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
  • 4035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 K8HIuQ!=  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 .dx 4,|6  
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, Jd5\&ma  
"]VDY)  
fdlvn*H  
l0gY~T/#3  
  class filler _u&>&,:q  
  { t})lr\  
public : @#RuSc  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} v(DwU!  
} ; v*E(/}<v  
>i "qMZ  
~xGoJrF\  
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: E {tx/$f  
L0rip5[;d  
n(g)UNx  
<W>++< -  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); qgoJ4Z*  
hd+]Ok7"  
l)4O .*  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 M!1U@6n!=)  
j'K38@M:MN  
]' Y|N l  
!p9)CjQ"  
二. 战前分析 I>PZYh'.T  
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。 kv6Cp0uFg  
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 >F1G!#$0  
~h-C&G ,v  
Nln`fE/Ht  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 5W/{h q8}}  
  /* --------------------------------------------- */ -LtK8wl^  
vector < int *> vp( 10 ); m9in1RI%  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); +`@M*kd  
/* --------------------------------------------- */ q\%cFB}  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); <aJ $lseG  
/* --------------------------------------------- */ AS)UJ/lC  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ,57$N&w  
  /* --------------------------------------------- */ =; 0wFwSz  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); !b8uLjd;  
/* --------------------------------------------- */ YEv%C| l  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); <$%X<sDkq  
-$(Jk<  
jMM$d,7B  
E@-ta):  
看了之后,我们可以思考一些问题: bLzs?eos  
1._1, _2是什么? Mi+H#xx16  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 0Vkl`DmeM.  
2._1 = 1是在做什么? ~ 3^='o  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 !\FkG8  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 "- 31'R-  
F.tfgW(A@  
As~(7?]r  
三. 动工 w~z[wmOkp  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: #2RiLht  
/kgeV4]zR  
G O{ . 9_2  
*wuqa) q2  
template < typename T > !*aPEf270  
class assignment u:&o}[  
  { ~e `Bq>  
T value; Kz jC/1sd  
public : c~0{s>  
assignment( const T & v) : value(v) {} oc7$H>ET1  
template < typename T2 > CS 8jA\  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } TX}T|ri  
} ; .f:n\eT):  
w]u@G-e  
OtJ\T/q,  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 f$.?$  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment FS6<V0pil  
?^i1_v7 Bi  
&gtG~mp<L  
4[yIOs  
  class holder ?WUF!Jk  
  { +-<}+8G;  
public : z0%\OhuCcf  
template < typename T > iYJZvN  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const F(5hmr  
  { /P:.qtT(  
  return assignment < T > (t); -`b8T0?oK  
} `Out(Hn  
} ; IvHh4DU3Z  
=-KMb`xT  
8j5<6Cv_  
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: /ASaB  
v>Lm;q(  
  static holder _1; qJPT%r  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 YO+{,$  
c$:1:B9\  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 0nJE/JZ  
而不用手动写一个函数对象。 S0d~.ah30  
z'7[Tie  
b|xpNd-  
2 PqS%`XiS  
四. 问题分析 :s={[KBP  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 9Fo fr  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 ke_ [  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 `'I{U5;e  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ]:(W_ qEA  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 omSM:f_~  
"{D6J809  
五. 问题1:一致性 aE"[5*a  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| G{Yz8]m  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 3S*AxAeg  
y [#pC<^  
struct holder  =<}<Ny  
  { K+*Q@R D  
  // 6$U]9D  
  template < typename T > /./"x~@  
T &   operator ()( const T & r) const [AU II*:}  
  { `B/0iA  
  return (T & )r; i;/xK=L  
} >Dw~P OMy  
} ; ^3VR-u<O  
wh6yPVVF/  
这样的话assignment也必须相应改动: Q=mI 9  
oA] KE"T  
template < typename Left, typename Right > $ _j[2EU  
class assignment h4|i%,f  
  { ]z/Zq  
Left l; fKH7xu!V4+  
Right r; \Ig68dFf%  
public : #:jb*d?  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} {\H/y c|@  
template < typename T2 > 1CU>L[W)  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } ~{hxR)x9  
} ; gTl<wo +  
az0<5 Bq)  
同时,holder的operator=也需要改动: }jH7iyjD  
, DdB^Ig<r  
template < typename T > E`int?C!  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const W>_]dPBS/  
  { ?eH&'m}-  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); "@R>J ?Cc+  
} )J]9 lW&y  
$rIoHxh. y  
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。 z]B]QB Y[  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 +T/FeVQ  
"Z Htr<+  
return l(rhs) = r; :y*NM,s  
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。 m>USD? i  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 7tUA>;++  
+#U|skl  
template < typename Tp > &Z(K6U#.  
