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
  • 7211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 bOp%  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 P"]l/  
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, "fUNrhCx  
axq~56"7E  
\u))1zRd  
EuImj#Zl  
  class filler }^j8<  
  { 99CK [G  
public : yPs6_Qo!p  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} c\&;Xr  
} ; %[M0TE=J  
hw*u.46  
3IB9-wG  
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: h.KgHMV`  
`%"x'B`mM  
}xi?vAaTl  
#y[omla8  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); iA[o;D#  
(n7{?`Yid  
|5X59! JL  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ! Vlx  
$#2<f 6  
*N:0L,8  
-$I30.#  
二. 战前分析 DT)] [V^w  
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。 PAtv#)h  
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 lSO$Q]!9  
<t*<SdAq>`  
udIm}jRA"  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); \Q1&w2mw  
  /* --------------------------------------------- */ /!A"[Tyt  
vector < int *> vp( 10 ); r<Cr)%z!  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); hvNK"^\p  
/* --------------------------------------------- */ 1#Hr{&2  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); }#%Y eCA?  
/* --------------------------------------------- */ IYXN}M.=  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); @:#J^CsM+'  
  /* --------------------------------------------- */ *" C9F/R  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); Il(o[Q>jJ3  
/* --------------------------------------------- */ =Y6W Qf  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); =T&<z_L  
V45adDiZ  
R8eBIJ/@_  
fjl 9*  
看了之后,我们可以思考一些问题: g,M-[o=Fk  
1._1, _2是什么? q5-i=lw  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 )oz2V9X{  
2._1 = 1是在做什么? Kg"eS`-  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 &FT`z"^  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 Zv=pS (9  
T4"D&~3 3q  
Ak('4j!*}^  
三. 动工 x9a\~XL>a  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: s@7hoU-+  
N[Ei%I  
SJMbYjn0J  
BG?>)]6  
template < typename T > uL1lB@G@  
class assignment CMOyK^(e  
  { 3o?eUwI}  
T value; yt5<J-m  
public : 1Q? RD%lkf  
assignment( const T & v) : value(v) {} PsXCpyY!s  
template < typename T2 > oQu>Qr{Zp  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } ?Z?(ky!  
} ; 5|K[WvG@Co  
RJerx:]  
Cb+$|Kg/"b  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 \gPMYMd  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment UdM2!f  
tcv(<0  
RO/(Ldh  
jaKW[@<  
  class holder 7g+T  
  { Qg(;>ops  
public : 0!0e$!8l  
template < typename T > :?g+\:`/0j  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const !3k-' ),z&  
  { , h'Q  
  return assignment < T > (t); _u$DcA8B  
} p!^K.P1 '  
} ; 'r%(,=L  
M 80Q6K  
Z.Z;p/4F  
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: (&/4wI^M  
wLqj<ot  
  static holder _1; ppvlU H5;  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Q*ELMib  
*9kg \#  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); s=jYQ5nv  
而不用手动写一个函数对象。 vCJa%}  
;)CN=J!  
: q%1Vi  
;NdH]a {  
四. 问题分析 * BR#^Wt  
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。 IBJNs$  
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。 Er j{_i?R?  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 F9K0  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 AmDOv4  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 a<r,LE  
( s4W&  
五. 问题1:一致性 Ul]7IUzsu  
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?| Pm)*zdZ8  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 CQ/+- -o  
wW\@^5  
struct holder L{F]uz_[x  
  { A"b31*_  
  // zE$HHY2ovi  
  template < typename T > ;2`6eyr  
T &   operator ()( const T & r) const +39uKOrZ  
  { 7JQ4*RM  
  return (T & )r; ~<VxtcEBz  
} c8uw_6#r(D  
} ; H6 x  
Bt@?l]Y  
这样的话assignment也必须相应改动: PL$XXj>|:  
Evm3Sm!S  
template < typename Left, typename Right > TA*}p=?6?!  
class assignment  eu$VKLY*  
  { {u1|`=;  
Left l; h0 92S|iY  
Right r; $#D#ezvxe  
public : $aJay]F  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} .p e3L7g  
template < typename T2 > [}HPV+j=U  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } `f~bnL  
} ; dR\yRC]I  
}a5TY("d9H  
同时,holder的operator=也需要改动: cK]n"6N[  
Fik ;hB  
template < typename T > &M?b 08  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const X(BxC<!D.  
