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
  • 6777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 oK-!(1A-  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Mz|L-62  
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, t;Wotfc[#0  
g_D-(J`IK,  
s'2Rs^,hN  
S=R 3"~p  
  class filler lpEDPvD_Vm  
  { kHU"AD}.  
public : XNmQ?`.2'  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} jE U'.RBN%  
} ; \5[-Ml  
Kd{#r/HZ  
g{DFS[h  
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: 5t'Fv<g  
cgNt_8qC  
~ v1W  
`Wf5  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); rye)qp|  
)}|mDN&P  
Hcl"T1N*  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Yk>8g;<  
{,V$*  
u:4["ViC  
A +!sD5d  
二. 战前分析 w#{l 4{X|  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 EX 9Z{xX  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 Nu. (viQ}  
}1rvM4{/+f  
V [4n'LcE  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 9}n,@@  
  /* --------------------------------------------- */ 2 zl~>3S  
vector < int *> vp( 10 ); 9[f%;WaS  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Y2vj}9jK  
/* --------------------------------------------- */ >r:X~XnRUj  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); NTVHnSoHh  
/* --------------------------------------------- */ foyB{6q8  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); UG=I~{L  
  /* --------------------------------------------- */ # `58F.  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 8}K"IW  
/* --------------------------------------------- */ SEU\}Ni{  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); =jG?v'X  
Gx;xj0-"  
Okoo(dfM  
4a 4N C  
看了之后,我们可以思考一些问题: NE[y|/  
1._1, _2是什么? i?W]*V~ply  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 ~%KM3Vap  
2._1 = 1是在做什么? rV U:VL`2  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 hRRkFz/0&  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 ]2LXUYB  
OZa88&  
}E,jR=@  
三. 动工 Nr%(2[$ =  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: b h*^{  
RA} U#D:$i  
"* +\KPCU  
487YaioB$  
template < typename T > Q g$($   
class assignment { v,{x1  
  { })KJ60B  
T value; nW~$ (Qnd  
public : 3;y_qwA  
assignment( const T & v) : value(v) {} luibB&p1  
template < typename T2 > jo<>Hc{g>  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } MJ1W*'9</W  
} ; ^CfM|L8>  
Hr /W6C  
T}V7SD.  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 -Uzc"Lx B  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 4Y`! bT`  
hK:#+hg,  
CFD*g\g<*  
`oB'(  
  class holder b;Hm\aK  
  { BHF{-z  
public : \H,V 9!B  
template < typename T > +]A+!8%Z  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const iPA@<D%  
  { -zPm{a  
  return assignment < T > (t); Dm>T"4B`/  
} se~ *<5  
} ; 2ZU@>W  
F"-S~I7'L  
NdM}xh  
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: \#uqD\DE  
imo'(j7  
  static holder _1; YnKFcEJrT  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 uOyLC<I/  
)o05Vda  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Bx\#`Y  
而不用手动写一个函数对象。 J%:WLQo  
4aj[5fhb-  
t9-_a5>E\}  
NFdJb\  
四. 问题分析 &z./4X  
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。 on]\J  
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。 ,Ut!u)  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Q1N,^71  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ?X8K$g  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 :kf3_?9rc  
[#H8=  
五. 问题1:一致性 )w }*PL  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| e3HF"v]2!  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 sT;=7 L<TA  
L!G9O]WB  
struct holder K8Kz  
  { Ep v3/ `I  
  // 8KtF<`A)  
  template < typename T > ?kT~)k  
T &   operator ()( const T & r) const '|dKg"Yl  
  { } (GQDJp  
  return (T & )r; KweHY,  
} +v`^_  
} ; [nhLhl4S  
^{6UAT~!R  
这样的话assignment也必须相应改动: z9uEOX&2\  
]aL  [  
template < typename Left, typename Right > q)zu}m  
class assignment RY'\mt"W2  
  { f|[5&,2<  
Left l; c'wU O3S  
Right r; 9X^-)G>  
public : c,[qjr#\>  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ['9OGV\  
template < typename T2 > Eb{4.17b  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } R!M|k%(  
} ; 0ghwFo  
`5~o=g  
同时,holder的operator=也需要改动: cbg3bi  
wTJMq`sY_  
template < typename T > #L1yL<'  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const 9N3oVHc?  
