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
  • 3990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 $h$+EE!  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 :zZtZT!  
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, /`'50C j  
t>25IJG  
f?{Y<M~]  
"@f`O  
  class filler )*_YeT&w.  
  { ;=n7 Z  
public : Xpa;F$VI  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} v:vA=R2  
} ; Lc.7:r  
t4JGd)r  
k(7! W  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: bqe;) A7  
M P3E]T~:  
cdh1~'q/  
[XQNgSy?z  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); =* (d+[_  
p,4z;.s$  
MDB}G '  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 J*;t{M5  
od|pI5St  
1/{:}9Z@  
:WxMv~e{U  
二. 战前分析 M.128J+xfS  
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。 ]ny(l#Hu:  
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 `#(4K4]1.  
uj]GBo=  
:4Y|%7[  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ML'R[~|  
  /* --------------------------------------------- */ J[B8sa  
vector < int *> vp( 10 ); S\ li<xl  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); BPPhVE  
/* --------------------------------------------- */ 'WOW m$2  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); I%(+tJ  
/* --------------------------------------------- */ NKMB,b  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); %|u"0/  
  /* --------------------------------------------- */  r>G$u  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 0P)c)x5  
/* --------------------------------------------- */ :,7VqCh3@  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); HD`%Ma Yhc  
.6tz ^4  
U "}Kth  
T0SD|'  
看了之后,我们可以思考一些问题: ?Cu$qE!h)[  
1._1, _2是什么? z;3}GxE-si  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 ~pw_*AN  
2._1 = 1是在做什么? F>}).qx  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 ud.S, 8Sy  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 +&t{IP(?  
S1=c_!q%9  
56v<!L5%  
三. 动工 N@)g3mX>  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: F{}z[0  
&zm5s*yNt  
0? l  
/TB_4{  
template < typename T > Na`qAj}  
class assignment 2z-&Ya Qu  
  { MBg^U<t8  
T value; &,#VhT![  
public : xqG` _S l  
assignment( const T & v) : value(v) {} Y<|L|b6  
template < typename T2 > |{_%YM($  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } -x RsYYw  
} ; # AY+[+  
*Lufz-[1  
!.F\v .  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 In 1.R$O  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment /bw-*  
jQ[Z*^"}  
ElYHA  
H)4Rs~;{'g  
  class holder CsE|pXVG  
  { |6uEf/*DX  
public : ) ejvT-  
template < typename T > qNvKlwR9;k  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const WpvH} l r}  
  { q2SkkY$_]y  
  return assignment < T > (t); 9\"~G)  
} X~j A*kmAj  
} ; yn=1b:kid  
A8A+ImwO"  
L,:U _\HQ  
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: [0rG"$(0Y  
a`{'u)@  
  static holder _1; 8G@FX $$Q  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 m+!%+S1  
+6>Pp[%  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); !O.B,  
而不用手动写一个函数对象。 kC#;j=K?  
7eq;dNB@gq  
f8n'9HOw>  
h&Sl8$jVp  
四. 问题分析 "JGaw_o  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 g)"6|Z?D"  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 .K0BK)axO  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Pgo5&SQb  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 !cq4+0{O;&  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 @e slF  
jG/kT5S  
五. 问题1:一致性 @<AIPla  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| ?@u &3/&  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 fHgfI@{=j  
>Te{a*`"m:  
struct holder hVID~L$  
  { Oe=,-\&_  
  // iUO5hdOM  
  template < typename T > |)lo<}{  
T &   operator ()( const T & r) const G'bp  
  { Ky=&C8b<  
  return (T & )r; i0 R=P[  
} |[V(u  
} ; =];FojC6I  
1H ZexV  
这样的话assignment也必须相应改动: j@:L MR>  
4SOj>(a#  
template < typename Left, typename Right > ]F_u  
class assignment S !e0 :  
  { ql zL<  
Left l; K[9<a>D`  
Right r;  {<i!Pm  
public : }Jc^p  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} CUtk4;^y#  
template < typename T2 > ?,!qh  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } O=mJ8W@  
} ; i44`$ps  
(kSk bwu  
同时,holder的operator=也需要改动: EUNG&U  
9f V57  
template < typename T > N0XGW_f  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const XR+2|o  
  { 9*x9sfCv9  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); &Y,Rm78  
} +yTL  
1-,l|K  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 )Y:CV,`  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 z6Hl+nq B  