class constant_t **9x?s  
  { F+R?a+e  
  const Tp t; ^;!0j9"* :  
public : :B3[:MpL}  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} -;f*VM.a  
template < typename T > k@zy  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const *eI)Z=8  
  { [Wd-Zn%  
  return t; XO#/Fv!  
} rX_@Ihv'  
} ; !!@A8~H  
valtev0<  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 L,y6^J!  
下面就可以修改holder的operator=了 {{V8;y  
! cKz7?w  
template < typename T > =q N2Xg/  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const rpeJkG@+  
  { SJD@&m%?[  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); XE^)VLH:  
}  _zlqtO  
zvABU+{jD  
同时也要修改assignment的operator() fYKOJ5f  
l/;X?g5+  
template < typename T2 > B8E'ddUw  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } ?X@fKAj  
现在代码看起来就很一致了。 n]8<DX99Q0  
%X#zj"  
六. 问题2:链式操作 :#dE:L;T  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 2,ECYie^  
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。 )`^p%k  
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。 /Mb"V5S(W  
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。 /mo(_  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct s4&^D<  
h-iJlm  
template < typename T > rG,5[/l  
struct result_1 LYlDc;<A  
  { 9x,RvWTb  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ]Q[p@gLd  
} ; ss;R8:5  
8~5cJPi6  
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: 5 ae2<Y=  
F~A'X  
template < typename T > [O: !(G je  
struct   ref t_mIOm)S%  
  { y:v,j42%  
typedef T & reference; 9UvXC)R1  
} ; ~]ZpA-*@Ut  
template < typename T > %Uz(Vd#K  
struct   ref < T &> 2^?:&1:  
  { f/CuE%7BR  
typedef T & reference; t&?i m<  
} ; $9?cP`hmi  
?%H):r  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 1S@vGq}  
qJ0fQI\  
template < typename T > L(X6-M:  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const )7_"wD` z  
  { ;WldHaZ9r  
  return l(t) = r(t); 7FRmx 4(!  
} Bn>8&w/P  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 mrX^2SR  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 TX#m&vh  
4H@Wc^K  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 z0/} !  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: {d?$m*YR3`  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 *Vho?P6y\Y  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 *OQG 4aWy  
最后的布局是: >0l"P"]  
                Add ,^S@EDq  
              /   \ q4V7  
            Divide   5 NV#FvM/#"  
            /   \ NKQOUw:qn  
          _1     3 u[{tb  
似乎一切都解决了?不。 6 PxW8pn  
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。 )#LpCM,a  
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。 KoS*0U<g6  
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: 29reG,>  
$-On~u0g  
template < typename Right > s@fTj$h  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const NH0qVQ@A  
Right & rt) const $y b4xU  
  { 'g9"Qv?0{`  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); `)QCn<  
} h&kZjQ&  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 &7_Qd4=08w  
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。 w^]6w\p  
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。  aH#l9kCb  
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。 t+Op@*#%  
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。 sdS^e`S  
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? ~xoF6 CF  
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: x|{IwA9  
w}CmfR  
template < class Action > ~(]0k.\  
class picker : public Action w;l<[q?_  
  { [b$4Shx  
public : 'FYJMIs  
picker( const Action & act) : Action(act) {} Vrvic4  
  // all the operator overloaded n6k9~"?  
