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
  • 7173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 ji##$xC  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 kJeu40oN  
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, :A*0]X;  
v Xf:~G]  
Ps7_-cH  
L?.7\a@  
  class filler h60\ Y 8  
  { Y^5"qd|`  
public : 2H>aC wfX  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} +3HPA#A  
} ; 5U;nhDmM  
*2#FRA#q  
2*YP"Ryh  
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: zP|*(*  
*JS"(. '(  
kc|>Q7~{  
^Yr|K  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); uOb2npPj  
L"9 Gc  
`rq<jtf+  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Fu mn9  
.f+9 A>  
?KCxrzf  
>&[3  
二. 战前分析 {N Y]L==H  
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。 tPzM7 n|  
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 X -v~o/r7  
v2(U(Tt  
-P*xyI  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); SCI1bMf  
  /* --------------------------------------------- */ Q+HZ?V(  
vector < int *> vp( 10 ); Ef-a4Pi  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); (Q\\Gw   
/* --------------------------------------------- */ "u,sRbL  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 0|GpZuGO9  
/* --------------------------------------------- */ E2-ojL[6  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); g"w)@*?K  
  /* --------------------------------------------- */ "zXGp7Q'#  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); )2#vhMpdN  
/* --------------------------------------------- */ (UXv,_"nU  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); bD  d_}  
?C FS}v  
mQFa/7FX  
vs+ We*8H  
看了之后,我们可以思考一些问题: v?FhG b~1  
1._1, _2是什么? HqB|SWyK  
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。 pEY>A_F  
2._1 = 1是在做什么? KxGKA  
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。 OA!R5sOz"  
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。 5Zzr5 WM  
hyM'x*  
(/('nY  
三. 动工 lGl[^ 0  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: (y%%6#bd  
~v^%ze  
IU7$%6<Y  
/*AJ+K._  
template < typename T > ]sf2"~v  
class assignment 4 0p3Rv  
  { vU?b"n  
T value; P"oYC$  
public : mJSK; @w<O  
assignment( const T & v) : value(v) {} nMTLD  
template < typename T2 > a|8| @,  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } "w(N62z/  
} ; Y]hV-_2+Do  
?s1u#'aO  
"xL;(Fqu  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 \8=e |a5`  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Y;'VosTD  
<jpeu^7  
A*G )CG  
8f /T!5  
  class holder ^fFtI?.6jI  
  {  i<B:  
public : ?SB[lbU  
template < typename T > }pbBo2  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const ;% /6Y~/  
  { nYI/&B{p  
  return assignment < T > (t); M(_^'3u  
} L 2[Ei|9_  
} ; A2}Z *U(;  
l*F!~J3  
Es.toOH$S  
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: qf_h b  
Qw3a"k-  
  static holder _1; #[gcg]6c  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 &&]"Y!r -  
l9M#]*{  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); f}L>&^I)  
而不用手动写一个函数对象。 u5u0*c  
mXxZM;P[  
Nm H}"ndv+  
`f\5p+!<7R  
四. 问题分析 Hv[d<ylO  
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。 %Nwyx;>9^K  
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。 Zp/qs z(]  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 D=i0e8D!+  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 [_g#x(=  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 &,m'sQ  
j\XX:uU_  
五. 问题1:一致性 NYSj^k;^(z  
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?| JxX jDYrU  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 NZfo`iHAN  
sf.E|]isW  
struct holder UPfFT^=y  
  { U6/m_`nc  
  // 1Y H4a|bc  
  template < typename T > v`z=OHc  
T &   operator ()( const T & r) const x?k  
  { e.3sAUHZ-  
  return (T & )r; %4|n-`:  
} t7U,AQ=;P5  
} ; /tId#/Y  
FT|/ WZR  
这样的话assignment也必须相应改动: >.!5M L\  
S7Iu?R_I  
template < typename Left, typename Right > 6T{o3wc;  
class assignment gTmUK{y'  
  { 4%',scn  
Left l; =\ti<  
Right r; $>S}acuC  
public : 9a"Y,1  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 2;Y@3d:z  
template < typename T2 > %#S"~)  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } By51dk 7  
} ; =u:6b} =  
/JK-}E  
同时,holder的operator=也需要改动: )CwMR'LV  
:oon}_MdRd  
template < typename T > K-"HcHuF  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const X-G~/n-x  
  { ZZ]OR;8  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 4t%:O4 3e  
} 9d,]_l.sB  
V:0uy>  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 iS:PRa1  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 C%95~\Ds  
2h|(8f:y  
return l(rhs) = r; 2 d>d(^  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 _ RT"1"r  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: J1c&"Oh  
RIVL 0Ig  
template < typename Tp > {g!exbVf  
class constant_t [)J49  
  { l_YdIUl  
  const Tp t; li 3PR$W V  