#a0 (Wh7  
return l(rhs) = r; /RMep8 &  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 .FC1:y<aO  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: M5q7` }>G  
#(A>yW702  
template < typename Tp > 4ASc`w*0  
class constant_t ik]UzB  
  { 5n"'M&Ce  
  const Tp t; W[vak F  
public : ~vt8|OOo0  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} h?SUDk:2^  
template < typename T > -@QLE}~k[  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const ^WRr "3  
  { `zvYuKQ.}  
  return t; xo*a9H?@  
} ,JjTzO  
} ; J0x)m2  
L h0<A%  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 5=$D~>-#  
下面就可以修改holder的operator=了  /f2*J  
t4Z.b 5g  
template < typename T > cBAA32wf  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const m3,v&Z  
  { Rk'pymap  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); Xh{EItk~oO  
} c-3? D;  
'tdjPdw  
同时也要修改assignment的operator() >Qi2;t~G  
N_T;&wibO  
template < typename T2 > Z$@Juv&>5^  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } @hCGV'4  
现在代码看起来就很一致了。 M^bujGD  
+XQS -=  
六. 问题2:链式操作 mO\6B7V!  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 *v&g>Ni  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 N#UyAm<9  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 ptsi\ 7BG  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 NTn-4iJy  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ed617J  
_[.`QW~  
template < typename T > b,!h[  
struct result_1 Bp b_y;E  
  { JU~l  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; /6f$%:q  
} ; oEfKL`]B  
2AdV=n6Z  
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: |i|>-|`!  
? 1_*ct=g9  
template < typename T > ,Z3.Le"  
struct   ref pV1~REk$&  
  { K)&AR*Tc  
typedef T & reference; X${k  
} ; **oN/5  
template < typename T > oo /#]a  
struct   ref < T &> T[c ;},  
  { BCFvqhF7s  
typedef T & reference; o8Tt|Lxb$8  
} ; jy6% CSWQ  
eM{+R^8  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: }2G'3msx  
x|1OGbBK  
template < typename T > MvQ0"-ZQ  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const pWeKN`  
  { O,hT< s "  
  return l(t) = r(t); 2x t 8F  
} 1*#64Y5F  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 3!#d&  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 kJ{X5&,_  
"*<9)vQ6|  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 LKTIwb>  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ]^E<e!z={$  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 lor jMS  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 YiB^m   
最后的布局是: &h')snp:#  
                Add RYy_Ppn96f  
              /   \ eqg|bc[i!t  
            Divide   5 ' 4ftclzL  
            /   \ ~CQsv `  
          _1     3 5v6*.e'p  
似乎一切都解决了?不。 j0>Q:hn  
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。 VPet1hAy  
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。 (~#{{Ja  
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: $@s&qi_&R  
9-5H~<}fF  
template < typename Right > nd}[X[ay  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ~ep-XO  
Right & rt) const Se{}OG)  
  { 0NL~2Qf_4  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); xk7 MMRb  
} \C#X Kk$OE  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 J>y}kzCz  
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。 I6S!-i  
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。 *c3(,Bmw  
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。 2<q>]G-nN  
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。 >k }ea5+  
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? K&3,J7&&  
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: D=Jj!;  
G)t_;iNL|  
template < class Action > B:J([@\'  
class picker : public Action iHBetkAu  
  { 7@oM?r7td  
public : C9OEB6  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ?71?Vd  
  // all the operator overloaded T+1:[bqK  
} ; v#c'p^T  
RUco3fZ   
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。 o^+2%S`]  
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: <;kcy :s  
",O |uL  
template < typename Right > -Y>,\VEK  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 1K{u>T  
  { 1*U)\vK~  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); QiKci%=SX  
} wr5ScsNS  
?TWve)U  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > X\4d|VJ?m  
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。 K-,4eq!  
fVJlA  
template < typename T >   struct picker_maker 27J!oin$  
  { <$z6:4uN_  
typedef picker < constant_t < T >   > result; 00SYNG!  
