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
  • 8133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 P>i!f!o*I  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 D=0^" 7K  
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, cGE,3dsF[  
{ +$zgg  
&`9p.  
lo!.%PP|  
  class filler 9CxFj)#5F  
  { X }W4dpU,  
public : *Bse3%-v  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} /jtU<uX  
} ; v{T%`WuPRf  
 s_p\ bl.  
vpoYb  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: 4fq:W`9sN  
xe!([^l&  
z"vI-~,YU  
ZSUbPz  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); W{1"  
[T<Z?  
/ZeN\ybx  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 j -R9=vB2  
Sp2<rI  
1c%ee$Q  
K4{1}bU{>  
二. 战前分析 zIeJ[J@  
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。 j$5S_]2  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 [\rnJ lE  
=Ay'\j  
]8c%)%Vi  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); JSAbh\Mq6  
  /* --------------------------------------------- */ hbOyrjan x  
vector < int *> vp( 10 ); NhgzU+)+  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); TGxmc37?  
/* --------------------------------------------- */ ,*r}23  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); z87_/(nu  
/* --------------------------------------------- */  u51%~  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); qTA,rr#p0  
  /* --------------------------------------------- */ /M3UK  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); :Nt_LsH  
/* --------------------------------------------- */ \mIm}+!H  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); L6ifT`;T  
z^etH/]Sy  
xeGl}q|  
(z:DTe  
看了之后,我们可以思考一些问题: YWXY4*G  
1._1, _2是什么? AB1.l hR  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 *\M$pUS{  
2._1 = 1是在做什么? Ul`~d !3zH  
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。 P#ro;3S3y  
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。 qIC9L"I  
WCpCWtmy  
L#}HeOEi[  
三. 动工 D J:N  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:  el"XD"*  
Hx|<NS0}_  
yltzf #%  
|_ADG  
template < typename T > 8do7`mN  
class assignment P> wDr`*  
  { /KCJ)0UU  
T value; M#?^uu'  
public : U^@8ebv  
assignment( const T & v) : value(v) {} E;>Bc Pt5  
template < typename T2 > O9_S"\8]@  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 7F;dLd'  
} ; ~*-%tFSv  
VGPBD-6)  
{$ (X,E  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 n-5@<y^  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment rZt7C(FM$7  
-{=c T?"+  
e+? -#  
W bP wO  
  class holder .R<Ke\y/  
  { R'Y=- yF  
public : 2GB+st,  
template < typename T > Vo; B#lK  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const p`CVq`k  
  { B/n/bi8T  
  return assignment < T > (t); P\3$Y-id  
} 9_07?`Jr  
} ; CB1AL]|3  
L( B(x>w  
33*NgQ;&~'  
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: $h()% C7s  
p^(gXzW  
  static holder _1; Z`9yGaTO  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 l|Z<pD  
y=H\Z/=  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); B\ITXmd   
而不用手动写一个函数对象。 @[vwqPOL  
u]Eyb),Gy  
O6Gg?j  
mH/$_x)o  
四. 问题分析 `~.0PnHf  
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。 UyWKE<  
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。 aV6l"A]  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 M10u?  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 _Q $D6+  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 )}KQtkU8:  
\B$Q%\-PX  
五. 问题1:一致性 1,/L&_=_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?| m$UrY(6d  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 {Yp;R  
HJh9 <I  
struct holder Y >N`(  
  { /P8`)?f~y  
  // DKzP)!B "  
  template < typename T > #G/ _FRo`  
T &   operator ()( const T & r) const k\~A\UIYo  
  { EXrOP]Kl  
  return (T & )r; OG C|elSM  
} (ru9Ke%Dx  
} ; !8#!P  
5ZPe=SQ{  
这样的话assignment也必须相应改动: ;44?`[oP  
,Z"l3~0\  
template < typename Left, typename Right > 7LB#\2  
class assignment eL7rX"!  