public : Ch \ed|u  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ?;.1fJU>  
template < typename T > vS J<  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const x^='pEt{  
  { b W C~Hv  
  return t; D|Ihe%w-  
} >QZt)<[  
} ; k^dCX+  
:)J~FVLy  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 %)6 :eIS  
下面就可以修改holder的operator=了 @k:f}-t  
Xb+if  
template < typename T > Q,,fDBN  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const YCB 3  
  { UTK.tg  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ;FgEE%  
} E/L?D  
Ti@P4:q  
同时也要修改assignment的operator() *p#YK|  
&h4Z|h[01  
template < typename T2 > #Zavdkw=d  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } HDW\S#  
现在代码看起来就很一致了。 K}5 $;W#  
c9g\7L,Z  
六. 问题2:链式操作 r/q1&*T  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 {z[HNSyRs  
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。 p3A-WK|NX  
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。 #Mem2cz  
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。 _9O }d  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct _KkVI7a  
A^Hp#b @  
template < typename T > A Fm*60C  
struct result_1 H;7H6fyZ  
  { 'xrbg]b%  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; VzYP:QRz  
} ; f $@".  
EPd.atA  
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: O*n%2Mam  
-ZoOX"N}  
template < typename T > vVN[bD<  
struct   ref +!V%Q  
  { OB  i!fLa  
typedef T & reference; I{g2q B$6  
} ; 2,e|,N"zN  
template < typename T > K?OX  
struct   ref < T &> \FY De  
  { 9B;Sk]y  
typedef T & reference; owY_cDzrH  
} ; T#^6u)  
K~ /V  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: B?YfOSF=5  
Dp6"I!L<|  
template < typename T > g$T_yT''  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const .idl@%  
  { MLIQ 8=  
  return l(t) = r(t); {)[g  
} zt?w n* _  
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。 oD}FJvV  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 nT .2jk+  
<C`eZ}Qqv  
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 "u]Fl+c  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是:  p|8Fl  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ?d#(ian  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 yhn $4;m  
最后的布局是: ~u`! Gi  
                Add .&Gtw _  
              /   \ :3*oAh8|  
            Divide   5 MmX[xk  
            /   \ ^A<.s_  
          _1     3 k 5r*?Os  
似乎一切都解决了?不。 ^Jpd9KK  
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。 z'K7J'(R  
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。 p[VCt" j  
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: ~HI0<;r=eL  
2}Plr{s9  
template < typename Right > 8A]q!To  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const juYt =  
Right & rt) const p;Ok.cXVp  
  { 2}\sj'0&  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); jtpNo~O  
} IX3 yNTW"L  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ct/THq  
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。 ] r+I D  
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。 l>P~M50D?{  
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。 s/^= WV  
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。 vKLG9ovlY  
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? sh3}0u+  
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: .shI% 'V  
uH h2>Px  
template < class Action > [~JN n  
class picker : public Action  ]= D  
  { Qnc S&  
public : T js{ )r9  
picker( const Action & act) : Action(act) {} *hgsS~  
  // all the operator overloaded md_s2d  
} ; NPq2C8:  
Raqr VC  
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。 ?Ir6*ZyY  
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: -0){C|,6  
.qP zd(<T7  
template < typename Right > aq**w?l  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const uB!P>v6  
  { ~t$VzL1  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Fd0FG A&L  
} 9{&x-ugM  
(VR nv  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > p{u}t!`!d  
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。 )2\a5iH  
R|yTUGY  
template < typename T >   struct picker_maker L(YT6Vmm+t  
  { r8E!-r}rno  
typedef picker < constant_t < T >   > result; u(qpdG||7  
} ; ba.OjK@  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ";%1sK  
  { 7] H4E.(l  
typedef picker < T > result; }zLE*b,  
} ; ^ `9OA`2  
WV5R$IqY  
下面总的结构就有了: svII =JB  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 z(` kWF1<  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 }\*|b@)]  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 cwM0Z6  
至此链式操作完美实现。 r4'Pf|`u  
!ym5' h  
f:>jH+o.S  
七. 问题3 |hAGgo/03  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 Ei!z? sxzx  
Z$gY}Bz  
template < typename T1, typename T2 > hy rJu{p  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const \>Q,AyL  
  { pgarGaeq  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 9)`wd&!  
