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
  • 3396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 tn{8u7  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 O ^0"  
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, D M}s0O$ 0  
9^!wUwB  
xZyeX34{M;  
x{Sd P$  
  class filler )tD6=Iz^5  
  { b_l3+'#ofM  
public : ESIzGaM  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} UWw}!1  
} ; lbS?/f  
e />:K' {  
qOi5WX6F/  
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: /W`$yM3  
5%P[^}  
E=k w)<X2  
)v1CC..  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); 's.~$  
d=y0yq{L  
+zsZNJ(U  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 w" JGO  
zKxvN3!  
{ 5-zyE  
h@@d{{IqT  
二. 战前分析 *NlpotW,f  
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。 _f3 WRyN0  
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 (Y2m md  
_q)!B,y-/N  
k2p'G')H  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); [4XC #OgA  
  /* --------------------------------------------- */ @KA1"Wb_  
vector < int *> vp( 10 ); sa9fK Z'q  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ~{M@?8wi  
/* --------------------------------------------- */ j{;|g%5t  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); @rwU 1T33  
/* --------------------------------------------- */ 6/6Rah!  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ,H39V+Y*  
  /* --------------------------------------------- */ "OL~ul5  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); -CD\+d  "  
/* --------------------------------------------- */ <uD qYT$6  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); =VSkl;(O  
2]2H++  
C),7- ?  
sx5r(0Z  
看了之后,我们可以思考一些问题: >'`Sf ?+|  
1._1, _2是什么? TJOvyz`t  
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。 2+'|kt2  
2._1 = 1是在做什么? ,J(lJ,c  
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。 S0LszW)e  
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。 k)":v3 ^  
g1 9S  
#3 bv3m  
三. 动工 ArzDI{1  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: @B`Md3$7  
P^[/Qi}j  
 AmcC:5  
Q\9K2=4  
template < typename T > c!Dc8=nE0m  
class assignment xU}M;4kH~  
  { 73 V"s  
T value; -@M3Dwsi3  
public : XoItV  
assignment( const T & v) : value(v) {} VVuR+=.&  
template < typename T2 > i8~ r  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } JE!("]&  
} ; =_PvrB2'  
qC@Ar)T  
=g~j=v ,e  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 UFENy."P  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment kdcQw7G  
zOGR+Gq_Z  
m^I,}1H4  
\c7>:DH  
  class holder tln1eN((q  
  { IU!Ht>  
public : 6t}XJB$+7  
template < typename T > d ?hz LX  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const ssl&5AS  
  { mqFq_UX/ T  
  return assignment < T > (t); |J3NR`-R  
} HZZDv+  
} ; 8S  U%  
\VN=Ef\E  
k^An97J  
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: G7-!`-Nk  
kuKa8c  
  static holder _1; (V?@?25  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 YG[w@u  
Qn=$8!Qqa  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); yn~P{}68  
而不用手动写一个函数对象。 8&E}n(XE  
Gv~p  
C;qMw-*F  
;dQAV\  
四. 问题分析 9lspo~M  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 ::"E?CQLV  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 i@zY9,b  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 MYdx .NZT  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 U<bYFuS"  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 tcL2J.  
:"'nK6>  
五. 问题1:一致性 DWf$X1M  
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?| kso*}uh0  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 gx;O6S{  
)^/0cQcJ  
struct holder ]J@/p:S>  
  { 9_huI'"p  
  // m{(+6-8|m  
  template < typename T > NP_?f%(  
T &   operator ()( const T & r) const K ,isjh2  
  { `|Fp^gM  
  return (T & )r; :6Pad  
}  CL3xg)x6  
} ; ;pZ[|  
|_zO_Frtp  
这样的话assignment也必须相应改动: q#[`KOPV  
PC/!9s 0W  
template < typename Left, typename Right > ~UPZ<  
class assignment g.C5r]=+&  
  { N"c(e6  
Left l; ]P1YHw9  
Right r; OJ,m1{9$}  
public : `s /?b|,  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ][:rLs  
template < typename T2 > p538r[f<  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } DTY<0Q.  