  { UhX`BGpM{  
Left l; ` s}v6  
Right r; R8ui LZd  
public : v.aSf`K  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} m&h5u,  
template < typename T2 > @Qa)@'u  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 5X'com?T  
} ; 2qY+-yOEt  
X`QfOs#\  
同时,holder的operator=也需要改动:  B3Yj  
o3mxtE]  
template < typename T > Ju~8C\Dd  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const BwN>;g_  
  { gkN|3^  
  return assignment < holder, T > ( * this , t);  9kkYD  
} GsG9;6c+u  
'za4c4b*u  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 :<`hsKy&  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 'aWzam>  
OSvv\3=  
return l(rhs) = r; lk5}bnd5  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 O 0lQ1<=  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: SAa hkX  
HKr6h?Si^  
template < typename Tp > ),K!| 7#h  
class constant_t ~TGk`cAM>  
  { 6 s+ Z  
  const Tp t; dB^')-wA  
public : -ty_<m]  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} cE*Gd^  
template < typename T > 54A ndyeA  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const u/D=&"tL  
  { Xu1tN9:oE  
  return t; <.d0GD`^  
} O*<,lq 0K  
} ; bB^SD] }C  
E+65  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 *+E9@r=HF  
下面就可以修改holder的operator=了 D\:~G}M  
sf|[oD  
template < typename T > TV>UD q  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const CVi3nS5Yl  
  { ;tR,w   
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); D [#1~M  
} }v[$uT-q  
(> v1)*r  
同时也要修改assignment的operator() 8: KlU(J  
]0HlPP:2  
template < typename T2 >   0%  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } [-@Lbu-|  
现在代码看起来就很一致了。 FafOd9>AO  
.<|7BHL  
六. 问题2:链式操作 +^c;4-X 0  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 >F zu]G4]  
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。 j}=$2|}8{  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 "[.adiw  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 [hf#$Dl |  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct (i,TxjS'od  
F1@gYNbI,  
template < typename T > PZQb.QAn  
struct result_1 ZQHANr= 6  
  { x. 7Ln9  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; Y%UfwbX!g  
} ; _fH.#C  
.1yp}&e#  
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: %2<G3]6^U  
]F@XGJN  
template < typename T > ^n|u$gIF8  
struct   ref g`jO  
  { ,$,6%"'"  
typedef T & reference; Z[baQO  
} ; )w8h2=l  
template < typename T > bP`.teO\  
struct   ref < T &> <Gy)|qpK[  
  { 0R,?$qM\  
typedef T & reference; VP$`.y  
} ; 'm@0[i  
"28b&pm  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: d#N<t`  
bBkF,`/f$  
template < typename T > :[iWl8  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const `0tzQ>ZQq  
  { TR8<=  
  return l(t) = r(t); {XMF26C#  
} /++CwRz@Gm  
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。 -d+q+l>0  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 Qwn/ ,  
7_WD)Y2yS  
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 v1yNVs \}  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: IYq)p /  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 'IweN  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 :XK.A   
最后的布局是: nf5Ld"|%9  
                Add V `V Z[  
              /   \ k0{5)Su"xr  
            Divide   5 *5k" v"NM(  
            /   \ ZM/*cA!"  
          _1     3 n|vIo)  
似乎一切都解决了?不。 -X~VXeg  
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。 I3QK~ V*j)  
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。 T`f6`1x  
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: F:.rb Ei  
(gQ^jmZPG  
template < typename Right > DFKU?#R  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const wRL=9/5(8  
Right & rt) const 0/d+26lR  
  { 33lD`4i+  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); <wge_3W#  
} ~3 Y)o|D3  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 UdmYS3zs  
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。 YFD'&N,sx  
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。 7z'l}*FRD  
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。 K.?~@5%  
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。 ve2GRTO^aC  
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? n$Z@7r  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: #pbPaRJL(  
,[}5@cS  
template < class Action > k=2]@K$%  
class picker : public Action I"4j152P|  
  { <N11$t&_  
public : XUmL8  
picker( const Action & act) : Action(act) {} klduJ T >  
  // all the operator overloaded SF2A?L?}+  
} ; q1sK:)Hu+  
.%7#o  