} ; ]w,:T/Z}  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > #ME!G/  
  { }uR[H2D`L  
typedef picker < T > result; ZNDn! Sj  
} ; ~F"<Nq  
]y0bgKTK  
下面总的结构就有了: %plu]^Vy  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 Jn7T5$pJ  
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。 atiyQuT6Wh  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 f`<elWgc"  
至此链式操作完美实现。 \+M6R<Qw  
z`}z7e'>  
^ YOC HXg  
七. 问题3 XQ3"+M_KG  
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。 J tvZ~s  
5bB\i79$  
template < typename T1, typename T2 > vmzc0J+3p  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const DHq#beN  
  { ='vD4}"j  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); TUBpRABH  
} n nOgmI7  
!F:ANoaS  
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: n1U!od  
*z'v  
template < typename T1, typename T2 > <Hf3AB;#4  
struct result_2 m#Ydq(0+  
  { 9])Id;+91  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; %*zV&H   
} ; z+Guu8  
1oc@]0n  
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? ^IgQI N  
这个差事就留给了holder自己。 1Q_Q-Z  
    < z#.J]  
Sse%~:FL  
template < int Order > (|\%)v H-  
class holder; %4wEAi$I  
template <> tQ *?L  
class holder < 1 > ,\?s=D{  
  { Y\Z6u)  
public : ppo.#p0w  
template < typename T > Q45gC28x  
  struct result_1 6B|OKwL  
  { fH@cC`  
  typedef T & result; We++DWp  
} ; RBz"1hRo`  
template < typename T1, typename T2 > 7}I';>QH  
  struct result_2 3:O|p[2)L  
  {  aGOS 9  
  typedef T1 & result; PR/>E60H  
} ; '>ASr]Q  
template < typename T > (*M0'5  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const cTW$;Fpc+  
  { lVuBo&  
  return (T & )r; Ee_?aG e&  
} /6rQ.+|).  
template < typename T1, typename T2 > h<V,0sZ&:  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ow  
  {  &.(iS  
  return (T1 & )r1; ,PoG=W  
} ] g<$f#S  
} ; V?Q45t Ae  
KWxTN|>  
template <> ,RDWx  
class holder < 2 > <)pPq+  
  { OLtXk  
public : xQ';$&  
template < typename T > 6ddRFpe  
  struct result_1 '4 It>50b  
  { <& 3[|Ca  
  typedef T & result; :IU<AG6  
} ; [m4M#Lg\0  
template < typename T1, typename T2 > V FM!K$_  
  struct result_2 e|W;(@$<  
  { sPb}A$'  
  typedef T2 & result; !Pz#czo  
} ; }t"K(oamm  
template < typename T > g-jg;Ri  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const St(jrZb  
  { bI3GI:hp  
  return (T & )r; 3.Yg3&"Z  
} d2NFdBoI  
template < typename T1, typename T2 > *iY:R  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 8(&6*- 7=  
  { yY!)2{F+  
  return (T2 & )r2; kN3 <l7  
} cHVJ7yAZI  
} ; `k*;%}X\  
`#w#!@s#@  
}Xk_ xQVt{  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 Sk"hqF.2  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: ~QlF(@u e  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ~\2%h lA  
r~JGs?GH  
return l(i, j) = r(i, j); )t3`O$J  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) i-;#FT+ Xc  
Cg?Mk6i  
  return ( int & )i; M%la@2SK=  
  return ( int & )j; l53Q"ajG  
最后执行i = j; Ywv\9KL  
可见,参数被正确的选择了。 mR1b.$  
)A%* l9\nG  
IiRQ-,t1  
sV-P R]  
63%V_B|  
八. 中期总结 wsQ],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: N P+ vi@Ud  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 {$Uj&/IC  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 F-b]>3r  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor bcvm]aPu  
ItvcN  
yH]Q;X '  
K!qOO  
]" e'z  
~OsLbz:  
九. 简化 N$ #~&  
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。 PYWFz   
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 2HSFMgy  
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: ZA. S X|m  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 AG}j'   
  +-*/&|^等 ja~Dp5  
2. 返回引用。 rr2 !H%:  
  =,各种复合赋值等 rQlQ^W$=?  