} ; FvXqggfGv  
`X8@/wf#  
同时,holder的operator=也需要改动: fRHKQ(a#  
G[z .&l  
template < typename T > '%7 Bxof  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const X")|Uw8Kl/  
  { Y25uU%6t_  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); J8Z0D:5  
} D>kD1B1  
(tCib 4  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 J^zi2 jtV  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 2{oThef[O  
srmKaa|  
return l(rhs) = r; I}.i@d'O  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 :uK btoA  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: -%m3-xZA  
5PiOH"!19  
template < typename Tp > W{Z^n(f4  
class constant_t ;l!`C':'  
  { yrr) y  
  const Tp t; ?R'Y?b  
public : # c Fr   
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} r88"#C6E'  
template < typename T > -Kxc$}  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const _vl}*/=Hc  
  { t;O1IMF  
  return t; G+WM`:v8%  
} R7_VXvm>z  
} ; ;YH[G;aJ  
2<r\/-#pU  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 YpmYxd^  
下面就可以修改holder的operator=了 }Dfwm)]Q  
$8 =@R'  
template < typename T > LU2waq}VA  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 0(\+-<  
  { Vxdp|  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); 0A[esWmP  
} j]5WK_~M  
ZFxLBb:  
同时也要修改assignment的operator() EX "|H.(  
,YLF+^w-  
template < typename T2 > P+(i^=S  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } wL{qD  
现在代码看起来就很一致了。 B3 zk(RNZ  
:1aL ?  
六. 问题2:链式操作 bS^WhZy'(  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 7$uJ7`e  
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。 )K]pnH|  
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。 2F+gF~znQ  
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。 w*!wQ,o  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 9F##F-%x  
46x.i;b7  
template < typename T > U ?b".hJ2  
struct result_1 (q;bg1\UK  
  { 6|;Uq'  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; <+U|dX  
} ; _D;@v?n6!O  
*@S@x{{s  
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: |m* .LTO  
WxUxc75  
template < typename T > %dttE)oH?  
struct   ref cxyM\@QB3  
  { eN>0wd5{L  
typedef T & reference; ocQWQ   
} ; v#oi0-9o[  
template < typename T > 3S~(:#|  
struct   ref < T &> dE(tFZx  
  { H[WQ=){  
typedef T & reference; lj[, |[X7`  
} ; gK1g]Tc@G  
!iu5OX7K|  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: |+f-h,  
6NLW(?]  
template < typename T > M {a #  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 6 "gj!/e  
  { +l 0g`:  
  return l(t) = r(t); ^twivNB  
} "lVqU  
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。 lP _db&  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 "&o,yd%  
%w}gzxN^  
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 >hsuAU.UOR  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 3MBN:dbQ  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 N|Cs=-+  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 {7"0,2 Hb?  
最后的布局是: -1%OlKC  
                Add "VUYh$=[  
              /   \ L ^J- ("e_  
            Divide   5 !DXNo(:r  
            /   \ E4%j.  
          _1     3 .qD@ Y3-  
似乎一切都解决了?不。 K 1#ji*Tp  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 `wz[='yM  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 6[ga$nF?  
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: `N8 7 h"  
})F*:9i*  
template < typename Right > @w9{5D4  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const 1 Y/$,Oa5  
Right & rt) const \Sy7 "a  
  { 0D&>Gyc*0  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); fw-\|fP  
} iLX_T]1  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 I["j=r  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 Qu\@Y[eia5  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 c0- ;VZ'  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 d IB }_L  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 x~DLW1I  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? C"V%# K  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: [3>GGX[Ic  
[0;buVU.  