} ; oP4GEr  
ox ;  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 HEGKX]  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: a/< Csad  
{?`al5Sz  
template < typename Right > (L`j0kPN  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const ]Ta N{"  
  { OaL\w D^  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ooV*I|wcI  
} lqb/eN9(t  
^OErq&`u  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 5xOvY  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 xGI, Lk+  
?@n/v F  
template < typename T >   struct picker_maker 6_4D9 W  
  { K x~|jq  
typedef picker < constant_t < T >   > result; A7c/N=Cp^  
} ; pNRk.m]  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ./$cMaDJ  
  { fJWC)E  
typedef picker < T > result; F9*g=  
} ; *x) 8fAr  
TW^/sx  
下面总的结构就有了: Lq>&d,F06)  
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。 PpsIhMq@  
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。 @ps1Dr4s  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 1 tR_8lC  
至此链式操作完美实现。 tBct  
Ks\ NE=;5  
d9n?v)<v  
七. 问题3 b<]n%Q'n  
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。 *~/OOH$"  
8KH\`5<  
template < typename T1, typename T2 > $\k0Nup}  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const =rR~`  
  { DvM5 k  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 98.>e  
} KeNL0_ Pw  
oc^Br~ Th  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: Dk5Zh+^  
%e@HZ"V  
template < typename T1, typename T2 > |!F5.%PY  
struct result_2 A?G^\I~v  
  { !yhh8p3  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; aAy'\T$x.  
} ; |T{C,"9y  
6&bIXy  
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? !a~`Bs$'jr  
这个差事就留给了holder自己。 i%6;  
    SIKOFs  
:eZh'-c?  
template < int Order > `CeJWL5{  
class holder; *:O.97q@h  
template <> P4Th_B7  
class holder < 1 > jzK5-;b  
  { 4H+Ked&Oq  
public : W0=O+0$^  
template < typename T > 9!><<7TS  
  struct result_1 MaD3[4@#  
  { FEo269Ur  
  typedef T & result; R=T qj,6  
} ; iZZ (4  
template < typename T1, typename T2 > 0 P[RyQI  
  struct result_2 ?2Kt'1s#  
  { =tU{7i*+  
  typedef T1 & result; j w* IO  
} ; S"wg2X<  
template < typename T > +1~Z#^{&  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const K\)Td+~jc  
  { kg`.[{k  
  return (T & )r; DD44"w_9  
} s[gKc'  
template < typename T1, typename T2 > Pf F=m'  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ]x&u`$F  
  { z5bo_Eq  
  return (T1 & )r1; "@9? QI}  
} <9sO  
} ; F,5r9^,_  
[TCP-bU  
template <> $'pNp B#vH  
class holder < 2 > Va$Pi19 O  
  { -8N|xQ378  
public : hva2o`  
template < typename T > <A9y9|>o  
  struct result_1 Jdy=_88MD  
  { %okzOKKX  
  typedef T & result; X{kpSA~  
} ; KFZm`,+69  
template < typename T1, typename T2 > 6{qIU}!  
  struct result_2 0q rqg]  
  { 6:% L![FX  
  typedef T2 & result; JH7Ad (:  
} ; Ez{MU@Fk  
template < typename T > ql<rU@  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const b~BIz95  
  { C%~a`e|/Y  
  return (T & )r; wZh:F !  
} Bb{!Yh].:A  
template < typename T1, typename T2 > >*$;  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const GjB]KA^  
  { *z'yk*  
  return (T2 & )r2; }CxvT`/  
} mQ}ny(K'  
} ; tb?YLxMV  
tDDy]==E  
G4 G5PXi  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 -{ u*qtp  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: i*eAdIi  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: TPE:e)GO  
s s 3t  
return l(i, j) = r(i, j); Rte+(- iL  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) {J5JYdK  
_p?s9&  
  return ( int & )i; FecktD=  
  return ( int & )j; 5( _6+'0  
最后执行i = j; j6(?D*x  
可见,参数被正确的选择了。 ,i.%nZw\  
xug)aE  
xmGk*W)P  
_8G>&K3T<  
g+PPW88P;  
八. 中期总结 TEsnNi 1  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: D7"p}PD>~  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 [i]r-|_K  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 a,7 &"  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor @/UfD ye  
[\R>Xcu>  
vVT?h  
-6 sW6;Q  
2u?zO7W)-L  
&L^CCi  