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。 . KJ EA #  
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: UH1AT#?!W  
@~0kSA7  
template < typename Right > 3A%/H`  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const `#&pB0.y  
  { .7TQae%  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); > $0eRVL  
} "ZDc$v:Qa  
N.OC _H&  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > wkK61a h6  
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。 0[@ 9f1Nk4  
c#M 'Mye  
template < typename T >   struct picker_maker (.,`<rXw  
  { ps1ndGp~#  
typedef picker < constant_t < T >   > result; +2!J3{[J  
} ; zXQ o pQ1  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > mw9;LNi\D  
  { z5PFppSQ  
typedef picker < T > result; GUJ[2/V~A  
} ; K^bzZa+a  
E]`)  
下面总的结构就有了: h% BA,C  
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。 ;hi+.ng_  
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。 #/zPAcV:  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 hc}d S$=C  
至此链式操作完美实现。 vh3Xd\N  
7q*L-Xe]k  
<:)T7yVq  
七. 问题3 = R|?LOEK+  
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。 qt5CoxeJ  
O7|0t\)  
template < typename T1, typename T2 > j?D=Ij"o  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const [$)C(1zY  
  { [@Y<:6  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); .8hB <G  
} 8jW{0&ox)  
}I;A\K]  
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: `T2RaWR4=  
Mi&,64<  
template < typename T1, typename T2 > =s`\W7/;{-  
struct result_2 1UX"iO x(  
  { 6%Ap/zvCZ>  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ALS\}_8  
} ; w(pLU$6X  
(KR$PLxDK  
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? $lmbeW[0  
这个差事就留给了holder自己。 ) Q\nR`k  
    2%"2~d7  
hko0 ?z  
template < int Order > az@{O4  
class holder; U.<';fKnT  
template <> J >Zd0Dn  
class holder < 1 > /v"u4Ipj  
  { U^SJWYi<Y  
public : mMm_=cfv  
template < typename T > .|XIF   
  struct result_1 3eQ-P8LS  
  { Qrjo@_+w!  
  typedef T & result; J<Di2b+  
} ; #?.Yc%5B  
template < typename T1, typename T2 > yS0YWqv]6@  
  struct result_2 @O9.~6  
  { laN:H mR8  
  typedef T1 & result; kFmd):U!R  
} ; %7 h _D  
template < typename T > <CIJ g*  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const mw)KyU#l,:  
  { F2!C^r,~L  
  return (T & )r; !K^.r_0H.  
} v 0mc1g+9  
template < typename T1, typename T2 > &3l g\&"  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const _2+}_ >d  
  { |r5 np  
  return (T1 & )r1; $A\fm`  
} /,dcr*  
} ; @G< J+pm  
BYt#aqf  
template <> :iJ+ImBpK  
class holder < 2 > nPh 5(&E  
  { w1B!z  
public : nsFOtOdd  
template < typename T > VAf"B5 R  
  struct result_1 vcs=!Ace  
  { lR[[]Yn  
  typedef T & result; "mc/fp  
} ; ($EA/|z  
template < typename T1, typename T2 > t98t&YUpm  
  struct result_2 s*{l}~fPkW  
  { Pn|A>.)z  
  typedef T2 & result; i-[ic!RnKj  
} ; >2l1t}"\  
template < typename T > uu L"o  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const c'nEbelE  
  { /tI8JXcUK  
  return (T & )r; O@r%G0Jge  
} UN#XP$utY  
template < typename T1, typename T2 > >aXyi3B  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const r'xZF~}k"~  
  { @qk$ 6X  
  return (T2 & )r2; xo2PxUO  
} heJI5t,  
} ;  nN1\  
Yy`\??,  
gV@FT|j!i  
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]B$  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Jm&7&si7  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: GJN"43  
0zfh:O  
return l(i, j) = r(i, j); U_ n1QU  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) KdI X`  
v3!oY t:l  
  return ( int & )i; 'fO[f}oa_.  
  return ( int & )j; Ik2y If5d  
最后执行i = j; y}5V3)P  
可见,参数被正确的选择了。 |}s)Wo  
eMyh&@7(F  
Vm}OrFA  
SV#$Cf g  
 734)s  
八. 中期总结 d_s=5+Yj  
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: L+,p#w  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 %+gYZv-  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 =Hplg>h)  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor AsJN~<0h  
I3`WY-uv  
5%,5Xe4p  
E~vM$$O$  
A+P9M \u.  
_N!L?b83P  
九. 简化 C(-wA  
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。 q5C(/@)^  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 )D'SfNx#{  
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: ~I[Z 2&I  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 Er/h:=  
  +-*/&|^等 GaV6h|6_  
2. 返回引用。 Q@]~O-  
  =,各种复合赋值等 50r3Kl0  
3. 返回固定类型。 vN#?>aL  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 0#1hkJ"  
4. 原样返回。 M)4-eo  
  operator, ~q]@Jp  
5. 返回解引用的类型。 -]yM<dP  
  operator*(单目) 8R?X$=$]!.  