  { ,2:L{8_L  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); *FG4!~<e  
} ud~VQXZo  
]cO$E=W  
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。 7UEy L }N  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 iM-hWhU  
y&O_Jyg<  
return l(rhs) = r; S)AE   
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。 qLktMp_  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: *rMN,B@  
b^=8%~?%4  
template < typename Tp > _o=`-iy9  
class constant_t jWb\"0)  
  { 9#=IrlV4  
  const Tp t; V'| g  
public : @+Anv~B.  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ,:Y=,[n  
template < typename T > eB1eUK>  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const V1+o3g{}  
  { Yhv`IV-s  
  return t; =_~'G^`tu  
} Z#E#P<&d  
} ; E(K$|k_>  
@5nkI$>3z  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 p44uozbK  
下面就可以修改holder的operator=了 ,C12SM*@  
cqU/Y_%l'  
template < typename T > UVuuIW0k  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const S g_?.XZc[  
  { Ns7l-mb  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); oeqJ?1=!  
} I>(z)"1  
@eD~FNf-]  
同时也要修改assignment的operator() @X / =.  
"i5AAP?_]{  
template < typename T2 > Y(;[L`"  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } %L,,  
现在代码看起来就很一致了。 Q?'W >^*J  
iegPEb  
六. 问题2:链式操作 } jy7,+  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 mwiPvwHrg  
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。 3n"&$q6  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 gQzF C&g  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 9"v ox   
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ZCq\Zk1O&  
p<.!::*%(  
template < typename T > HrcnyQ`Q0  
struct result_1 sg~/RSJ3  
  { =:T:9Y_i  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; Kof-;T  
} ; ,DsT:8  
91'^--N  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: < 2r#vmM  
(#>5j7i8#  
template < typename T > uqH! eN5  
struct   ref :=KGQ3V~eK  
  { FP cvkXQD  
typedef T & reference; = ~R3*GN  
} ; )FiU1E  
template < typename T > f;I"tugO  
struct   ref < T &> A^jm<~  
  { +mel0ZStS  
typedef T & reference; X>YOo~yS5  
} ; +Gs;3jC^  
1>*<K/\qg  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: #nL0Hx7]E  
S 2` ;7  
template < typename T >  o?x|y   
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 81 Not  
  { gM:oP.  
  return l(t) = r(t); X%qR6mMfT7  
} Y\2>y"8>$x  
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。 Rf$6}F  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 `o-<,  
d:ajD  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 KPK!'4,cu  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: @)Y7GM+^  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 k0=y_7 =(5  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ~|jy$*m4A  
最后的布局是: f\_Q+!^  
                Add KV(W|~+rM  
              /   \ u8\QhUk'G  
            Divide   5 745PCC'FK  
            /   \ .=<pU k 3G  
          _1     3 /9gMcn9EB  
似乎一切都解决了?不。 S;kc{?   