} ?J AzN  
"5FeP;  
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: _7VU ,  
\wP$"Z}j  
template < typename T1, typename T2 > `W=JX2I  
struct result_2 G{9y`;  
  { ^YV[1~O  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; bjZ?WZr  
} ; j(hC't-  
-u(#V#}OV?  
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? W\.(~-(So  
这个差事就留给了holder自己。 B:SRHd{*Wu  
    N~_gT Jr~P  
0!T $Ef   
template < int Order > `K.yE0^i  
class holder; *%.*vPJ  
template <> %1<|.Dmd  
class holder < 1 > z'o+3 zq^  
  { >jm9x1+C  
public : VEk|lX;2  
template < typename T > ~PHG5?X  
  struct result_1 ">7 bnOJ  
  { b?l\Q Mvi  
  typedef T & result; Cq=c'(cX  
} ; 3zkq'lZ  
template < typename T1, typename T2 > OmW|\d PU  
  struct result_2 TqC"lO>:Q  
  { :\Dm=Q\  
  typedef T1 & result; &^"m6  
} ; 8w4.|h5FP  
template < typename T > ,k4 (b  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ;NEHbLH#F  
  { }j QwP3eY  
  return (T & )r; xK f+.6 wz  
} "Y6 f.rB  
template < typename T1, typename T2 > fjf\/%  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const >dO^pDSs  
  { zB4gnVhus|  
  return (T1 & )r1; z]pH'c39  
} .nnAI@7E  
} ; L))(g][;  
L3S,*LnA  
template <> 7_LE2jpC,5  
class holder < 2 > Gh.02  
  { 5u8 YHv  
public : QAr1U7{(.  
template < typename T > d]<tFx>CQW  
  struct result_1 sBh|y F,  
  { }Q*8QV  
  typedef T & result; !GO4cbdQ  
} ; K=;p^dE  
template < typename T1, typename T2 > 3OTSLF/  
  struct result_2 tkA '_dcIC  
  { 7@:uVowQ  
  typedef T2 & result; 6D>o(b2  
} ; /D eU`rj  
template < typename T > z5?xmffB  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const E/ Pa0.  
  { 2`x[y?Tn  
  return (T & )r; AV?*r-vWL.  
} D(y=0),  
template < typename T1, typename T2 > arnu|paw  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ,oR}0(^"\<  
  { qT(j%F  
  return (T2 & )r2; n-uoY<;hp  
} SJL?(S*  
} ; X\_ku?]v  
ZT!DTb B  
dx|j,1e  
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> >。 8{'L:yzMY  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: `CO?} rW  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: /Ue~W, |  
) "'J]6  
return l(i, j) = r(i, j); rZ<@MV|d  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) (JOge~U  
'z@(,5  
  return ( int & )i; AFyf7^^k  
  return ( int & )j; /K1YDq<=  
最后执行i = j; 0} uH  
可见,参数被正确的选择了。 :\>@yCD  
(Zp'|hx8o  
cl[rgj  
}k$2r3  
^2=11  
八. 中期总结 Bf.@B0\  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: ?FJU>+{">  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 a=Pl3Uo  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 3nMXfh/  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor EHmw(%a|+  
UH2fP G  
pwr,rAJ}$j  
~m'PAC"Q$  
=XuBan3B>  
XX+%:,G  
九. 简化 r$d,ChzQn?  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 4vC { G.  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Qt` }$]  
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: *>I4X=  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 p@0Va  
  +-*/&|^等 ]hRCB=G  
2. 返回引用。 )ERmSWq/u  
  =,各种复合赋值等 M|xd9kA^  
3. 返回固定类型。 4-1=1)c*  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ?hHVawt  
4. 原样返回。 6B'd]Fe  
  operator, $DBJ"8n2  
5. 返回解引用的类型。 'W(!N%u  
  operator*(单目) .'aW~WR  
6. 返回地址。 3@7IY4>o  
  operator&(单目) "k&QS@l  
7. 下表访问返回类型。 +es|0;Z4yP  
  operator[] =MMU(0 E  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ;hzm&My  
  operator<<和operator>> kyR=U`OW  
6ZKSet8  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 eb10=Lmj  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: PaIE=Q4gJ  
s 1~&PH^  
template < typename Left > ,X^I]]  
struct value_return TuR.'kE@  
  { ?y"= jn  
template < typename T > q.I  
  struct result_1 rW),xfo0  
  { pQ2'0u5w5  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; : ZehBu  
} ; Ry_"sow4  
ol#| .a2O  
template < typename T1, typename T2 > uPh/u!  