6. 返回地址。 O@.C.5Ep  
  operator&(单目) |R$V[  
7. 下表访问返回类型。 r}351S5(  
  operator[] FW* k O  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 =rSJ6'2("  
  operator<<和operator>> Y'-@O"pK  
OsI>gX>  
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。 1 ; _tu  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 7<FI[  
[7x,&  
template < typename Left > #dy z  
struct value_return ED0\k $  
  { 7A:k  
template < typename T > Do1 Ip&X  
  struct result_1 .\Gl)W  
  { g7\MFertR^  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; wUb5[m  
} ; <ZmC8&Uo  
}!_x\eq^  
template < typename T1, typename T2 > Jr|"QRC  
  struct result_2 ~,#zdm1r@  
  { : :;YS9e  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; aumWU{j=  
} ; }%e"A4v  
} ; %f[0&)1!.v  
B=dF\.&Z  
D{'>G@nLQ  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait J,N='~kfh  
Nr~9] S  
下面我们来剥离functor中的operator() z~Zu >Q1u[  
首先operator里面的代码全是下面的形式: NTq#'O) f  
as#_Fer`U  
return l(t) op r(t) w:[1,rRvT  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 25EuVj`zL  
return op l(t) +yC]f b  
return op l(t1, t2) X}jWNN  
return l(t) op ]QM{aSvXA  
return l(t1, t2) op Iv,Ub_Ll9  
return l(t)[r(t)] 2rxZN\gyL  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] T''PzY!Qf  
HJ5 Ktt  
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: KDTG9KC  
单目: return f(l(t), r(t)); * AsILK0  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ~|y$^qy?U  
双目: return f(l(t)); W`^euBr7R>  
return f(l(t1, t2)); ad <z+a  
下面就是f的实现,以operator/为例 0 0JH*I  
.T!R&#]n  
struct meta_divide ".0~@W0  
  { = ;tDYuFc!  
template < typename T1, typename T2 > `Uz2(zqS  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) |76G#K~<X  
  { 6f=,$:S$  
  return t1 / t2; k@}?!V*l  
} Evjvaa^  
} ; |[6jf!F  
M:[rH  
这个工作可以让宏来做: }uZtAH|  
[K5#4k  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ TNi4H:\  
template < typename T1, typename T2 > \ SynL%Y9)|,  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; .>X 0 $#  
以后可以直接用 @^q|C&j  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ;i;2cq  
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 ucP"<,a  
(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。。。) 0cGO*G2Xr  
`5SLo=~  
i sK_t*  
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 fRcs@yZnS  
f&=WgITa  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ZnrsJ1f:  
class unary_op : public Rettype %R?B=W7 ;Q  
  { K[,d9j`^  
    Left l; _1>Xk_  
public : adCTo  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} GbFtX\s+5j  
]t2zwHo#  
template < typename T > OEZ`5"j  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 3y# U|&]{  
      { <R;t>~8x  
      return FuncType::execute(l(t)); @%FLT6MY  
    } Q4;%[7LU  
T O]wD^`  
    template < typename T1, typename T2 > OV~]-5gau  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const tVUC@M>'  
      { < bvbfS  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); NA :_yA"  
    } /m"#uC!\  
} ; pxGDzU  
yuef84~  
E%.w6-  
同样还可以申明一个binary_op i(Xz3L#(  
v0aV>-v  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > H\>0jr `  
class binary_op : public Rettype ;#i$5L!*B  
  { >$/<~j]  
    Left l; ce&Q}_  
Right r; xr*%:TwCta  
public : CjQ)Bu *4  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} "e-RV  
tyI !y~-z  
template < typename T > $`a>y jma  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const >b1#dEY  
      { a1 Kh  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); q HU}EEv  
    } 8\lRP,-  
 /# FU"  
    template < typename T1, typename T2 > ~dtS  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const t| cL!  