3. 返回固定类型。 =H8FV09x}  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) iZiT/#,H2  
4. 原样返回。 R`DzVBLl  
  operator, DZ\ '7%c  
5. 返回解引用的类型。 Dn J `]r  
  operator*(单目) 4i{Xs5zk  
6. 返回地址。 ZklpnL*!  
  operator&(单目) i!8"T#  
7. 下表访问返回类型。 A D<>)(  
  operator[] .tGz,z}  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 W|Sab$h  
  operator<<和operator>> _EP]|DTfr  
0;T7fKj  
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。 Zzg zeT+bv  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: i.7_i78\"  
c1i:m'b_5  
template < typename Left > QwpX3 k6  
struct value_return sRZ<c  
  { ?B;7J7T  
template < typename T > LTzdg >\oJ  
  struct result_1 ggrYf*  
  { #BcUE?K*N  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 41d+z>a]  
} ; <z2.A/L  
6'N_bNW  
template < typename T1, typename T2 >  QtG6v<A  
  struct result_2 ps:`rVQ7  
  { 13Z,;YW  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; HyWR&0J  
} ; '" %0UflJS  
} ; <`=Kt[_BQ  
UCmy$aW  
=v::N\&  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait .TdFI"Yn  
ezL1,GT  
下面我们来剥离functor中的operator() &dWGa+e  
首先operator里面的代码全是下面的形式: ttJ'6lGXh  
Z ]  G#:  
return l(t) op r(t) 5EVypw?]x  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) hZ>m:es  
return op l(t) KWjhkRK4]  
return op l(t1, t2) g9JZ#BgZ  
return l(t) op <EgJm`V  
return l(t1, t2) op k) Lhzr[  
return l(t)[r(t)] 1;c>#20  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] C{^I}p  
<yEApWd;  
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: 7<)  
单目: return f(l(t), r(t)); &xB9;v3  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); |hi,]D^Kc  
双目: return f(l(t)); fV Y I  
return f(l(t1, t2)); G8__6v~  
下面就是f的实现,以operator/为例 SE'|||B  
i}C%8} %  
struct meta_divide #o} /'  
  { WvJ:yUb2  
template < typename T1, typename T2 > -(WRhBpw  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 'v0rnIsI?  
  { T}msF  
  return t1 / t2; N2}Y8aR~  
} ;qUB[Kw  
} ; ?yj g\S?L  
!LpjTMYs  
这个工作可以让宏来做: F."ZCEb  
e4Qjx*[G  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ PPySOkmS3  
template < typename T1, typename T2 > \ T6\]*mlr  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; BH~zeJ*Pr  
以后可以直接用 r0[<[jEh  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) h x5M)8#+  
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 eHs38X  
(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。。。) T{^mh(3/"  
Qb)c>r  
~/JS_>e#6P  
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 gfIS  
Z&iW1  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ;8&/JSN M  
class unary_op : public Rettype ic!% }S?  
  { t>N2K-8Qh  
    Left l; DBaZcO(U  
public : )7+z/y+[n  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} zGz}.-F  
]u-bJ  
template < typename T > PIo@B|W-SX  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const nu1XT 1q1  
      { -eh .Tk  
      return FuncType::execute(l(t)); "?aI  
    } /8l@n dZf  
QP50.P5g  
    template < typename T1, typename T2 > dwUDhQt3Q  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 6qTMHRI  
      { T!9AEG  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); B?^~1Ua9Zv  
    } v%2Dz  
} ; j-**\.4a~  
73'AQ")UJ  
M1NdlAAf  
同样还可以申明一个binary_op DHeZi3&i  
0n2H7}Uq  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > j<BRaT  
class binary_op : public Rettype XMZ$AeF@  
  { E`qX|n  
    Left l; CC3 i@  
Right r; NV(jp'i~  
public : 4t%Lo2v!X%  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ?#&[1.= u  
u$5.GmKm  
template < typename T > C<9GdN  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const <{;'0> ToM  
      { ,38M6yD  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); v_U/0 0  
    } "m6G;cv  
_](y<O^9yO  
    template < typename T1, typename T2 > 8mdVh\i!Kf  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const l4taD!WD/  
      { -Q<OSa='  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); =a=:+q g  
    } -W@nc QL}  
} ; <wFmfrx+v  
>+;} "J  
a[j]fv*6  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 [X]hb7-&  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 e2V;6N  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 9mXmghoCO  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 Y$Rte .?  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! ,+h<qBsV@  
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。。。 m;xa}b{(i  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 reYIF*  
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) ) d'H&c3  
下面是修改过的unary_op jZmL7 V  
bW/T}FN D  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ~~"U[G1  
class unary_op Oi~Dio_?  