  struct result_2 ebv"`0K$  
  { 2":{3=oW~  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; {zhajY7  
} ; QTe>EJ12  
} ; 4 s&9A/&pC  
i?^lEqy[  
uz U2)n3y  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait D0 5JQ*  
nI0TvB D  
下面我们来剥离functor中的operator() MVDEVq0  
首先operator里面的代码全是下面的形式: Yl\p*j"Fid  
*gGL5<%T:  
return l(t) op r(t) pXPLTGY<R+  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 'jnR<>N  
return op l(t) lD+f{GR  
return op l(t1, t2) R%EpF'[~[  
return l(t) op `bAOhaB,/  
return l(t1, t2) op `PH]_]:%  
return l(t)[r(t)] 4arqlz lo  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] u*w'.5l  
lX)ZQY:=:  
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: vHmsS\\~9  
单目: return f(l(t), r(t)); .+#<~Jv  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); <0sT  
双目: return f(l(t)); og$%`o:{  
return f(l(t1, t2)); u*"mdL2  
下面就是f的实现,以operator/为例 k\/idd[  
a]]>(Txc  
struct meta_divide |i~Ab!*8n  
  { oEJYAKN  
template < typename T1, typename T2 > ]:g;S,{  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 7%` \E9t  
  { $-*E   
  return t1 / t2; pVN) k  
} %D_pTD\  
} ; MGbl-,]  
f%gdFtJ &  
这个工作可以让宏来做: qPH=2k ,H  
~tM+!  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ $>*TO1gb+  
template < typename T1, typename T2 > \ 2N /4.  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; c|hT\1XR,  
以后可以直接用 }K3!ujvR  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ZvVrbj&  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 %4#Q3YlyD  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) j-}WA"  
L `6 R  
\2U FJ  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 ~9Jlb-*I5  
jM07&o]D  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > _&U.DMt2 C  
class unary_op : public Rettype .?^a|]  
  { mSFh*FG  
    Left l; Xe. az  
public : G[4$@{  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} r0'6\MS13  
| f}1bJE+  
template < typename T > 'Z{_w s  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const a 9H^e<g  
      { y7Sey;  
      return FuncType::execute(l(t)); GUH-$rA  
    } W! =X _  
^f?>;,<&  
    template < typename T1, typename T2 > s%OPoRE  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const knb 9s`wR  
      { ed\umQ]   
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); Ng 3r`S"_<  
    } Rv=rO|&]  
} ; At$[&%}  
dd6m/3uUW  
+_"AF|  
同样还可以申明一个binary_op Op>l~{{{  
F15Yn  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > _Gb O>'kE  
class binary_op : public Rettype /UP1*L  
  { g*-%.fNA  
    Left l; *^=zQ~  
Right r; T P#Hq  
public : cy{ ado2  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ^0T DaZDLp  
ih\=mB  
template < typename T > q!!gn1PT(T  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const k[<Uxh%  
      { }Y`D^z~  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); U_.9H _G  
    } Y)*:'&~2e  
3<A$lG  
    template < typename T1, typename T2 > glI4Jb_[  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ww#]i&6  
      { 0CR~ vQf#r  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ,SB5"  
    } /OtLIM+7~{  
} ; yNDplm|9*  
TRzL":  
<l!{j?Kx  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 n~Qo@%Jr  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Zog&:]P'F  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) qS?uMms7w  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 tcD DX'S  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! /]>8V'e\  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 I:=rwnd  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 u?%FD~l:uU  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) 5e|yW0o  
下面是修改过的unary_op ]X\p\n'@j  
Y:#nk.}>  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ttfCiP$  
class unary_op PHU$<>  
  { S17 c#6vT  
Left l; X')t6DQ(I  
  {NTMvJLm  
public : 3;Y 9<  
}O+`X) 9  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} IlfH  
5=hMTztf!!  