  { "]]LQb$  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); i&6U5Va,G  
} M]{~T7n-  
T>nH=  
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。 iU 6,B  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 BE@(| U  
d9TTAaf  
return l(rhs) = r; q6-o!>dLQ  
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。 8/)\nV$0Y  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: N80ogio_Tk  
klQmo30i  
template < typename Tp > Het"x  
class constant_t SceHdx(]  
  { o#wly%i')  
  const Tp t; AH'c:w]~  
public : bskoi;)u  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} &K'*67h  
template < typename T > P<&bAsje  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const t6+W  
  { yD& Y`f#  
  return t; \)uA:v  
} D )`(b  
} ; OV;VsF  
HJg&fkHn1  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 \f4rA?+f  
下面就可以修改holder的operator=了 =6ru%.8U,  
UJqh~s  
template < typename T > m0^ "fMV  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const <\$"U5"`  
  { %JSRC<,a  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); *)w+xWmM3w  
} Gf#l ^yr   
EQ^]W-gN  
同时也要修改assignment的operator() 2C:u)}R7D  
P]^OSPRg  
template < typename T2 > D%3$"4M7!  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } @R`6j S_gK  
现在代码看起来就很一致了。 [8Y7Q5Had  
`!N}u  
六. 问题2:链式操作 ^(+q 1O'  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 Go c*ugR  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 rAHP5dx:  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 &Cj~D$kDEu  
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。 p : z ][I  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct o>(<:^x9  
Hl%Og$q3  
template < typename T > dDl+  
struct result_1 9[VYd '  
  { 4t =Kt  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 6|q"lS*$S  
} ; ^GM3nx$  
y>t:flD*  
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: -E6av|c,F  
~),%w*L  
template < typename T > LvS5N)[  
struct   ref ;0kAm Vy  
  { S)zw[m  
typedef T & reference; T=pP  
} ; p<dw  C"z  
template < typename T > +-;v+{  
struct   ref < T &> r1IvA^X  
  { [g@qZ5I.  
typedef T & reference; Lct_6?  
} ; SbX^DAlB1  
:kI[Pf!z  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 5s^vC2$)  
B0yGr\KJ  
template < typename T > N9d^;6;i  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const Q?j '4  
  { Ygg+=@].@  
  return l(t) = r(t); l[5** ?#  
} r,IekFBs  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 j8e=],sQ  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 S9l po_!z  
[V?HK_~  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 Y'P^]Q=}_#  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: UK^w;w2F  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 +|S)Mm8-  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 R6 ej  
最后的布局是:  K%%Ow  
                Add w-)JCdS6Tb  
              /   \ VWdTnu  
            Divide   5 ]5*H/8Ke7  
            /   \  7Tr '<(A  
          _1     3 rLD1Cpeb,w  
似乎一切都解决了?不。 <<qzZ+u  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 ^|h_[>  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 h){#dU+&  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: ZI$P Qz2i  
B(71I;  
template < typename Right > }3Ke  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const g1F9IB42@<  
Right & rt) const $ta"Ug.z  
  { ~a7@O^q 4  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Bf^K?:r"V  
} mg70%=qM0f  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 2|exY>`w  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 .u7grC C  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 2HE<WI^#h  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 m#Z9wf] F  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 1GR|$E  
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? 1 5|gG<-  
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: %T<c8w}dP  
yoq-H+<  
template < class Action > .{;RJ:O  
class picker : public Action <Cs9$J  
  { VWXyN  
public : Gyi0SM6v5&  
picker( const Action & act) : Action(act) {} 60|m3|0o  
  // all the operator overloaded OHngpe4  
} ; ]B&jMj~y&  
`tHF}  
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。 +m}D.u*cp  
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: 6x!iL\Y~  
rf^IJY[  
template < typename Right > u[wDOw  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const W1M Bk[:Q  
  { HuA4eJ(2  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); '|tmmoY6a:  
} Y.52`s6F  
SZxnYVY  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > $RRh}w\0^  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 LsMq&a-j2  
bWCtRli}  
template < typename T >   struct picker_maker rP(;^8l"  
  { X"f]  
typedef picker < constant_t < T >   > result; 0|\A5 eG  
} ; SrMfd7H8f  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 'vZWk eo  
  { Zwtz )ZII  
typedef picker < T > result; Fv^>^txh  
} ; UY\E uA9  
uqBVKE  
下面总的结构就有了: a|dn3R>vX  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 KpQ@cc  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 >IKIe  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 |mw3v>  
至此链式操作完美实现。 7;#o?6!7  
y]k{u\2A  
V1,4M_Z  
七. 问题3 1q*=4O  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 -?)z@Lc  
Jd|E 4h~(  
template < typename T1, typename T2 > l n09_Lr  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const *M~BN}.  
