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
  • 4918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 > :!faWX  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 $SG^, !!&A  
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, qq[2h~6P]  
}!Qo wG   
.3{S6#  
d+fmVM?p  
  class filler -R~;E[ {%  
  {  O7s0M?4  
public : [5)1 4% x  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} '3[Ecy#  
} ; dI>)4()  
]AERi] B  
$w[@L7'(  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: NvJu)gI%  
_f|Au`7m  
DcSL f4A  
C(?>l.QGw  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); ;)0vxcMB  
kQ.atr`?e  
/:ma}qG y  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 NZ{kjAd3c  
=ub&@~E  
mgG0uV  
^yy\CtG  
二. 战前分析 O4 \GL  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 .N_0rPO,Kw  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 *S~. KW[  
)\`TZLR  
|A'8'z&q  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ^=OjsN  
  /* --------------------------------------------- */  t Z\  
vector < int *> vp( 10 ); f:Nfw+/q  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Ip.5I!h[Xb  
/* --------------------------------------------- */ Q`5jEtu#,  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); *: e^yi  
/* --------------------------------------------- */ |oSyyDYWP  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); FLEf(  
  /* --------------------------------------------- */ U QXT&w  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); .X_k[l9  
/* --------------------------------------------- */ .g(yTA  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); bxkp9o  
FxM`$n~K  
{(D$ Xb  
[Gh T.  
看了之后,我们可以思考一些问题: kul&m|  
1._1, _2是什么? ~;UK/OZ  
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。 lCWk)m8  
2._1 = 1是在做什么? w gATfygr  
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。 dMeDQ`c`W  
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。 */nb%QV  
iP|h];a+@  
;fee<7T y  
三. 动工 Xa[gDdbL  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: &1]}^/u2  
e`k 2g ^  
!uO|1b  
Ywr^uy1V,/  
template < typename T > +Y)rv6}m  
class assignment J24UUZ9&$  
  { c#u-E6  
T value; %pL ,A5M  
public : KSh<_`j  
assignment( const T & v) : value(v) {} 3z\:{yl  
template < typename T2 > KDRIy@[e  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } VH#]67  
} ; rm2{PV<+d  
7k+UCi u>  
lsJ'dS  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 C<qJnB:B 9  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment :'1ePq  
hJhdHy=U  
FK@rZP  
ofcoNLX5c  
  class holder #`y7L4V*o  
  { =;dupz\7  
public : n U$Lp`  
template < typename T > aina6@S  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const &IXr*I  
  { UbY-)9==  
  return assignment < T > (t); JY9Hqf  
} q/70fR7{v  
} ; j#-ZL-N  
T=;'"S  
N+HN~'8r  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: y ?4|jN  
+r4US or  
  static holder _1; a(d'iAU8^  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 r6Pi ZgR  
(tyo4Tz1  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); (V{bfDu&h@  
而不用手动写一个函数对象。 xx!o]D-}  
{< jLfL1  
e)!X9><J  
]~3wq[O  
四. 问题分析 I0m/   
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 /A|ofAr)  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 KM< M^l_Q  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 )bi*y`UM]  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 LeQ2,/7l:  
下面我们可以对这几个问题进行分析。  Gp@Y=mU  
8 l}tYl`|  
五. 问题1:一致性 | 2p\M?@  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 8{%/!ylJz  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 N7+K$)3  
akJ{-   
struct holder mQ VduG  
  { KW+^9&lA  
  // F4kU) i  
  template < typename T > 3~s0ux[  
T &   operator ()( const T & r) const 6NJ La|&n  
  { cCyg&% zsT  
  return (T & )r; qLA  
} 6tzZ j:y q  
} ; )ckx&e  
&[R&@l Y  
这样的话assignment也必须相应改动: N4)& K[  
YA{Kgc^  
template < typename Left, typename Right > -Ah\a0z  
class assignment 3w!oJB  
  { wpx,~`&  
Left l; \&ERSk2  
Right r; @_N -> l  
public : aH'^`]'_=  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ;bP7|  
template < typename T2 > |06J4H~k  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } ;PG'em  
} ; 7dV^35 KP  
asPD>jc  
同时,holder的operator=也需要改动: 0S/&^  