  { m*)jnd XY  
Left l; |cuKC \  
  kt_O=  
public : }LX!dDuwA  
`\ IaeMvo  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 7tJ#0to  
dikX_ Q>D  
template < typename T > Q (gA:aQ  
  struct result_1 [GK## z'5  
  { "9hD4R  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; x+%> 2qgj"  
} ; A4d3hF~l`  
6q0)/|,@  
template < typename T1, typename T2 > d0%Wz5Np  
  struct result_2 >bhF{*t#;y  
  { wM;=^br  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; `RURC"  
} ; #ifjQ7(:  
bYhG`1,$-a  
template < typename T1, typename T2 > 7rGp^  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const HKOSS-`5  
  { U_Mag(^-  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); :]8A;`G}  
} ZtGk Md$  
SjA'<ZX>TM  
template < typename T > /Gb)BJk!  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const l;aO"_E1m  
  { 7N vRZ!  
  return OpClass::execute(lt(t)); `@6y Wb:X  
} kxAT  
C\{hN  
} ; /a-s9<  
M[iWWCX  
mQU t 'j4  
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 ?f:0GE7  
好啦,现在才真正完美了。 w'xPKO$bzR  
现在在picker里面就可以这么添加了: 23bTCp.d  
I>-1kFma;  
template < typename Right > g*4^HbVxt  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const \qG` ts  
  { { Rxb_9  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 2`FDY3n  
} k#V\O2lb  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 n7n-uc  
ka_R|x G\  
H~ >\HV*  
bi-z%!Z  
mv/ Nz?  
十. bind YXU2UIY<~  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 {p(6bsn_#]  
先来分析一下一段例子 d:z7 U  
e>uq/|.!  
4a.8n!sys  
int foo( int x, int y) { return x - y;} J/Ch /Sa  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 wo86C[  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 ~ sWXd~\  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。  Qk.[#  
我们来写个简单的。 8ux  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: kidv^`.H$w  
对于函数对象类的版本: =C^4nP-  
nIUts?mB  
template < typename Func > 2jP(D%n  
struct functor_trait mJVru0  
  { PnI_W84z  
typedef typename Func::result_type result_type; `Q>qmf_Fi  
} ; dA(+02U/.  
对于无参数函数的版本: B/JMH 1r  
qvJQbo[.9P  
template < typename Ret > W#x~x|(c  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 3X`N~_+  
  { `]/0&S  
typedef Ret result_type; Ui"3'OU'  
} ; sA,2gbW  
对于单参数函数的版本: %e/L .#0  
fQ2U |  
template < typename Ret, typename V1 > ~(.&nysZ-  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > =MmAnjo  
  { !F$o$iq  
typedef Ret result_type; _J_QB]t  
} ; xl(R|D))  
对于双参数函数的版本: &&sm7F%  
z) "(&__  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > :l {%H^;1  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > [Lid%2O3ZR  
  { ~8lB#NuN  
typedef Ret result_type; (+bt{Ma  
} ; WG5)-;>q|  
等等。。。 *MXE>   
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 6[a;83  
R, U YwI  
template < typename Func > !<0 `c  
struct func_return '=ydU+X  
  { @dhnpR :L  
template < typename T > >\s+A2P  
  struct result_1 $< .wQ8:Q  
  {  |u^~Z-.  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; zm=|#f  
} ; &^F'ME  
j<d,7  
template < typename T1, typename T2 > 3'tq`t:SQ  
  struct result_2 N9PEn[t@  
  { Q\*zF,ek  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; mFuHZ)iQG  
} ; ua%j}%G(  
} ; xyi4U(;  
< _ <?p&  
G~zP&9N|  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 "lBYn2W  
XlxM.;i0H  
template < typename Func, typename aPicker > s[u*~A  
class binder_1 \`>f?}4  
  { hJ*#t<.<P;  
Func fn; d+IN-lR(  
aPicker pk; 'F^"+Xi  
public : jlaC: (6  
$8NM[R.8^4  
template < typename T > q.d qr<  
  struct result_1 ?l ](RI  
  { :}Z Y*ind  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; s'k} .}  
} ; 'TDp%s*;  
A=BT2j'l)  
template < typename T1, typename T2 > Q6%Pp_$k  
  struct result_2 d5lD!  