  { B1U7z1<  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); sdQ "[`~2R  
} ]PH'G>x  
DL '{ rK  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: Uo:=-NNI  
?j8_j  
template < typename T1, typename T2 > NrcxuItkYn  
struct result_2 }SW>ysw'm  
  { Cj6$W5I m  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; u>03l(X6f  
} ; n--s[Kdo8  
2J6(TrQ  
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? Y)C!N$=@Q  
这个差事就留给了holder自己。 0ol*!@?  
    SivJaY%  
$viZ[Lu!m  
template < int Order > ? C6t Yd  
class holder; f5t/=/6>F  
template <> c38ENf  
class holder < 1 > @ql S #(  
  { $?|$uMIafp  
public : Up1e4mNL  
template < typename T > ^#z*   
  struct result_1 IKeO&]k  
  { C.VU"= -  
  typedef T & result; Zx%6pZ(.  
} ; yT C+5_7  
template < typename T1, typename T2 > Wtj* Z.=:  
  struct result_2 ?Lquf&`vP  
  { 8]% e[  
  typedef T1 & result; `R_;n#3F0  
} ; <L<d_  
template < typename T > Nb/Z+  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const u'"]{.K>fb  
  { ^[hx`Rh`t  
  return (T & )r; >B+!fi'SS>  
} _h P7hhR  
template < typename T1, typename T2 > 43BqNQ0  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 2Afg.-7EP  
  { o+FDkqEN  
  return (T1 & )r1; !s[[X5  
} O g!SFg*  
} ; :z%q09.)  
6{?B`gm7g  
template <> L<ET"&b;4  
class holder < 2 > A0gRX]  
  { C\gKJW^]y@  
public : '>#8 F.  
template < typename T > OCbwV7q:  
  struct result_1 Ox&]{  
  { t,308Z  
  typedef T & result; )cBO_  
} ; 18G=j@k7  
template < typename T1, typename T2 > %HcCe[d5l  
  struct result_2 yuq2)  
  { wF$z ?L  
  typedef T2 & result; C?t!Uvs  
} ; u\o~'Jz  
template < typename T > trMwFpfu  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const $'93:9tg  
  { b_a6|  
  return (T & )r; ?=V;5H.  
} ?dAy_| zD  
template < typename T1, typename T2 > V ^hR%*i'  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const w7QYWf'  
  { I)q"M]~  
  return (T2 & )r2; i@#=Rxp  
} jUd)|v+t  
} ; ygYy [IZ  
-qdt$jIM  
?OVje9  
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> >。 j. mla  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: q:u,)6  
首先 assignment::operator(int, int)被调用:  a S ,  
`{9bf)vP6  
return l(i, j) = r(i, j); w L4P-4'  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) _[$,WuG1  
1EA#c>I$  
  return ( int & )i; > - U+o.o  
  return ( int & )j; U}DLzn|w  
最后执行i = j; 3_ko=& B$  
可见,参数被正确的选择了。 V{n7KhN~Y!  
>Xw0i\G  
S9d Xkd  
e@7UL|12  
CI^s~M >  
八. 中期总结 d8K|uEHVz  
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: ;Pe=cc"@  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 U;t1 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。 D 3Tqk^5  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor "D'"uMS`H  
aATNeAR  
F(|XJN  
}!V-FAL  
`\J,%J  
k5)a|  
九. 简化 !wTrWD!  
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。 Sm;@MI<@/  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 lN*beOj  
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: jcHyRR1R  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 5&qBG@Hw]  
  +-*/&|^等 ~bsdy2&/q  
2. 返回引用。 izs=5  
  =,各种复合赋值等 8J:=@X^}  
3. 返回固定类型。 b>Ea_3T/  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) d .%2QkL  
4. 原样返回。 1)!2D?w  
  operator, \}W !  