template < typename T > H63?Erh>a  
  struct result_1 ?)V|L~/  
  { 1Rd2Xb  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; :D:Y-cG*n<  
} ; ,*m{Q  
opv<r* !  
template < typename T1, typename T2 > ln*jakRrC  
  struct result_2 kps}i~Jb  
  { 3{H&{@Q  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; a%*W( 4=Y  
} ; - jWXE  
:3A^5}iz  
template < typename T1, typename T2 > 9r=yfc!cS  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const %v)+]Ds{  
  { ["0DXm%t  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ,{Ga7rH*   
} p>h}k_s  
4L<;z'   
template < typename T > 5b$QXO  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const IylfMwLC  
  { zT+ "Z(oz,  
  return OpClass::execute(lt(t)); 7-("pp YX=  
} Pj ^O8  
G]RFGwGt  
} ; ^KUM4. 6  
3eN(Sw@p  
yi:1cLq2  
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 k2:mIp\  
好啦,现在才真正完美了。 [PH56f  
现在在picker里面就可以这么添加了: (sp{.bU  
Pf#DBW*  
template < typename Right > F5 7Kr5X  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const [B@R(z=H  
  { icN#8\E  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); }WnoI2  
} 6F; |x  
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。 51'{Jx8  
 U92?e}=]  
PMZ*ECIJU  
nVoP:FHH  
cF}9ldc  
十. bind g?{7DI`  
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。 u& <NBxY  
先来分析一下一段例子 qF4=MQm\aE  
PBb'`PV  
o?><(A|  
int foo( int x, int y) { return x - y;} S4D~`"4 $/  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 7-MyiCt  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 @vPGkM#oW  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 ,B$e'KQ  
我们来写个简单的。 So]O`RJv  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: MrhJk  
对于函数对象类的版本: &24>9  
4 IXa[xAm  
template < typename Func > $j&2bO 5M  
struct functor_trait dF'oZQz  
  { ~QU\kZ7Z  
typedef typename Func::result_type result_type; v<E_n;@9k  
} ; %:Y'+!bX  
对于无参数函数的版本: [cT7Iqip  
=|qYaXjT$  
template < typename Ret > #R# |hw  
struct functor_trait < Ret ( * )() > hSXZu?/  
  { Atod&qH  
typedef Ret result_type; ]?V2L`/  
} ; ' eH Fa  
对于单参数函数的版本: \&4)['4,  
Z(hRwIOF  
template < typename Ret, typename V1 > ?}<Wmy2A  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > fX}dQN~z  
  { 8g6G},Y0  
typedef Ret result_type; c{!XDiT]P  
} ; 2qPQ3-'  
对于双参数函数的版本: >qci $  
;xjw'%n,  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > A#CGD0T  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > aKw7m= {  
  { ::!{f+Up  
typedef Ret result_type; U_Am Riy  
} ; E7j9A`  
等等。。。 i~.9 B7hdE  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy W)2ZeH*  
fe7DS)U  
template < typename Func > 7-[^0qS  
struct func_return 9P#<T7  
  { ?o_ D#gG*  
template < typename T > ])mYE }g  
  struct result_1 ,dSP%?vV  
  { z+X DN:  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; o '!WW  
} ; FWuk@t[<O  
HsAKz]Mq  
template < typename T1, typename T2 > 7=pJ)4;ZA  
  struct result_2 CO"Nv  
  { _A=Pr _kN  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; at5=Zo[bP  
} ; K6e_RzP,.w  
} ; Ui05o7xg~p  
OM#eJ,MH<)  
>l(|c9OWM  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 W3Dtt-)E  
 H+Se  
template < typename Func, typename aPicker > "yc@_+"\+  
class binder_1 [:bYd}J  
  { KmaMS(A(3  
Func fn; 75RQ\_zDu  
aPicker pk; p$zj2W+sN  
public : afj[HJbY  
\,yX3R3}.~  
template < typename T > Xjnv8{X  
  struct result_1 w $z]Z-  
  { lb[\Lzdvmu  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ,|Lf6k  
} ; Afo qCF  
Evb %<`gd  
template < typename T1, typename T2 > :WnF>zN  
  struct result_2 t.= 1<Ed  
  { Nk&$b  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; /Q2{w >^DK  
} ; ~6O<5@k  
8ZvozQE  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} H\@@iK=  
`=VN\W^&  
template < typename T > [+z*&~'  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const A]q"+Z]  
  { +6+!M_0wA  
  return fn(pk(t)); qo62!q  
} "[p-Iy1  
template < typename T1, typename T2 > M3/_E7Qoj  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 8@- UvT&o  
  { vILq5iR  
  return fn(pk(t1, t2)); L[cl$ pYV  
} )%=oJ!)  