\ E[0KvN;O  
template < typename T > L?Wl#wP\;*  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const .N/4+[2p(  
  { /~g M,*  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); R;I}#b cJ  
} >tib21*  
!l.Rv_o<O  
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。 K# _plpr  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 z_A%>E4  
YJ rK oK}  
return l(rhs) = r; 8'`&f &  
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。 HAGWA2wQ  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: /*r MveT  
_I5p 7X  
template < typename Tp > #z~D1Zl  
class constant_t Wd~}O<"  
  { 9FPl  
  const Tp t; s_D7?o  
public : K8284A8v  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Nm OQ7T  
template < typename T > I0Wn?Qq=@  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const Haq23K  
  { zx=A3I%7 A  
  return t; 1REq.%/=  
}  2HQHC]  
} ; [>C^ 0\Z~  
BN#^ /a-  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 U?xl%qF`)  
下面就可以修改holder的operator=了 &W.tjqmw  
&S3szhe  
template < typename T > El"XF?OgpP  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const DU}q4u@ )  
  { !X[lNt O  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); R8":1 #&  
} c!w4N5aM  
:*}tkr4&eh  
同时也要修改assignment的operator() Eptsxyz{  
,aawtdt/  
template < typename T2 > aASnk2DFd  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } pC#Z]_k  
现在代码看起来就很一致了。 v,g,c`BjK  
3b%y+?-{\u  
六. 问题2:链式操作 CZwZ#WV6  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 xu& v(C9  
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。 eYsO%y\I  
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。 W{ Nhh3  
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 p|A  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct Y;-"Z  
4:6@9.VVT  
template < typename T > {/R4Q1  
struct result_1 9;h 1;9sC|  
  { EWH'x$z_q  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; $R7d*\(G  
} ; Z)6bqU<LQE  
9dKrE_zK:  
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: BMFpkK9|  
I"<~!krt%  
template < typename T > [Hn+r &  
struct   ref (CuaBHR  
  { ^IQC:2 1  
typedef T & reference; mnu7Y([2>  
} ; E37`g}ZS  
template < typename T > S1`+r0Fk~n  
struct   ref < T &> 0B3*\ H}5  
  { $9Z8P_^.0(  
typedef T & reference; eDTEy;^o  
} ; puMpUY  
';b/D   
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: <7^_M*F9  
(sr_& 7A  
template < typename T > /l:3* u  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const =( Gv_  
  { `$MO.K{  
  return l(t) = r(t); gI\J sN  
} 3+n&Ya1  
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。 \B2=E  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 `"-)ObOj}  
OmKT}D~ 4  
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 Q6}`%  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 2psI\7UjA]  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 !f7}5/YC7v  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 7/aJ?:gX  
最后的布局是: q;B-np?U  
                Add Y\9uR!0  
              /   \ TS=p8@w}  
            Divide   5 m"+9[d_u  
            /   \ xx9qi^  
          _1     3 tLV9b %i(  
似乎一切都解决了?不。 E;-R<X5n  
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。 ^dqyX(  
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|AIz3  
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: S' TF7u  
NGS/lKz  
template < typename Right > %)q5hB  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const CE*@CkC0z  
Right & rt) const M^g"U`  
  { xj%h-@o6  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); b.ow0WYe  
} (A(d]l  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释  D&N5)  
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。 t3U*rr|A  
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。 =b9?r  
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。 npbNUKdz  
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。 !;iySRZr  
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? skZxR5v3~L  
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: WnHf)(J`"  
\[Rh\v&  
template < class Action > cB?HMLbG>  
class picker : public Action Dc BTW+  
  { 3G5i+9Nt.L  
public : KY4|C05 ,  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ,{:5Z:<|  
  // all the operator overloaded Fwho.R-.  