      { If*+yr|  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); qH=<8Iu  
    } )01,3J>#  
} ; [^D~T  
#F^0uUjq  
~K 2.T7=  
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 m)1+D"z  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 f{HjM? Mb3  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) S - N [  
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[R;UJE`5  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! F ]x2;N  
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。。。 \@8.BCWK  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 m) q e  
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) zbL8 pp  
下面是修改过的unary_op `w(~[`F t  
H6oU Ne  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 0K<|>I  
class unary_op Cu $mb}@  
  { f(*ygI  
Left l; 2?}5U)Hg  
  \RF{ITV$kD  
public : LkwjEJQf  
sX c|++  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} h>:eu#  
3UNmUDl[~  
template < typename T > c$fYK  
  struct result_1 } \?]uNH  
  { f\vy5''  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; /\wm/Yx?S  
} ; #,5v#| u|7  
>D5WAQ>b  
template < typename T1, typename T2 > |=rb#z&  
  struct result_2 3;'RF#VL  
  { DGJt$o=&@  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; |Bhj L,  
} ; <tn6=IV  
n7p,{KSQ  
template < typename T1, typename T2 > xgQ&'&7l  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ?l/+*/AR;  
  { /l b"g_  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); h?-*SLT  
} P 5_ l&  
;!9-I%e  
template < typename T > gLzQM3{X9  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const DQ`\HY  
  { (X?et &  
  return OpClass::execute(lt(t)); j&|>Aa${  
} '2:HBJ  
(Wu J9  
} ; [rO TWN  
^fqco9^;  
y{#9&ct&  
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 \\(3gB.Gd  
好啦,现在才真正完美了。 B.Y8O^rx  
现在在picker里面就可以这么添加了: YcdT/  
}1BpIqee  
template < typename Right > [9H986=  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const d8Sr,t+  
  { y3Q2d7G  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); n1Fp$9%  
} mhi^zHpa  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 6!A+$"  
-oMp@2\e  
*t_JR  
:(TOtrK@  
=C4!h'hz  
十. bind N#&/d nV  
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。 zy\R>4i'#Q  
先来分析一下一段例子 "eH.<&  
P>wTp)  
*V[6ta'  
int foo( int x, int y) { return x - y;} *R_mvJlT  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 ,1ceNF#oL  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 @E !`:/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。 Hq!|(  
我们来写个简单的。 j1i<.,0g  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: &Ndq ^!e  
对于函数对象类的版本: d3&l!DoX  
`&/~%>  
template < typename Func > Z9p`78kYyh  
struct functor_trait *Hed^[sO  
  { ( SiwO.TZ  
typedef typename Func::result_type result_type; 4<<T#oW.:G  
} ; RA ER\9i  
对于无参数函数的版本: |S.;']t+  
jA,| .P>  
template < typename Ret > SadffAvSA{  
struct functor_trait < Ret ( * )() > M|9=B<6`7  
  { -;RW)n^n  
typedef Ret result_type; }WM!e"  
} ; "]kq,j^]  
对于单参数函数的版本: $guaUe[x  
P0O=veCf  
template < typename Ret, typename V1 > 9^2l<4^Z  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ]MaD7q>+R  
  { .3:s4=(f  
typedef Ret result_type; "jA?s9  
} ; Yu e#  
对于双参数函数的版本: Sc,a jT  
3c[< #] 8S  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > -,pw[R  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > Y8@TY?  