5. 返回解引用的类型。 o pTH6a  
  operator*(单目) X.ecA`0  
6. 返回地址。 #n]K$k>  
  operator&(单目) N5zx#g  
7. 下表访问返回类型。 2D /bMq  
  operator[] xxA^A  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 #4<=Ira5  
  operator<<和operator>> u;+8Jg+xH/  
Iw?*y.z|  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 _qk yU)z  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: WyRSy-{U(}  
Vh>|F}%E  
template < typename Left > udmLHc  
struct value_return ZG-#YF.1  
  { _0UE*l$t  
template < typename T > &j,# 5f(  
  struct result_1 _D$1CaAYo  
  { m_.9 PZ  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ;tQ(l%!  
} ; [w!T  
c-_1tSh}  
template < typename T1, typename T2 > e N v\ZR1  
  struct result_2 ix$ ^1(  
  { <@[;IX`YN  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; LcB+L](  
} ; :{4C2qK>  
} ; Y% JE})  
g/}d> 6  
JY@bD:  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait kR3wbA  
`Ns Q&G  
下面我们来剥离functor中的operator() J% n#uUs  
首先operator里面的代码全是下面的形式: zliMG=6  
Pm%5c\ef  
return l(t) op r(t)  ;u [:J  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ;Yv{)@'Bc  
return op l(t) `\|tXl.  
return op l(t1, t2) 'HJ+)[0X*  
return l(t) op ?PqkC&o[q  
return l(t1, t2) op TspX7<6r  
return l(t)[r(t)] k`&FyN^)  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] q*5L",  
&-{%G=5~e%  
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: [V qiF~o,  
单目: return f(l(t), r(t)); egBk7@Ko  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 8)> T>-os  
双目: return f(l(t)); }EYmz/nN  
return f(l(t1, t2)); t- TUP>_  
下面就是f的实现,以operator/为例 cvo+{u$s  
0|J9Btbp  
struct meta_divide )+|wrK:*v  
  { 60]VOQku  
template < typename T1, typename T2 > lNf);!}SM  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) UJQTArf  
  { (n8?+GCa  
  return t1 / t2; bCr W'}:de  
} 2wnk~URj  
} ; $y,KDR7^  
G6qZ>-GiL  
这个工作可以让宏来做: .P7q)lj36h  
AZE%fOG<i  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 7w" !"W#  
template < typename T1, typename T2 > \ FyWf`XTO  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; `?.6}*4@_A  
以后可以直接用 W1<*9O  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) |bSAn*6b  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 QI U%!9Y  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) 5+!yXkE^e  
rPBsr<k#5  
u{&=$[;  
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 [%R?^*]  
ks("( nU  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > t( V 2  
class unary_op : public Rettype p/Q< VV  
  { wBg?-ji3<  
    Left l; ~PQR_?1  
public : 4[gbRn'  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} :Zkjtr.\  
<dE~z]P  
template < typename T > \Gk}Fer  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const lH`c&LL-=!  
      { >T*BEikC  
      return FuncType::execute(l(t)); +PLJ  
    } [.Md_  
sx;/xIU|  
    template < typename T1, typename T2 > ## vP(M$  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const e 2N F.  
      { J Q*~le*  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); ws,?ImA  
    } RrrlfFms  
} ; (zy|>u  
}id)~h_@  
9Z=hg[`]<  
同样还可以申明一个binary_op n#WOIweInf  
>YXb"g@.  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > .Wp(@l'Hd  
class binary_op : public Rettype !,Gavt7f  
  { ^/Yk*Ny  
    Left l; oNl-! W   
Right r; K iXD1Zpz  
public : k5bv57@  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Q2]7|C  
s2QgR37s>  
template < typename T > ! @Vj&>mH$  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const imwn)]LR  
      { bT9:9LP  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); H&F2[j$T  
    } y,Bj,zw  
'cQ`jWZQ  
    template < typename T1, typename T2 > ,g?M[(wtc  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const :mCGY9d4L  
      { {[NQD3=+F  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); _f "I%QTL  
    } c<cYX;O  
} ; wV$V X  
wT;;B=u}G  
GO][`zZJ]  
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 o!y<:CGL  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Cx(HsJ! ,  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ]>sMu]biH  
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。 "4smW>f:%  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 6~s{HI!  