template < class Action > /R8p]  
class picker : public Action >t+ qe/  
  { ^>c8t_RG  
public : F`+\>ae$h  
picker( const Action & act) : Action(act) {} S33j?+ Vs  
  // all the operator overloaded ,[rPe\w.z  
} ; e{w>%)rcP  
}d Ad$^  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 K?.e|  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: U>qHn'M  
ODw`E9  
template < typename Right > <, @%*G1-  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const #J\rv'  
  { *|:Q%xr-  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 7L(e h7  
}  J m{  
^_5|BT@  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ii|? ;  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 s95F#>dr  
{,$rkwW  
template < typename T >   struct picker_maker P }7zE3V  
  { v syWm.E  
typedef picker < constant_t < T >   > result; np$ zo  
} ; ,_v|#g@{  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > n.6T OF  
  { iAn'aW\TF  
typedef picker < T > result; Gpj* V|J  
} ; pHE}ytcT  
Yc Q=vt{  
下面总的结构就有了: K`%tGVY  
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。 j6:7AH|!)2  
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。 K >tf,  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 zd %rs~*c  
至此链式操作完美实现。 P.\nLE J=  
A$/\1282  
:%r S =f  
七. 问题3 rfcN/:k  
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。 k-LEI}h  
| }&RXD  
template < typename T1, typename T2 > K7TzF&  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const j f~wBm d7  
  { lTRl"`@S  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); %CnxjtTo  
} OEhHR  
W#w.h33)#6  
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: Do7=#|bAM  
w|Cx>8P8@  
template < typename T1, typename T2 > A&5:ATQ/|  
struct result_2 W_YY#wf_  
  { k;y w#Af8  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; f{#j6wZM  
} ; 5r,r%{@K  
"h"NW[R  
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? 63WS7s"  
这个差事就留给了holder自己。 i&Fiq&V)[  
    T )~9Wac  
QfjN"25_  
template < int Order > cW8\d  
class holder; f2I6!_C!+  
template <> _`-1aA&n~  
class holder < 1 > %b2oiKSBx?  
  { &K+0xnUH  
public : 2{,n_w?Wy  
template < typename T > zy'D!db`Z  
  struct result_1 ;QCrHqRT`  
  { KDP H6  
  typedef T & result; C(T;>if0NH  
} ; C#pZw[  
template < typename T1, typename T2 > >ezi3Zx^  
  struct result_2 5II(mSg8  
  { 2;3f=$3  
  typedef T1 & result; Kn;D?ioY  
} ; &BE  g  
template < typename T > '])2k@o@  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const O\KQl0*l\\  
  { F/c$v  
  return (T & )r; (@0O   
} 'T=~jA7SkT  
template < typename T1, typename T2 > E; $+f  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const :aLT0q!K  
  { 6.1)IQkO  
  return (T1 & )r1; u"xJjS  
} K0pac6]  
} ; y@V_g'  
siDh="{s  
template <> 13'vH]S$M  
class holder < 2 > $ <8~k^  
  { %^. %OCX:  
public : yL4 T  
template < typename T > QnouBrhO  
  struct result_1 yF._*9Q3hK  
  { FyoEQ%.bI  
  typedef T & result; oEz%={f  
} ; /t<@"BoV  
template < typename T1, typename T2 > m#/_x  
  struct result_2 Z;Rp+ X  
  { G2{O9  
  typedef T2 & result; \!50UVzm)  
} ; `Hx~UH)  
template < typename T > \VMD$zZx  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const b,TiMf9},h  
  { 6M.;@t,Y  
  return (T & )r; G$zL)R8GE|  
} HL3XyP7  
template < typename T1, typename T2 > qZEoiNH(Tj  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const H5cV5E0  
  { kUx&pYv  
  return (T2 & )r2; 3-Dt[0%{  
} w2O!M!1  
} ; :K82sCy%5  
^i)hm  
''OfS D_g  
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> >。 2?C`4AR[2H  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: <N,)G |&  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: T=a=B(  
d@0Kr5_  
return l(i, j) = r(i, j); d'6|:z9c  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) w@\vHH.;V  
(UCK;k  
  return ( int & )i; vR6Bn  
  return ( int & )j; k^ F@X  
最后执行i = j; 2f`nMW  
可见,参数被正确的选择了。 YT/kC'A  
PYRd] %X  
^I6^g  
'V+dBt3  
B\*@krI@  
八. 中期总结 |tzg :T;  
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: O#EV5FeF.  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义  }}<Z,/O  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Nr<`Z  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 5m:i6,4  
ZI ;<7tF_z  
'D1A}X  
u,3,ck!B>@  
~n')&u{  
9vNkZ-1  
九. 简化 9~rUkHD  
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。 R1:k23{  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 W>(/ bX  
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: 2jsw"aHW  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 @4(k(  
  +-*/&|^等 K ]OK:hY4  
2. 返回引用。 m@`8A  
  =,各种复合赋值等 [+ *$\  
3. 返回固定类型。 <WXzh5D2  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) LWsP ya  
4. 原样返回。 !|q<E0@w\  
  operator, +bK.NcS  
5. 返回解引用的类型。 !J*,)kRN  
  operator*(单目) l:6,QaT1  
6. 返回地址。 Uq_j\A;c  
  operator&(单目) 7J28JK  
7. 下表访问返回类型。 ;?}l  
  operator[] CSbI85F  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 gw`B"c|  
  operator<<和operator>> 3lLMu B+  
dLsn\m>  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 =&0wr6  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: B{oU,3U>  
&bqT /H18  
template < typename Left > Iq+>qX   
struct value_return UY2X  
  { YJs|c\eq?  