} ; =b !f  
dwJ'hg  
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。 MdEZ839J  
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: qZA?M=NT?  
r7w&p.?  
template < typename Right > >Qt#6X|  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const mC J/gWDY  
  { E!3W_:Bs  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); xPsuDi8u  
} l'-iIbKX  
ogjm6;  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > dos$d3B4  
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。 j: ]/AReOL  
yrkd#m  
template < typename T >   struct picker_maker yfuvU2nVH  
  { o.Q |%&1  
typedef picker < constant_t < T >   > result; p,ZubR J"  
} ; l+YpRx/T\  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > -+ $u  
  { Mgf80r=  
typedef picker < T > result; &)\0mpLK9  
} ; QD / | zi  
Y@#~8\_  
下面总的结构就有了: 8(uxz84ce  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 n;O 3.2  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 DB%=/ \U  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 m}F1sRkdQ  
至此链式操作完美实现。 @c7 On)sy  
6RzTSb  
S/7D}hJ  
七. 问题3 CBi V':;  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 Ig5J_Z^]b  
}5DyNfZ]+0  
template < typename T1, typename T2 > (Rs<'1+>  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const \<;/)!Nmw  
  { 183'1Z$KA  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ScM2_k`D  
} F"a,[i,[W  
I uhyBo  
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: iM}cd$r{  
Vs9fAAXS4  
template < typename T1, typename T2 > LH<--#K  
struct result_2 c#U x{^ZE  
  { 8!:4m"Y  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; nLo:\I(  
} ; mN ~;MR;  
$,'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? 7xWX:2l*?  
这个差事就留给了holder自己。 #4~Ivj  
    =B;rj  
?uh7m 2l0D  
template < int Order > -,zNFC:6g  
class holder; q]'VVlP)  
template <> :Wb+&|dU  
class holder < 1 > EY> %#0  
  { 6=|Q>[K  
public : @8V8gV? zm  
template < typename T > '4N[bRCn  
  struct result_1  (lt/ t  
  { U/{cYX  
  typedef T & result; )RA7Y}e|m  
} ; nFxogCn   
template < typename T1, typename T2 > t%N#Yh!  
  struct result_2 %H%>6z x  
  { F+c*v#T  
  typedef T1 & result;  ) VJ|  
} ; |A5]hL   
template < typename T > L;grH5K5  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Pf(z0o&  
  { (QqKttL:  
  return (T & )r; =BNmuAY7  
} #l{qb]n]  
template < typename T1, typename T2 > J#'c+\B<2X  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const CUY2eQJ{U  
  { %Ix^Xb0  
  return (T1 & )r1; c AIS?]1  
} W 4 )^8/  
} ; O:k@'&  
]6 }|X#_  
template <> :c<C;.  
class holder < 2 > mezP"N=L~  
  { qj=12;  
public : C2DNyMu  
template < typename T > H-0deJ[>  
  struct result_1 zXp{9P\c  
  { LH0\SmhU  
  typedef T & result; 8 I,(\<Xv  
} ; <R_3; 5J%  
template < typename T1, typename T2 > fa"eyBO50  
  struct result_2 E)>6}0P  
  { QeU>%qKT  
  typedef T2 & result; BA L!6  
} ; W\FKA vS  
template < typename T > *|hICTWL  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const `Mp]iD {  
  { 8 rnr>Ee@  
  return (T & )r; "f5u2=7 }  
} VZw("a*TB  
template < typename T1, typename T2 > >;0z-;k6  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 4[rD|  
  { !"p,9  
  return (T2 & )r2; !4-NbtT  
} Z`< +8e  
} ; &/Tx@j^.C  
.6  
.RoO 6:T6  
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> >。 P_Po g^  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: xR;Xx;  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: :'.-*Ew  
G}] ZZ  
return l(i, j) = r(i, j); 2t#9ih"9  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) -+?0|>Nh  
Gz ^g!N[  
  return ( int & )i; 24|:VxO  
  return ( int & )j; kD"dZQx  
最后执行i = j; wBCnP  
可见,参数被正确的选择了。 f)N67z6  
@CWfhc-Ub  
'pZ~3q  
~hP[[?  
<}.)kg${O  
八. 中期总结 dk;Ed  
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: AGOK%[[Ws  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 }2DeqY  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 GTJ\APrH  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor a?Q~C<k  
| ql!@M(p  
vT3LhN+1  
I8`.e qV  
Dt.OZ4w5  
,CwhpW\Y  
九. 简化 ;2%3~L8?V  
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。 [y>Q3UqN  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 /rJvw   
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: -hhE`Y  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 /sJk[5!z  
  +-*/&|^等 Cg)#B+  
2. 返回引用。 %l3RM*zb  
  =,各种复合赋值等 ?mgr #UN  
3. 返回固定类型。 kZF\V7k  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) {TUCa  
4. 原样返回。 {`l]RIig  
  operator, I caIB)  
5. 返回解引用的类型。 =ngu*#?c4  
  operator*(单目) ^<sX^V+{  
6. 返回地址。 2ZLK`^S  
  operator&(单目) x7{,4js  
7. 下表访问返回类型。 QR79^A@5  
  operator[] &t p5y}=n  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ~x>IN1Vci  
  operator<<和operator>>  0fNWI  
KGK8;Q,O  
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。 _H:SoJ'  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: Na3tK}x  
xp><7{  
template < typename Left > BWw7o{d  
struct value_return |%zhwDQ.  