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。。。 @N> rOA  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 l{ fL~O  
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) AC fhy[,  
下面是修改过的unary_op >2mY%  
Z Wx[@5  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > cY~lDLyB  
class unary_op >i61+uzEd+  
  { Cd p_niF  
Left l; Pff-eT+~m  
  G Wj !n  
public : +`m0i1uI3  
&w%%^ +n |  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} MD>E0p)  
(@\0P H0  
template < typename T > f'S0 "  
  struct result_1 n=!5ha%#N  
  { &.0wPyw  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Uf[Gs/!NV  
} ; 9x8Ai  
)@.ODW;`  
template < typename T1, typename T2 > 0b,{4DOD  
  struct result_2 xxdxRy9/  
  { 1tpt433  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; )[t3-'  
} ; '+S!>Lqb  
*nUa0Zg4q6  
template < typename T1, typename T2 > .M\0+,%/  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const !-gOqo  
  { VN@ZYSs  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); rIH+X2 x  
} VK4"  
4Gy3s|{  
template < typename T > OPKmYzf@b  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 1 7hXg"B  
  { MP8s}  
  return OpClass::execute(lt(t)); jBd9  $`  
} (]<G)+*  
'DH_ihZ  
} ; sE(mK<{pk  
y {Mh ?H  
|:`gjl_Nf  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug X@B,w_b  
好啦,现在才真正完美了。 jCt[I5"+z  
现在在picker里面就可以这么添加了: /lvH p  
Aa%ks+1  
template < typename Right > VoUAFEcs  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const RK=YFE 0  
  { \3z^/F~  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); K:sC6|wG  
} =CO#Q$  
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。 !1?Nc}T0Q&  
TWQ{, B  
KfNR)  
P1QGfp0-J  
noNL.%I  
十. bind JSiLG0  
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。 '^M3g-C[Jg  
先来分析一下一段例子 K<tkNWasQ  
(z<& PP  
E)l@uPA'1  
int foo( int x, int y) { return x - y;} uH!;4@ uI  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 {mV,bg,}~  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 !ly]{DTmm  
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。 r`/tb^  
我们来写个简单的。 =u`^QE  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: l4Y}<j\;  
对于函数对象类的版本: 1Q$Z'E}SK@  
)Ikx0vDFQ  
template < typename Func > J;BG/VI1  
struct functor_trait F D6>[W  
  { <)(STo  
typedef typename Func::result_type result_type; v0}.!u>Ww  
} ; QFf lx  
对于无参数函数的版本: f8 M=P.jz  
7uRXu>h  
template < typename Ret > A5gdZZ'x  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 'rdg  
  { TNC,{sM  
typedef Ret result_type; 5 lC"10  
} ; "I]% aK0  
对于单参数函数的版本: 5ff66CRw  
hzc2c.gcF  
template < typename Ret, typename V1 > EkqsE$52  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 9Kyr/6w4-k  
  { ]7^YPFc+  
typedef Ret result_type; 0Q5ua `U  
} ; ,Tyh._sa  
对于双参数函数的版本: ,saf"Ed=  
_, ;c2  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ?H3xE=<X  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > &`63"^y  
  { )vk$]<$  
typedef Ret result_type; }T+pd#>  
} ; \^3\_T&6  
等等。。。 z6R<*$4  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ?ei7jM",  
X(#G6KeZFZ  
template < typename Func > O.*,e  
struct func_return 8\t~ *@"  
  { ;^FV  
template < typename T > j4Cad  
  struct result_1 70m}+R(`  
  { I/MYS5}  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; o$YL\ <qp  
} ; A=|&N%lP'  
>9|/sH@W  
template < typename T1, typename T2 > 0*8[m+j1  
  struct result_2 .t0Q>:}&b  
  { #G^?4Z a  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; bY;ah;<  
} ; dGcG7*EX  
} ; ^'C1VQ%  
O6;7'  
>e"CpbZ'  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 K9gfS V>]  
6`{Y#2T  
template < typename Func, typename aPicker > cyG3le& +G  
class binder_1 Je+z\eT!5<  
  { KyNv)=x4c  
Func fn; }ruBbeQ  
aPicker pk; $GYcZN&  
public : IiIF4 pQ,  
3j(GcR 9  
template < typename T > 3xh~xE  
  struct result_1 Ylll4w62N  
  { M"#xjP.  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; c:4M|t=  
} ; x(&o=Pu  
x\GCsVy  
template < typename T1, typename T2 > p0UR5A>p  
  struct result_2 `TOm.YZG  
  { :}v&TQ  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ! iA0u  
} ; kc\^xq~  
[&y{z-D>  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} cWP34;NNM  
a8FC#kfq  
template < typename T > sME3s-  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const B_anO{3$4  
  { hdp;/Qz&  
  return fn(pk(t)); NSUw7hnWvz  
} AF>J8V  
template < typename T1, typename T2 > a1_7plg  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 0p :FAvvNI  
  { \vXo~_-&  
  return fn(pk(t1, t2)); oEd+  
} (\>3FwFHW|  
} ; 9"K EHf!  