template < typename T > wi8Yl1p]!z  
  struct result_1 ~'5  
  { N4;7gSc"  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; #>Y'sd5'A  
} ;  %d Ernc$  
,y9iKkg  
template < typename T1, typename T2 > -16K7yk  
  struct result_2 !|2VWI}  
  { =.|J!x  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; S~qZr  
} ; 7@.cOB`y@3  
} ; 1[*UYcD  
*'"T$ib  
'`Bm'Dd  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait :[@ k<8<]  
w|mb4AyL{?  
下面我们来剥离functor中的operator() 4E8JT#&  
首先operator里面的代码全是下面的形式: Xd:7"/:r  
VN4yn| f/  
return l(t) op r(t) vN4Qdpdb  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) =5D nR  
return op l(t) Cp^@zw*/  
return op l(t1, t2) d"G+8}.4  
return l(t) op ( nW67YTr  
return l(t1, t2) op IdIrI  
return l(t)[r(t)] #jpoHvt h  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 3:"]Rn([P  
~zm 7?_"@]  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: jUj<~:Q}3o  
单目: return f(l(t), r(t)); k~%<Ir1V]  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 2=-utN@Z  
双目: return f(l(t)); J68j=`Y  
return f(l(t1, t2)); I"AYWo?  
下面就是f的实现,以operator/为例 x\?;=@AW  
|o'Q62`%}  
struct meta_divide Lf:uNl*D  
  { ` b !5^W  
template < typename T1, typename T2 > *BD=O@  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 1\RGM<q$f  
  { rOW-0B+N  
  return t1 / t2; |W$DVRA  
} OQ :dJe6  
} ; s6 ( z  
lX:|iB  
这个工作可以让宏来做: k&#a\OJ7u  
2:}fe}  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ _!xD8Di#  
template < typename T1, typename T2 > \ z s Qo$p  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 0U66y6  
以后可以直接用 zJa)*N  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) d{et8N  
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 HQ9f ,<  
(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。。。) GwsY-jf  
;TQf5|R\K  
Jxf~&!zR  
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 uBg 8h{>  
u^I(Ny  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > B}OY /J/*8  
class unary_op : public Rettype ]"AyAkT(  
  { QVZD/shq  
    Left l; d "BW/%m|g  
public : `\=Gp'&Q+  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} NIZ<0I*5  
QH4wUU3X  
template < typename T > a\kb^D=T  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 78n=nHS  
      { 2^~<("+w  
      return FuncType::execute(l(t)); t<uYM  
    } YF#H Sf7  
T1B|w"In  
    template < typename T1, typename T2 > ZWc+),X  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ArLvz5WV  
      { sKLX[l  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); #gQF'  
    } *VSel4;\t  
} ; 3zuF{Q2P<  
Q_*_?yf  
:/YO ni1h  
同样还可以申明一个binary_op JnD {J`:  
z;]CmR@Ki  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > c- $Gpa}M  
class binary_op : public Rettype C`oa3B,z  
  { rgIrr5  
    Left l; ,Y_{L|:w  
Right r; u]C`6)>  
public : D|I Ec?  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} [}nK"4T"Ri  
x9>\(-uU  
template < typename T > {TSY|D2  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Hyk'c't_O  
      { @54*.q$  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); {mYP<NBT  
    } [c K^+s)N  
a<XCNTaVT  
    template < typename T1, typename T2 > =<f-ob8,  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const :L?_Y/K  
      { FD7H@L5  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); }pNX@C#De  
    } HgBJf~q~U  
} ; n[xkSF^)  
$BN15x0/:~  
+\`vq"e  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 Ar9nBJ`  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 /k\01hc`  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) *xRc * :0  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 KM?1/KZ/~  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 9G?ldp8  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 V+MK'<#B  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 T~4mQuYi  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) yT /EHmJ  
下面是修改过的unary_op L6:h.1 U$  
r >{G`de4  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 0V,Nv9!S  
class unary_op )yee2(S  
  { Y,z??bm~J  
Left l; 8"'x)y  
  '3tw<k!1{.  
