q5:Vo^B#  
} ; d4#CZv[g/  
对于无参数函数的版本: :\!D 6\o6  
`l#|][B)g$  
template < typename Ret > e;|:W A  
struct functor_trait < Ret ( * )() > A"S F^p  
  { J?oI%r7^  
typedef Ret result_type; w5C$39e\G  
} ; m;_gNh8Ee  
对于单参数函数的版本: \ oY/hT_  
~wtK(U  
template < typename Ret, typename V1 > cEdf&*_-'I  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >  wZ(H[be  
  { (G>S`B  
typedef Ret result_type; m1 tYDZ"i  
} ; -qbx:Kk (  
对于双参数函数的版本: [NxC7p:Lo  
Oc6_x46S4  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > D]?eRO9'  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > f3>L/9[[<P  
  { +jEtu[ ;  
typedef Ret result_type; 9}[UZN6  
} ; Q.U wtH  
等等。。。 '3p7ee&  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy c\Z.V*o  
vvTQ!Aa  
template < typename Func > 3} 7`?$ 5  
struct func_return [%0{7pz}  
  { 8gHOs#\  
template < typename T > @#j?Z7E|  
  struct result_1 xg;o<y KF  
  { mTj ?W$+r  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; '^{:HR#i  
} ; Ah?,9r=U  
cIS?EW]S%X  
template < typename T1, typename T2 > 8|"26UwD/  
  struct result_2 {vhP'!a6W  
  { anzt;V.;Y  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; rjo1  
} ; N^TE ;BM  
} ; @ Y&UP  
'!DS3zEeLS  
tP. jJC~  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 H{BP7!t[V  
]aMeMhe-  
template < typename Func, typename aPicker > Hrg~<-.La  
class binder_1 S;8gX1Uf  
  { W]CsKN,K  
Func fn; ~Z>!SMXp<  
aPicker pk; 6Mj (B*c  
public : Z1y=L$t8  
.N>Th/K8  
template < typename T > vTl7x  
  struct result_1 W^k|*Y|  
  { *}P=7TuS  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; %K[u  
} ; W7` fI*lc  
\3WQ<t)W  
template < typename T1, typename T2 > k9_c<TSzu  
  struct result_2 ~-tKMc).X  
  { lDX\"Fq  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; _/5#A+ ?  
} ; SjL&\),  
?/1Eu47  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} K(3_1*e  
)j+G4  
template < typename T > t) l  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 'JRYf;9c  
  { >X_5o^s2s  
  return fn(pk(t)); =#>F' A  
} }{S+C[:_  
template < typename T1, typename T2 > h0aK}`/a  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const )?MUUI:  
  { 0a}a  
  return fn(pk(t1, t2)); @~CXnc0  
} V^%P}RFMc  
} ; J|aU}Z8m  
l3:2f-H   
+pY-- 5t  
一目了然不是么? tyU'[LF?  
最后实现bind ?p'DgL{  
w(oi6kg  
})y B2Q0  
template < typename Func, typename aPicker > gLK_b;:  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) gZ>) S@  
  { Pk{%2\%&2  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ?`/DFI'_G  
} >e^^YR^  
=mYwO=:D  
2个以上参数的bind可以同理实现。 Y=ksrs>w  
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。 80%L!x|  
e X{#F gFc  
十一. phoenix eXAJ%^iD  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: yi;pn Z  
7V2xg h!W  
for_each(v.begin(), v.end(), ez14f$cJ+  
( mMw--Gc?  
do_ ECk* H  
[ #Dp]S, e  
  cout << _1 <<   " , " K"jS,a?s 6  
] P$zhMnAAN  
.while_( -- _1), hf\/2Vl  
cout << var( " \n " ) LDY3Ya`6m  
) hjq@ .5  
); *t300`x  
0=k  
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: 1 \Z/}FT  
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 E1D0 un  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 /8wfI_P>M"  
那么我们就照着这个思路来实现吧: uQYenCNXS  
b8LA|#]i  
4x-K0  
template < typename Cond, typename Actor > yVe<+Z\7  
class do_while dK41NLGQ  
  { /RI"a^&9A  
Cond cd; Al+}4{Q+?  
Actor act; z#B(1uI  
public : d*_rJE}B  
template < typename T > ^#!\VGnL  
  struct result_1 y& (pt!I  
  { .Vrl:  
  typedef int result_type; OCELG~  
} ; <-DQ(0xg  
9p,PWA  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} C@WdPjxj  
bT MgE Y  
template < typename T > ?&-$Zog  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 6[,7g&C  
  { @77+K:9I 7  
  do $ZkT G  
    { g?N^9B,$2  
  act(t); t=fr`|!  
  } w!jY(WK U  
  while (cd(t)); PlR$s  
  return   0 ; e5d STc`  
} H 3so&_  
} ; =~TPrO^  
?&=JGk^eJ  
"?^#+@LV  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). M<r]a{Yv  
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。 Gkm {b[  
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。 W~FU!C?]  
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。 *|ef#-|D  
下面就是产生这个functor的类: 1&RB=7.h  
 Vqr]Ui  
ar _@"+tZ  
template < typename Actor > jLn|zK  
class do_while_actor !JtM`x/yR  
  { B,] AfH  
Actor act; 3oV2Ek<d  
public : pV O{7I  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} Y+h ?HS  
@F/,~|{iM  
template < typename Cond > ZK h4:D  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; m'-QVZ{(M%  
} ; qERJEyU?  
&W3Hj$>  
49ehj1Se  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 WmkCV+thA  
最后,是那个do_ J:@yG1VIp  
%2\6.c=c  
b94+GL U8b  
class do_while_invoker c-"vQ>ux+  
  { = |E8z u%  
public : \,#;gS "  
template < typename Actor > Qq%~e41ec  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const 0mNL!"  
  { N'CW Sf.e  
  return do_while_actor < Actor > (act); ' e %>Ip  
} ~x^Ra8A  
} do_; 9&{z?*  
Vha,rIi  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? )q`.tsR>  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 w3#0kl  
最后来说说怎么处理break和continue jOd+LXPJ  
显然break的语义超出了我们的能力范围,然而却是有一个东西很适合模拟其行为,那就是异常。 u$FL(m4  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五