  { lWnV{/q\X  
template < typename T > TSE(Kt  
  struct result_1 C8NbxP  
  { yHT}rRS8  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; tk_y~-xz  
} ; o&I 0*~ sN  
y]cx}9~  
template < typename T1, typename T2 > VVCCPK^<  
  struct result_2 zIRa%%.i<  
  { gU+BRTZ&x  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; Uf_w o  
} ; zse! t  
} ; S,Tm=} wj  
?V*>4A  
MV=.(Zs  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait +wT,dUin_<  
7 yF#G9,  
下面我们来剥离functor中的operator() EEaKT`/d  
首先operator里面的代码全是下面的形式: /R@(yT=t  
<|.S~HLTQ  
return l(t) op r(t) @LwhQ  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ^{Syg;F=  
return op l(t) 1Rl`}7Km  
return op l(t1, t2) rKi)VVkx_  
return l(t) op ?nU V3#6{  
return l(t1, t2) op 7"8HlOHA  
return l(t)[r(t)] h3O5DP6~  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] zhYE#hv2  
ojyG|Y  
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: E7*1QR{Q  
单目: return f(l(t), r(t));  ocL  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); Z < uwqA  
双目: return f(l(t)); Rs<,kMRGVL  
return f(l(t1, t2)); EcwH O  
下面就是f的实现,以operator/为例 e(!a~{(kq%  
=X% D;2  
struct meta_divide ;Oe6SNquT  
  { hM>xe8yE  
template < typename T1, typename T2 > %}$6#5"';  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) |fRajuA;  
  { )xTp7YnZ;  
  return t1 / t2; bh+R9~  
} ed\,FWR  
} ; A$1pMG~as  
lzm9ClkfH  
这个工作可以让宏来做: b\^Sz{  
)OjbmU!7  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ +{Q\B}3cj1  
template < typename T1, typename T2 > \ i<%(Z[9Lk  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; .dM 0  
以后可以直接用 [nG/>Z]W  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) iW |]-Ba\  
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 Az0Yt31=  
(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。。。) C5XCy%h  
M~ *E!  
hoU&'P8  
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 Rzb663d  
(y(V,kXwa8  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > TXrC5AJx  
class unary_op : public Rettype !pDS*{)E  
  { D0"+E*   
    Left l; CsuSg*#X+  
public : H<1C5-  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} :()4eK/\  
@^;\(If2  
template < typename T > uOougSBV,  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 45ct*w  
      { ^Jc~G~x4*  
      return FuncType::execute(l(t)); w8@MUz}/#  
    } XtQ3$0{*%  
uiiA)j*!  
    template < typename T1, typename T2 > " I_T  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 1 C[#]krh  
      { &,KxtlR![  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); ;39{iU. m  
    } h]MSjC.X  
} ; 9)f1CC]  
xFyMg&  
!q7M+j4  
同样还可以申明一个binary_op #2cH.`ty  
;>Z#1~8  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > IXz ad  
class binary_op : public Rettype ,QKG$F  
  { [3/P EDkw  
    Left l; QP\vN|r  
Right r; X)nOY*  
public : nq6]?ZJ  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} lXB_HDY  
<v5toyA  
template < typename T > EH,uX{`e  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const /~AwX8X  
      { IM +Dm  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); ^g~-$t<!  
    } M{nz~W80  
UejG$JyHP  
    template < typename T1, typename T2 > B]]M?pS  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const =Oo*7|Z  
      { KJ(zLwQ:  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 6^ /C+zuX  
    } yM#W,@  
} ; w#JF7;  
]8H;LgM2  
-lAA,}&+!  