  { gK",D^6T*Y  
typedef Ret result_type; f@aFs]xV  
} ; h$_5)d~  
等等。。。 6$ x9@x8  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 5$<Ozkj(  
g?> V4WF  
template < typename Func > T@gm0igW/;  
struct func_return Q)%a2s;  
  { |N+uEiJ  
template < typename T > c?7 Wjy  
  struct result_1 OqlP_^Zz7p  
  { BQF7S<O+  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; "iPX>{'En  
} ; r~Vb*~U"  
y#?AW`|  
template < typename T1, typename T2 > 6[S-%|f  
  struct result_2 |L%d^m  
  { z3C@0v=u>  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; }e8u p*#me  
} ; S E0&CV4  
} ; ]h 4r@L3  
=b/:rSd$NA  
y25L`b  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ^7-l<R[T  
@*"H{xo.U  
template < typename Func, typename aPicker > "Wn8}T*  
class binder_1 )I(2t 6i  
  { &p83X  
Func fn; w[hT,$n  
aPicker pk; D?`|`Mu  
public : !6pE0(V^+4  
L`n Ma   
template < typename T > bY!1t}ALh  
  struct result_1 L)-1( e<x  
  { TV[@!E a  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; H?$gHZPI  
} ; "C'T>^qw*  
'FN+BvD  
template < typename T1, typename T2 > u~\l~v^mj  
  struct result_2 @; 0t+  
  { !r %u@[(  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ~%Xs"R1c ,  
} ; D !5 {CQl  
7J[s5'~|  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} LY1dEZ-)A  
Jt|W%`X>D  
template < typename T > b5t:" >wC  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Jx3fS2  
  { ! w2BD^V-  
  return fn(pk(t)); MVXy)9q  
} wgFAPZr  
template < typename T1, typename T2 > 29kR7[k  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const w3Z;&sFd  
  { P{%R*hb]  
  return fn(pk(t1, t2)); )9s 6(Iu  
} {/}p"(^  
} ; ~LSD\+  
iiD }2y b  
ZxU3)`O  
一目了然不是么? XI7:y4M  
最后实现bind N)Qz:o0W  
+p):   
!bQqzny$R  
template < typename Func, typename aPicker > 2{I+H'w8:  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) }KFM8CbS  
  { g ^4<ve  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); +xn59V  
} >NjgLJh  
o7 1f<&1  
2个以上参数的bind可以同理实现。 M TOZ:b  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 Xot2L{EIUE  
-'~61=PD  
十一. phoenix (8jQdbZU  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: q~G@S2=}0}  
X].Igb)2  
for_each(v.begin(), v.end(), 7kq6VS;p  
( [&K"OQ^\2h  
do_ N= {0A  
[ kJK:1;CM?.  
  cout << _1 <<   " , " ZDTp/5=?K/  
] ]B=2r^fn  
.while_( -- _1), .$N8cYu0  
cout << var( " \n " ) [$FiXH J  
) 4">C0m;ks  
); JxLSQ-"  
p$1y8Zbor  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: H0?Vq8I?  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor &7Lg) PG  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 BZ}_  
那么我们就照着这个思路来实现吧: &.)ST0b4  
z%~rQa./$  
7xoq:oP-}N  
template < typename Cond, typename Actor > H-5h-p k  
class do_while F|^tRL-  
  { #S') i1 ;  
Cond cd; U2kl-E:  
Actor act; thrv_^A  
public : XG;Dj<Dm  
template < typename T > @@} ]qT*  
  struct result_1 r9!,cs  
  { <) VNEy'  
  typedef int result_type; vCsJnKqK  
} ; 6<m9guv  
08F~6e6a8  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} I6RF;m:Jw  
tde&w=ec  
template < typename T > F%`O$uXA  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const C[Nh>V7=  
  { \3 M%vJ  
  do /{ FSG!  
    { 35Cm>X  
  act(t); Be~In~~  
  } [[' (,,r  
  while (cd(t)); meArS*d  
  return   0 ; /j;HM[  
} erdA ?  
} ; #v}pn2g%>  
+5qY*$dn  
EVW\Z 2N.  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 2b^E8+r9  
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。 ">x"BP  
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。 JE ''Th}  
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。 E4qQ  
下面就是产生这个functor的类: b3l~wp6>  
8;5@5Au  
'A)9h7k}  
template < typename Actor > LQXMGgp  
class do_while_actor yL"UBe}v  
  { +!eh\.u|]  
Actor act; ;kR+jC(  
public : U_<k*o@:  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} y?ypRCgO.u  
HA]5:ck  
template < typename Cond > T/iZ"\(~w  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; )kvrQ6  
} ; _<6B.{$\7m  
`=19iAp.  
zr^"zcfz&  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 <P0&!yN  
最后,是那个do_ ?eOw8Rom  
Fb<fQIa  
DQ9}( '^  
class do_while_invoker UKzXz0  
  { ?#Y1E~N  
public : "mB /"  
template < typename Actor > K-4o_:F  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const J>Bc-%.Q  
  { E3QyiW  
  return do_while_actor < Actor > (act); d~z%kl 5:  
} kadw1sYj  
} do_; %z"n}|%!  
z4wG]]Kh*  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? iE,/x^&,&  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 A1F!I4p5  
最后来说说怎么处理break和continue k293 wS  
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。 UYvdzCUh  
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 或 注册
温馨提示:欢迎交流讨论,请勿纯表情、纯引用!
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五