九. 简化 h8jD }9^  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 o/o:2p.  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 S=3^Q;V/1  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: zhB">j8j  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 (cv!Y=]  
  +-*/&|^等 !G_jGc=v  
2. 返回引用。  BGzI  
  =,各种复合赋值等 *5,c Rz  
3. 返回固定类型。 hnWo|! ,O$  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) sCl$f7"  
4. 原样返回。 =l<iI*J. M  
  operator,  uIMe  
5. 返回解引用的类型。 9N[EZhW  
  operator*(单目) buk=p-oi  
6. 返回地址。 l2hG$idC  
  operator&(单目) wcDjg&:=ml  
7. 下表访问返回类型。 5jq=_mHt  
  operator[] V,%L ~dI  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 SK$Vk[c]  
  operator<<和operator>> *R % wUi  
N_75-S7Cm  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 bl/,*Wx:4.  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: T@^]i&  
N]5m(@h  
template < typename Left > mCKk*5ws5"  
struct value_return H;WY!X$x  
  { 8Z85D  
template < typename T > =neL}Fav56  
  struct result_1 GJ 'spgz  
  { y|_Eu:  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; OY"6J@[z  
} ; p2x [p  
VF0dE  
template < typename T1, typename T2 > 6gOe!m m  
  struct result_2 NBl __q  
  { NHX>2-b  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; \Btk;ivg  
} ; [RU NuO  
} ; oQ+61!5>  
L4f7s7rJ  
Y@F  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait pw'wWZE'  
YnV/M,U  
下面我们来剥离functor中的operator() gdj^df+2F  
首先operator里面的代码全是下面的形式: +?`b=6e(`  
@kD8^,(oH  
return l(t) op r(t) >CgO<\  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) \|Dei);k  
return op l(t) GO5~!g  
return op l(t1, t2) _>bRv+RVR  
return l(t) op yZ}d+7T}  
return l(t1, t2) op +~2rW8  
return l(t)[r(t)] ,yLw$-  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] iz}sM>^  
Qu{c B^Ga*  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: +_HdX w#  
单目: return f(l(t), r(t)); ~tm0QrJn/  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ST8!i`Q$  
双目: return f(l(t)); 7y*ZXT]f  
return f(l(t1, t2)); k3@HI|  
下面就是f的实现,以operator/为例 $R{8z-,Q  
g8pm2o@S  
struct meta_divide L*]E`Xxd9  
  { >HkhAJhW  
template < typename T1, typename T2 > M:ai<TZ]  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) m$y]Lf  
  { :Eh'(   
  return t1 / t2; F'J [y"~_  
} n+2J Dq|?p  
} ; {w`:KR6o7  
K}I0o!(#  
这个工作可以让宏来做: ipKG!  
\k&1*b?h  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ @Hr+/52B  
template < typename T1, typename T2 > \ :7;[`bm(G  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; +AQDD4bu  
以后可以直接用 dU;upS_-  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) DacJ,in_I{  
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 =L 0fZf  
(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。。。) ekzjF\!y  
5A_4\YpDR  
`n-vjjG%#  
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 ?=|kC*$/G  
F>Y9o- o2  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > /B HepD}  
class unary_op : public Rettype oP$kRfXS!<  
  { Z}cIA87U  
    Left l; "xwM+AC  
public : .`LgYW  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} @oH[SWx  
4'At.<]jL  
template < typename T > LR$z0rDEM  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const E5x]zXy4  
      { cNP/<8dq  
      return FuncType::execute(l(t)); 0P 5BArJ?  
    } kP,7Li\  
:Z2tig nL  
    template < typename T1, typename T2 > YQ,tt<CQ  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const PvOC5b  
      { P%GkcV  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); %RFYm  
    } ch,|1}bi  
} ; .S vyj  
 ?f2G?Y  
_5\AS+[x  
同样还可以申明一个binary_op ^L O]Z  
3YTIH2z 5  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > x1DVD!0~{  
class binary_op : public Rettype _.f@Y`4d  
  { -^fzsBL.  
    Left l; 1~qm+nET\  
Right r; d/B*  
public : BRtXf0~&p  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} *h,3}\  
Dsb(CoWw  
template < typename T > me'(lQ6^  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const w#{l 4{X|  
      { }GRMZh_8  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 7s]Wq6  
    } ]%XK)[:5_=  
'?}R4w|)  
    template < typename T1, typename T2 > tP]q4i  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ^-L{/'[8M  
      { rsSue_Q  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); p+D=}O  
    } b{HhS6<K?  