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 rylllJz|L:  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Gg-<3z  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ` 0\hm`  
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。 Z?v9ub~%  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! ? 4.W _  
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。。。 m{V @Om  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 "BzRL g!J  
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) Zr$PSp}  
下面是修改过的unary_op _$fxoD9  
+}^} <|W6  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > _IgG8)k;  
class unary_op "%}PVO!  
  { I7[+:?2  
Left l; ly^F?.e-  
  yGN<.IP75  
public : "CZ`hx1|^  
`qfVgT=2  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} pwu5Fxn)  
g5T~%t5lo  
template < typename T > u6%56 %^f  
  struct result_1 5Impv3qaZ  
  { u |f h!-  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; !Noabt  
} ; qv,|7yw{  
OZISh?  
template < typename T1, typename T2 > tcRK\  
  struct result_2 w5&UG/z%l  
  { q.g!WLiI  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; M8g=t[\  
} ; *XNvb ^<  
G LE`ba  
template < typename T1, typename T2 > <p<gx*%  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const z?yADYr9  
  { $'&`k,a3|P  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); bBDgyFSI <  
} u' r ;-|7  
H5qa7JMZ  
template < typename T > _ -?)-L&g  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const IWMqmCbv  
  { 6.By)L  
  return OpClass::execute(lt(t)); @<w$QD  
} ?.,cWKGQ}  
A\:=p  
} ; ,q:6[~n  
: ;d&m  
'x!q*|zF2  
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 y2<g96  
好啦,现在才真正完美了。 b%v1]a[  
现在在picker里面就可以这么添加了: Q2Q`g`*O:  
XKR?vr7A2  
template < typename Right > ;APg!5X  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const \l]jX: 9(  
  { 2 3>lE}^G  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); f[dwu39k  
} ]Mtb~^joG  
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。 t[^}/ S  
X @\! \  
YjsaTdZ!&  
 _@d.wfM  
!E$S&zVMQ  
十. bind *1>XlVx,  
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。 a?D\H5TF-  
先来分析一下一段例子 5g/WQo\  
D6v0n6w  
); $~/H4  
int foo( int x, int y) { return x - y;} *emUQ/uvf  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 P~]BB.tog  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 JBg",2w |C  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 %3kqBH!d  
我们来写个简单的。 fTH?t_e  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: [#)$BXG~y  
对于函数对象类的版本: #xts*{u-#  
lffw7T~  
template < typename Func > n*-#VKK^  
struct functor_trait U2SxRFs >  
  { HPU7 `b4  
typedef typename Func::result_type result_type; v3~,1)#aI  
} ; 6o{anHBB  
对于无参数函数的版本: e"2 wXd_}  
JQ.ZAhv  
template < typename Ret > nYE_WXY3V  
struct functor_trait < Ret ( * )() > qk:F6kL\`  
  { OP<@Xz  
typedef Ret result_type; wRLkO/Fw  
} ; Ujw ^j  
对于单参数函数的版本: !7}5"j ;A  
u/k#b2BqL  
template < typename Ret, typename V1 > Ar>Om!]=v  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > A$^}zP'u0<  
  { w8@ Ok_fj  
typedef Ret result_type; _c%~\LOk  
} ; g fO.Ky6  
对于双参数函数的版本: U); ,Opr  
N|Rlb5\  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > O9g{XhMv>f  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > b z<wihZj  
  { xu_Tocvop  
typedef Ret result_type; "qwRcuHY  
} ; iRPd=)  
等等。。。 @++ X H}  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ( XE`,#  
~A"ODLgU9  
template < typename Func > tCA |sN  
struct func_return {_Ke'" k  
  { 5*4P_q(AxD  
template < typename T > TmO\!`  
  struct result_1 T0aK1Lh  
  {  ~LkReQI  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; r^Gl~sX  
} ; lW7kBCsz#  
{uw'7 d/  
template < typename T1, typename T2 > bZ%[ON5OY  
  struct result_2 NB16O !r  
  { q9!5J2P  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; abI[J]T9G  
} ; GJ?rqmbL  
} ; Pyk~V)~M  
ku`'w;5jT  
~~k IA"U  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 r:YAn^Lg  