  { K5(:0Q.5y  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; dY.NQ1@"  
} ; mZL0<vU@^  
Ihx[S!:  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ;% l0Ml>  
/*m6-DC  
template < typename T > H:,Hr_;nC  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const W$Z8AZ{E  
  { j.SE'a_  
  return fn(pk(t)); ~.J{yrJ&  
} p1 mY!&e(  
template < typename T1, typename T2 > !~ZAm3GwL  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 3U[:N &Jb  
  { 7G  3e  
  return fn(pk(t1, t2)); |:LklpdYe  
} W%< z|  
} ; fWl #CI\]  
3F{R$M}  
MZdj!(hO  
一目了然不是么? 7J5Yzu)D  
最后实现bind } v3w-  
o:lMRP~  
2:&QBwr+;  
template < typename Func, typename aPicker > +pbP;zu  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) GT-ONwVDq  
  { VN]"[  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); UMlvu?u2p1  
} dRXrI  
LCok4N$o  
2个以上参数的bind可以同理实现。 D #C\| E:  
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。 ]1|OQYG  
Z#s-(wf  
十一. phoenix uUh6/=y  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: G-Zn-I  
\}; 4rm}V  
for_each(v.begin(), v.end(), |pR'#M4j4A  
( (%*~5%l\  
do_ Ny]]L  
[ 3PaMq6Ca  
  cout << _1 <<   " , " 82yfPQ&UI  
] z]1g;j  
.while_( -- _1), sxPvi0>  
cout << var( " \n " ) IgKrcpK#}?  
) MN_1^T5  
); Q@cYHFi~+  
ho}G]y  
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: [.nkNda5)v  
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 (O'O #AD  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 -;GB Xq  
那么我们就照着这个思路来实现吧: )T'~F  
mJME1#j$/|  
7}vx]p2  
template < typename Cond, typename Actor > =T#?:J#a  
class do_while 5)p!}hWs  
  { 0MN)Z(Sa  
Cond cd; r-&* `Jh  
Actor act; o> yo9n%t  
public : b:x*Hjf  
template < typename T > m0JJPBp  
  struct result_1 s,7 OoLE  
  { )?k~E=&o  
  typedef int result_type; h`Xl~=  
} ; xhncQhf\  
FF#?x@N:  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} J&;' gT  
5 $. az  
template < typename T > t CQf `  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const X'usd$[ .  
  { uo7[T*<Q  
  do e(jD[q  
    { "_ON0._(/  
  act(t); Ob|v$C  
  } 9zaSA,}  
  while (cd(t)); g7Z3GUCGL  
  return   0 ; Hx ojxZwm  
} @EUvx  
} ; ?nD]p!  
QMwV6cA  
|S3wCG  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). [V41 Gk  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 l/56;f\IA  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 Bx0=D:j  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 _>G=xKA#e  
下面就是产生这个functor的类: M>@PRb:Oc  
+e&Q<q!,q  
f&C]}P  
template < typename Actor > c5t7X-LB  
class do_while_actor 4J$dG l#f  
  { lt#3&@<v  
Actor act; cd)}a_9  
public : {$v>3FG  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} sDyt3xN  
+xBM\Dz8  
template < typename Cond > 1"U.-I@  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; C.+:FY.H  
} ; gHVD,Jr  
lF)k4 +M  
13/U4-%b2  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 FyRr/0C>  
最后,是那个do_ J%8hf%! ud  
l,ra24  
d 2z!i^:  
class do_while_invoker r%%<   
  { qino:_g  
public : Q$~_'I7~Mz  
template < typename Actor > ?wMS[Kj  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const )7a 4yTg!~  
  { mlbSs_LT^  
  return do_while_actor < Actor > (act); +aRHMH  
} X/23 /_~L`  
} do_; &5 R-bYGW  
y_{v&AGmgm  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? &(~"OD  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 3 /LW6W|  
最后来说说怎么处理break和continue 6?= ^8  
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。 p i\SRDP  
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
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五