} ; Qu_EfmN|  
/oDpgOn  
9qeZb%r&  
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 {"4<To]z  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 P7>IZ >bw  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) |LFUzq>j  
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。 H0tF  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 8m7eaZ  
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。。。 /Su)|[/'  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 zv9M HC &  
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) 9%TT> 2#  
下面是修改过的unary_op f=oeF]=I"  
=L16hDk o  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > xvO 3BU~2  
class unary_op _> Ln@  
  { {jG.=}/Dk  
Left l; <rMv0y+r  
  ,9UCb$mh  
public : zn[QvY  
'8Qw:fh  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} !Ud:?U  
>e_%M5 0  
template < typename T > q4k`)?k9  
  struct result_1 gD5P!}s[u0  
  { {|p"; uJ  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; B$DZ]/<  
} ; ^hysCc  
7AeP Gr  
template < typename T1, typename T2 > 4[_L=zD  
  struct result_2 cI3KB-lM#  
  { AJ4r/b }  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Z*h ;e;  
} ; :R3P 58>  
#ZF>WoC@e?  
template < typename T1, typename T2 > n\* JaY  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ?+Hp?i$1  
  { kXCY))vnn  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); )DRkS,I  
} 1 Xa+%n9  
rkq)&l=ny  
template < typename T > xi.IRAZX  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const a G@nErdW  
  { yYBNH1  
  return OpClass::execute(lt(t)); A8mlw#`E8b  
} p}f-c  
/o\U/I  
} ; }"0{zrz  
tU(y~)]  
2J&XNV^tJ  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug C;%Y\S  
好啦,现在才真正完美了。 ,y%ziay  
现在在picker里面就可以这么添加了: kI<Wvgo L  
OuNj:  
template < typename Right > kLq( !Gs  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const \P5>{ 2i  
  { Y}K!`~n1S  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); }!=gP.Zu^  
} {Wa~}1`Kl  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 psu OJ-  
d<_NB]V&F  
s`r-v/3l  
Ia'x]#~  
;raz6DRO  
十. bind `i9N )3 X  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 7|K3WuLL  
先来分析一下一段例子 7}A5u,.,ht  
=g >.X9lr  
Pu-p7:99;'  
int foo( int x, int y) { return x - y;} "I@v&(Am;  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 CJm.K  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 l:q8Pg)  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 T G_bje  
我们来写个简单的。 CJv> /#$/F  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: !5? m  
对于函数对象类的版本: =MCNCV/<  
T!1SMo^  
template < typename Func > UKOFT6|  
struct functor_trait Q:pzL "bT  
  { &ad Y  
typedef typename Func::result_type result_type; )`mbf|,&t{  
} ; C`3V=BB  
对于无参数函数的版本: mF}c-  D  
wZ$ tJQO  
template < typename Ret > :Jjw"}SfK#  
struct functor_trait < Ret ( * )() > IX"ZS  
  { 'YBi5_  
typedef Ret result_type; |PI)A`  
} ; =l_rAj~I|  
对于单参数函数的版本: {=s:P|ah  
"havi,m  
template < typename Ret, typename V1 > ob)Q,;8R  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > "/Om}*VhD  
  { {K<uM'ww>  
typedef Ret result_type; '/ihL ^^@L  
} ; I/Sv"X6E  
对于双参数函数的版本: KUF$h Er  
d3Y(SPO  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > .N/GfR`0/<  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > | O57N'/  
  { kJI3`gS+  
typedef Ret result_type; <b6s&"%=  
} ; 7AI3|Ts]p  
等等。。。 J`YnT  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy v#iFQVBq  
Cy<T Vk8  
template < typename Func > L'13BRu`  
struct func_return &S<? 07Z  
  { 09G9nu;&{  
template < typename T > XO0>t{G  
  struct result_1 z<n"{%  
  { CdDH1[J  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ^eT@!N  
} ; JOJh,8C) 6  
XpR.rq$]  
template < typename T1, typename T2 > "EN98^ Sl  
  struct result_2 UHr {  
  { {cmo^~[L$  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ok%EqO  
} ; e)*mC oR  
} ; tB GkRd!  