W.H_G.C%  
template < typename Func, typename aPicker > .F%!zaVIu  
class binder_1 `ORDN|s6  
  { KWXJ[#E<W  
Func fn; GDOaZi  
aPicker pk;  %_A1WC  
public : [0_Kz"|  
oYOf<J  
template < typename T > %s<7|,  
  struct result_1 E%+V\ W%  
  { `[Lap=.' .  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; -4X,x  
} ; \Z57UNI  
UVU}  
template < typename T1, typename T2 > ~r|.GY  
  struct result_2 9X=#wh,q  
  { e2Xx7*vS  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; m#8KCZS  
} ; BNaZD<<  
in B}ydk  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} KF7f<  
QmgwIz_  
template < typename T > ,Hp9Gkm8I/  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const YM#XV*P0 q  
  { xcoYo  
  return fn(pk(t)); ~ocd4,d=  
} R?X9U.AcW  
template < typename T1, typename T2 > 0aGfz=V&  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const vy-{BH  
  { d8Upr1_  
  return fn(pk(t1, t2)); ?u8+F  
} .,EZ-&6{  
} ; &I d ^n  
t,MK#Ko  
i|=}zR  
一目了然不是么? j*+r`CX  
最后实现bind r$0=b -  
TTqOAo[-Z  
Up/1c:<J  
template < typename Func, typename aPicker > uw]e$,x?  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) PQf FpmG  
  { L@G)K  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); q^12Rj;H  
} tkJ/ h<  
:  l]>nF4  
2个以上参数的bind可以同理实现。 ?g<*1N?:  
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。 '#q"u y  
EB\z:n5  
十一. phoenix WqTW@-}ID  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Q~*A`h#  
{uckYx-A  
for_each(v.begin(), v.end(), -'YX2!IU,  
( c&R .  
do_ Y!Z@1V`  
[ l~f +h?cF  
  cout << _1 <<   " , " A.<X78!^  
] SSI&WZ2a  
.while_( -- _1), Ha 3XH_  
cout << var( " \n " ) e348^S&rG  
) ZJw9 2Sb  
); iJsw:Nc  
R>Zn$%j\  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: 4.VEE~sH$  
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 a(}jn|  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 9jvg[ H  
那么我们就照着这个思路来实现吧: /M'b137  
m"v` E7G  
Ufo- AeQo  
template < typename Cond, typename Actor > %:oGyV7a  
class do_while BkO"{  
  { j^64:3  
Cond cd; t+?\4+!<  
Actor act; U&B~GJT+  
public : }]?RngTt  
template < typename T > <F!:dyl  
  struct result_1 1B WuFYB  
  { +{#BQbx6  
  typedef int result_type; z?7s'2w&{  
} ; Rx'7tff%I  
O050Q5zy  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} [s7I.rdGzz  
K1eoZ8=!  
template < typename T > $9b||L  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const />n0&~k[h  
  { 3K#e]zoI  
  do 6 a$%  
    { |\}f)Xp-  
  act(t); ? 8~$du$  
  } Um9=<*p  
  while (cd(t)); Gn_v}31d%  
  return   0 ; Kfj*#) SZ  
} 525xm"Bs  
} ; fnXl60C%  
sH&8"5BT%  
0 TS:o/{(a  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). bUqO.FZ[  
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。 AV8TP-Ls+  
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。 WcUeWGC>  
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。 E+3~w?1  
下面就是产生这个functor的类: Pb~S{):  
c=| a\\  
cb UVeh7Q  
template < typename Actor > +bQn2PG=  
class do_while_actor =h&^X>!  
  { 7unu-P<C  
Actor act; 5 wc&0h  
public : IGI2).$[  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} ;M JM~\L0  
9ge$)q@3  
template < typename Cond > zR5D)`Ph   
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; $/d~bk@=l  
} ; w]%r]PwU+  
>|rL0  
^Cak/5^K  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 A"P1 B]  
最后,是那个do_ d3 N %V.w  
5aWKyXBIx  
z&- `<uV~  
class do_while_invoker h?CNChRJs  
  { t8^*s<O  
public : F,EHZ,<V  
template < typename Actor > 1-JWqV(#?  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const }Rf } iG  
  { '7=*n_l  
  return do_while_actor < Actor > (act); $23R%8j   
} Y< M}'t  
} do_; %EVg.k$  
OZv&{_b_  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? UcK!v*3E  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 S@*@*>s^  
最后来说说怎么处理break和continue ll5Kd=3  
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。 VLOyUt~O#  
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