} ; MNZD-[  
5p`.RWls  
PcQqdU^!  
一目了然不是么? R3ru<u>k&  
最后实现bind S6bW?8`  
tv8}O([  
QeZK&^W  
template < typename Func, typename aPicker > ?5MOp  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) *mTx0sQz(J  
  { {t1 ;icu  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); gdkQ h_\  
} yJG M"$  
T`gR&n<D  
2个以上参数的bind可以同理实现。 K84Ve Ae  
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。 TSHQ>kP  
gS$?#!f  
十一. phoenix u?+i5=N9{  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: k x26nDT(  
,z+7rl  
for_each(v.begin(), v.end(), uDXRw*rTv  
( T0=%RID%=  
do_ .PJCBT e  
[ k1)=xv#S  
  cout << _1 <<   " , " 6o!Y^^/U  
] J5 2- qR/  
.while_( -- _1), /a:sWmxMT  
cout << var( " \n " ) WfF~\DlrD  
) Bp>Z?"hTe  
); `;vJ\$-<  
xpjv @P  
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: zv}3Sl@  
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 ql_GN[c/  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 %;-] HI  
那么我们就照着这个思路来实现吧: m/(f?M l  
r[ }5<S Q  
OX!<{9o  
template < typename Cond, typename Actor > i{+W62k*  
class do_while 12JmSvD  
  { /3pvq%i  
Cond cd; s}5,<|DL  
Actor act; oPCtLz}z  
public : [9U: :  
template < typename T > M~jV"OF=  
  struct result_1 +P5\N,,7R  
  { [x\?._>  
  typedef int result_type; -0 o1iU7  
} ; _)U[c;^6  
O<KOsu1WW  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} f;7I{Z\<  
rM y(NAo_  
template < typename T > }> pNf  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const / 8 0Q  
  { |k ]{WCD]  
  do 0 P]+/  
    { P^Tk4_,0  
  act(t); #o/  
  } 3{*nG'@Mal  
  while (cd(t)); ,VdNP  
  return   0 ; Y_SB3 $])  
} oM~;du  
} ; aViZKps`m  
h .%)RW?  
6myF!  H=  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). A0f98 ?j^  
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。 jMV9r-{*+  
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。 de<T5/  
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。 zlhHSyK  
下面就是产生这个functor的类: iu9<]1k  
J% mtlA  
bAVlL&^@|  
template < typename Actor > $YztLcn   
class do_while_actor 1@"os[ 9  
  { xb22 :  
Actor act; Fk*C8  
public : 2k]Jkd,E  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} lv=rL  
n=8DC&  
template < typename Cond > .s8u?1b  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ];63QJU  
} ; ZtofDp5B  
ucwUeRw,  
OB5t+_ s  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 :5, k64'D  
最后,是那个do_ 4Y `=`{Q  
>5c38D7k)  
(BG wBL  
class do_while_invoker Y4j%K~ls Y  
  { :)g}x&A^$  
public : UJ^MS4;I3  
template < typename Actor > *:tfz*FG$G  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const X*QQVj  
  { dc=~EG-_rM  
  return do_while_actor < Actor > (act); 1kdQh&~G  
} YU6D;  
} do_; JuM4Njz|  
f C_H0h3  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? <C{uodFll  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 <#>{7" }  
最后来说说怎么处理break和continue m(rd\3d  
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。 &wea]./B  
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
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八