wTHK=n\i  
s`;0 t YG  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 Lwp-2`%  
#!w:_T%  
template < typename Func, typename aPicker > U&,r4>V@h>  
class binder_1 6 M*b6  
  { m &9)'o  
Func fn; \P*PjG?R  
aPicker pk; P)Z/JHB  
public : Uc\|X;nkRk  
'&N: S-  
template < typename T > 2_Pz^L  
  struct result_1 ^a086n  
  { N =x]A C,  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; BHF{-z  
} ; `x2fp6  
qnabwF  
template < typename T1, typename T2 > J'|=*#  
  struct result_2 DhY;pG,t  
  { jA A'h A  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; kSLSxfR  
} ; Pbc`LN /s|  
L.SDMz  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 9+]ZH.(YE  
;n3uV`\  
template < typename T > Tf9&,!>V  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const en Pzy:C  
  { Coga-: 2vu  
  return fn(pk(t)); yonJd  
} dD[v=Z_  
template < typename T1, typename T2 > 'u4}t5Bu5  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const g@$0FY{Q  
  { bq c;.4$  
  return fn(pk(t1, t2)); /Lq;w'|I  
} x%b]e a  
} ; b%=1"&JI:  
{[l'S  
F;cI0kP=>  
一目了然不是么? F(T=WR].o  
最后实现bind db{NK wpj'  
+ #|'|}j  
;6DR .2}?>  
template < typename Func, typename aPicker > p6<E=5RRd1  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) d [\>'>  
  { 1j oc<EI  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); |M[v493\  
} WpZy](,  
6b-  
2个以上参数的bind可以同理实现。 ^?H\*N4  
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。 9`ri J4zl  
VaD:  
十一. phoenix OwNAN  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: #gxRTx  
)v*v  
for_each(v.begin(), v.end(), Ln"+nKr  
( K?z*3^^X;  
do_ u+%)JhIp  
[ B ]|5?QP-  
  cout << _1 <<   " , " ;y:#S^|?-z  
] d/0/$Bz}P  
.while_( -- _1), X !&"&n  
cout << var( " \n " ) NTv#{7q  
) wo,""=l  
); MuCQxzvkhf  
`77;MGg*  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: v&t`5-e-A  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor 8r7/IGFg  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 |u?k-,uI9  
那么我们就照着这个思路来实现吧: Y}V)4j  
!mw{T D  
+~R.7NE%  
template < typename Cond, typename Actor > wZ (uq?3S`  
class do_while H;7O\  
  { :vn0|7W4  
Cond cd; |YG)NO  
Actor act; rXHHD#\oF  
public : X+(aQ >y  
template < typename T > S&4w`hdD>~  
  struct result_1 GQYtH#  
  { htdn$kqG   
  typedef int result_type; ~NNaLl  
} ; ZaEBdBv  
9m<X-B&P  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} B`RW-14g  
t[H_6)  
template < typename T > |Fh`.iT%c  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const jzu l{'g  
  { z1}tC\9'%  
  do fzGZ:L  
    { !5g)3St  
  act(t); 4wM$5  
  } U 8qKD  
  while (cd(t)); ^>P@5gcoE(  
  return   0 ; _umO)]Si  
} 2vk8+LA(6  
} ;  d'**wh,  
h0y\,iWXb  
S`'uUvAA  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). Ggxrj'r  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 %8z+R m,Ot  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 +e{djp@m  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 ;GSfN  
下面就是产生这个functor的类: :5q*46n  
@; j0c_^"!  
zm_hLk  
template < typename Actor > g,z&{pZch  
class do_while_actor gZ79u  
  { sKE*AGFL d  
Actor act; *y[~kWI  
public : \8C*O{w  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} egIS rmL+X  
34O+#0<y~  
template < typename Cond > f|[5&,2<  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; w oY)G7%  
} ; ZT3jxwe  
U_zpLpm^  
' /@!"IXz  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ><Mbea=U+  
最后,是那个do_ )Or:wFSMq  
)}zA,FOA*  
Qbe{/  
class do_while_invoker j:vD9sdQ  
  { WLj_Zo*^x  
public : ,XF6Xsg2  
template < typename Actor > cbg3bi  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const lw/ m0}it  
  { 4*ty&s=5OJ  
  return do_while_actor < Actor > (act); 'amex  
} bj* v'  
} do_; 802]M  
=f{Z~`3  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? N;Gf,pE  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 Tl0+Bq  
最后来说说怎么处理break和continue ]cO$E=W  
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。 ~9{-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
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