public : XaI;2fMGI  
tgFJZA  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 7l8[xV  
l?N`{ ,1^  
template < typename T > $j` $[tX6l  
  struct result_1 hAR? t5c  
  { )-P!Ae_.v  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; >G)qns9  
} ; g9tu %cIkR  
}F1s tDx  
template < typename T1, typename T2 > F%.xuLW  
  struct result_2 ,krS-.  
  { :{g7lTM  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; .:1qK<vz  
} ; uZjI?Z.A  
a_T,t'6  
template < typename T1, typename T2 > e29y7:)c=  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const .CV _\  
  { x/TGp?\g  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); z MdC  
} Rph%*~'  
2=*=^)FNI  
template < typename T > "ORzWnE4U  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const QEJGnl676  
  { :xeLt;  
  return OpClass::execute(lt(t)); ^[# & ^[-V  
} QX0 Y>&$ )  
'w<BJTQIL  
} ; M-9gD[m  
*K!++k!Ixa  
I lG:X)V%  
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 )^;DGzG  
好啦,现在才真正完美了。 D!FaEN  
现在在picker里面就可以这么添加了: Df=q-iq<{/  
?C;JJ#Ho  
template < typename Right > UVX"fZ)  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const +$pJ5+v  
  { >9(i)e  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 9;f|EGwZ  
} #s"B-sWE  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 -CBD|fo[h  
,seFkG@1  
|O (G nsZ  
p5*lEz|$  
9N Le&o  
十. bind k/`i6%F#m  
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。 'h *Zc}Q:  
先来分析一下一段例子 TlPVHJyt  
n(&*kfk  
981!2*  
int foo( int x, int y) { return x - y;} EF;,Gjh5p  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 31XU7A  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 Y6eEGo"K.+  
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。 S<oQ}+4[~  
我们来写个简单的。 iHz[Zw^.s  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: b=LF%P  
对于函数对象类的版本: < 5ZJ]W  
c4|so=  
template < typename Func > :C%47qv  
struct functor_trait 9*_uCPR  
  { 1%eLs=u?  
typedef typename Func::result_type result_type; /yYlu  
} ; xH$%5@~  
对于无参数函数的版本: f5?hnt`m  
?)cJZ>$!w  
template < typename Ret > ,L%p  
struct functor_trait < Ret ( * )() > @hT;Bo2G]  
  { _i@x@:_l  
typedef Ret result_type; 1q!sKoJ<  
} ; ;BTJ%F.  
对于单参数函数的版本: )73DT3-0$  
lG]GlgSs  
template < typename Ret, typename V1 > $FCw$+w  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ^Kw(& v  
  { Ekf2NT  
typedef Ret result_type; ;D&wh  
} ; M[,^KJ!  
对于双参数函数的版本: 6Bdyf(t  
b\L)m (  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > %HEmi;  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > a;p6?kv  
  { % +8  
typedef Ret result_type; =eYO;l y3  
} ; l$`G:%qHj  
等等。。。 :yD@5)  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy liG~y|  
LW?2}`+  
template < typename Func > /nM*ljfB\  
struct func_return 4~WlP,,M  
  { Kq6qXc\x  
template < typename T > WguV{#=H  
  struct result_1 6DZ2pT:  
  { a}D&$yz2  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; X,53c$  
} ; t^$Div_%G  
g.&\6^)8p  
template < typename T1, typename T2 > L&HzN{K  
  struct result_2 m?vAyi  
  { ~y%7w5%Un  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; :eLLDp<  
} ; 2o}8W7y  
} ; }q x(z^  
:+A; TV  
9jjL9f_3  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 %#Q #N,fw  
7eH@n <]Y2  
template < typename Func, typename aPicker > /2'c>  
class binder_1 qid1b b  
  { (QhAGk&lu  
Func fn; ]eL~L_[G\  
aPicker pk; Sl~C0eO  
public : k7[)g]u  
-9i+@%{/  
template < typename T > :\T_'Shq  
  struct result_1 /K&wr6  
  { 2c*2\93>  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; lc-*8eS  
} ; +{bh  
gU*I;s>  
template < typename T1, typename T2 > >hesxC!  
  struct result_2 8Nv-/VQ/b  
  { ,dq`EsHg`M  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; {&b-}f"m  
} ; ^)'||Ly  
,DQ >&_DK  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} otZ JY)  
vKV{ $|  
template < typename T > (Bh L/A 4  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const _"`/^L`Q?  