61HU_!A8S  
nc!P !M  
一目了然不是么? eYMp@Cx  
最后实现bind T$)&8"Xya  
$+!/=8R)  
H[UV]qO,  
template < typename Func, typename aPicker > +1~Y2   
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) W~z 2Q so  
  { '.r_6X$7Jt  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 9aFu51  
} ~oy =2Q<Z  
3,=97Si=  
2个以上参数的bind可以同理实现。 85+'9#~!  
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。 z^j7wMQ  
-'r4@='6}  
十一. phoenix t<wjS|4  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: _o/LFLq  
U1}-]^\  
for_each(v.begin(), v.end(), dE~]%fUFy-  
( mN?y\GB  
do_ awkPFA*c'  
[ y_boJ  
  cout << _1 <<   " , " E1IT>_  
] YEH /22  
.while_( -- _1), #m=TK7*v  
cout << var( " \n " ) n@xC?D:t*  
) S-l<+O1fy  
); ;c p*]  
/.P9n9  
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: .}!"J`{ W  
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 _ p%=RIR  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 [qbZp1s|(  
那么我们就照着这个思路来实现吧: ,Ta k',  
Z OJ<^t}  
WxLbf +0o  
template < typename Cond, typename Actor > 3,`I\>No  
class do_while g>` k9`  
  { Q*4{2oQ  
Cond cd; Y;2WY 0eq  
Actor act; prtNfwJz1j  
public : LCBP9Rftvd  
template < typename T > |H-%F?<{  
  struct result_1 #uTNf78X  
  { Z p8\n:  
  typedef int result_type; W]Bc7JM]T+  
} ; ]R%[cr  
tVfZ~q J  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} \Lu aI  
u}I-#j)wap  
template < typename T > `CpfQP&^  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const NM FgCL  
  { g0({$2Q7R  
  do 2<$pai"yl  
    { rhff8C//'  
  act(t); lw+54lZX|  
  } {Kh^)oYdd  
  while (cd(t)); pLYLHS`*  
  return   0 ; ;|qbz]t2(  
} aSse' C<a  
} ; v']Tusmg  
-@7?N6~qZx  
} H#C<:A  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). g'X{  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 9'5<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。 %CoO-1@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。 ^8.s"4{  
下面就是产生这个functor的类: K<wg-JgA  
u@]rR&h`  
kz0pX- @b  
template < typename Actor > ,#Pp_f<  
class do_while_actor O0l1AX"  
  { `. i #3P  
Actor act; d9iVuw0u<  
public : vzX%x ul  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} g3|k-  
SA{noM  
template < typename Cond > Xr."C(`w  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; q}P UwN6  
} ; 4 :phq  
C5,\DdCX,  
/9b+I/xY"  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 |zbM$37 ?k  
最后,是那个do_ /'4]"%i%3  
?`= <*{_o  
 o,rK8x  
class do_while_invoker _U|rTil  
  { l&|Tb8_'  
public : %MCJ%Ph  
template < typename Actor > !c"EgP+  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const g-pEt#  
  { y@h v#;  
  return do_while_actor < Actor > (act); &E]<KbVx  
} (%j V [Q  
} do_; /&H l62Ak  
ZU$QwI8  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? C%#w1k  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 wG&Z7C b  
最后来说说怎么处理break和continue WN $KS"b6}  
显然break的语义超出了我们的能力范围,然而却是有一个东西很适合模拟其行为,那就是异常。 a8YFH$Xh  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五