  { ,P1G ?,y  
  return fn(pk(t)); kfIbgya   
} &A#90xzF  
template < typename T1, typename T2 > :'TX"E!  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const @~Rk^/0  
  { ?##y`.+O  
  return fn(pk(t1, t2)); Kjvs@~6t  
} 9Z}S]-u/  
} ; <C2c" =b  
13]y)(  
34^Q5B~^J  
一目了然不是么? SwQOFE/Dv~  
最后实现bind @V*au:  
%0go%_  
P}b Dn;  
template < typename Func, typename aPicker > \>_eEZ5  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) <kk'v'GW@  
  { 72% {Wh/  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); eq7C]i rH  
} W>UjUq);  
">0 /8]l  
2个以上参数的bind可以同理实现。 jR }*bIzv  
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。 _qdWQFuM  
y0lLFe~  
十一. phoenix SlM>";C\  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: :1%VZvWk*  
NF@i#:  
for_each(v.begin(), v.end(), _LLW{^V  
( *YMXiYJR  
do_ YlxUx  
[ VN1# 8{  
  cout << _1 <<   " , " LH1BZ(5g  
] +X{cN5Y K  
.while_( -- _1), +lW+H12  
cout << var( " \n " ) iOE9FW|e  
) .kz(V5  
); (p}9^Y  
:a#|  
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: $XtV8  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor GXGN;,7EV  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 dICnB:SSB  
那么我们就照着这个思路来实现吧: nau~i1  
BNF++<s  
s2kGU^]y  
template < typename Cond, typename Actor > #p;4:IT  
class do_while V/+H_=|  
  { Sf#\6X<B  
Cond cd; |8b$x| B  
Actor act; aA!@;rR<yU  
public : 8JFnB(3xU  
template < typename T > t;bZc s  
  struct result_1 & C!g(fS  
  { |rG8E;>  
  typedef int result_type; UzP@{?  
} ; :"h Pg]'  
m(Pz7U.Q  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} ~M|NzK_9  
`K@5_db\  
template < typename T > >c~9wv  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ~{kA) :  
  { HQ jxJd5P  
  do _CYmG"mY  
    { Y,p2eAss  
  act(t); exGhkt~  
  } +sV#Z,  
  while (cd(t)); 4'7 v!I9  
  return   0 ; #w[q.+A  
} 1D#T+t`[  
} ; vgd}09y  
hvwnG>m\  
@8}-0c  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). yAZ.L/jyr  
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。 8tG/VE[  
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\+~  
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。 x(T!I&i={  
下面就是产生这个functor的类: 'npT+p$ V  
F5om-tzy  
4@ydK  
template < typename Actor > rZwf%}  
class do_while_actor &eLQ;<qO*|  
  { %m0L!|E  
Actor act; #Q!c42}M  
public : s0`]!7D<  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} `t/@ L:  
pEqr0Qwh  
template < typename Cond > PAO[Og,-  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; H@OrX  
} ; hA&j?{  
UGezo3}  
H_xQ>~b  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ~ Iu21Q(*  
最后,是那个do_ /I`!i K  
%$!R]B)  
9Le/'ovq  
class do_while_invoker v\r7.l:hf  
  { 8kn]_6:3i  
public : 3HDnOl8t  
template < typename Actor > ._F 6-pl  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ft. }$8vIT  
  { Y~\`0?ST  
  return do_while_actor < Actor > (act); f"OA Zji  
} hIg, 0B  
} do_; .P0Qs&i  
#E~WVTO w  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? v;NZ"1=_  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 e P,XH{s  
最后来说说怎么处理break和continue LbmB([p  
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。 wb}N-8x  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五