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。 %zVv3p:  
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。 DEuW'.o>  
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: p 5w g+K  
e/%Y ruzS  
template < typename Right > Y& %0 eI!  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const 3hjwwLKG$  
Right & rt) const qWK7K%-$ E  
  { v Cr$miZ  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); O\{_)L  
} IKj1{nZvDc  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 (S{c*"}2  
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。 8z v6Mx  
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。 AE~}^(G`  
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。 ?Cl"jcQ*  
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。 @K> Pw arl  
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? bm|8Jbsb&  
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: NsK>UJ'  
x/v+7Pt_  
template < class Action > 1z!Lk*C)  
class picker : public Action \}c50}#0  
  { p8bTR!rvz  
public : -I<`!kH*  
picker( const Action & act) : Action(act) {} G9%4d;uFT  
  // all the operator overloaded C*zdHzMj  
} ; I#%-A  
cVi CWc2  
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。 VNfx>&`  
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: oZw#Nd   
(CwaO m{g  
template < typename Right > YkbLf#2AE|  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const $80/ub:R  
  { P]^] T}5  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); H%V[% T4=  
} =2 5 "q Jr  
m\Nc}P_"p  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > M1\/ueOe  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 }Qo8Xps  
Er`PYE J  
template < typename T >   struct picker_maker 0cVXUTJ|W  
  { 7 |A,GH  
typedef picker < constant_t < T >   > result; s"Wdbw(O'  
} ; p5ihuV,   
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > /vKDlCH*  
  {  }P#gXG  
typedef picker < T > result; GW#Wy=(_  
} ; 0>Nq$/!  
;E_{Zji_e  
下面总的结构就有了: N\$6R-L  
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。  73X]|fy  
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。 ; o=mL_[  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 it@s(1EO#  
至此链式操作完美实现。 I Cs1=  
Zl*!pQ  
c+c^F/  
七. 问题3 agzG  
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。 d29HEu  
N4 pA3~P  
template < typename T1, typename T2 > |ouk;r24V  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ,v+SD\7|  
  { E'}$'n?:  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); bC|~N0b  
} ~%ZO8X:^  
uVocl,?.L  
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: D.~t#a A  
 AHb   
template < typename T1, typename T2 > mdd~B2"el  
struct result_2 Yv)/DsSyL  
  { ] Yy Sf  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; N C& 1l]  
} ; idq= US  
TV}SKvu  
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? j(rFORT  
这个差事就留给了holder自己。 -JK+{<  
    J.*=7zmw  
x0] *'^aA  
template < int Order > Wil +"[Ge  
class holder; G[mYx[BTz  
template <> v3B ^d}+.  
class holder < 1 > 7RZ7q@@fgh  
  { ?w+T_EH  
public : R?(j#bk  
template < typename T > vzU%5,  
  struct result_1 U"Y$7~  
  { #{(rOb6H)  
  typedef T & result; MB)xL-jO  
} ; qr*/}F6  
template < typename T1, typename T2 > \n5,!,A  
  struct result_2 >HDK< 1>  
  { 1/ a,7Hl  
  typedef T1 & result; 9M6&+1XE  
} ; bFpwq#PDW>  
template < typename T > KLk37IY2\  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const G8SJ<\?  
  { `?)i/jko"  
  return (T & )r; /#a$4 }2L  
} yC -4wn*  
template < typename T1, typename T2 > C-(&zwj?!  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const jH8F^KJM[  
  { tP\Utl-0  
  return (T1 & )r1; +$%o#~  
} w/&#UsEIr  
} ; ~9{.!7KPc  
~[C m#c  
template <> 0wx`y$~R  
class holder < 2 > a^22H  
  { uwbj`lpf  
public : 7L!k9"X`0F  
template < typename T > 0P|WoC X  
  struct result_1 "m!Cl-+u  
  { js{ RaR=  
  typedef T & result; NTV0DkX  
} ; `0L!F"W  
template < typename T1, typename T2 > xd* kNY  
  struct result_2 /as1  
  { 1&dWt_\  
  typedef T2 & result; }{[F+|\>,e  
} ; `8L7pbS%,Q  
template < typename T > noacnQ_I$  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 3+)i23[4=\  
  { 4FYws5]$  
  return (T & )r; :5ji.g* 0  
} hE>Mo$Q(  
template < typename T1, typename T2 > +;vfn>^!b  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const -G{}8GM  
  { 5[0n'uH  
  return (T2 & )r2; SW bwD/SN  
} -Z  @cj  
} ; /@0wbA  
.uhP (  
[ z?<'Tj  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 #SO9e.yhI  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: NbSwn}e_  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: d8av`m  
myH#.$=A  
return l(i, j) = r(i, j); N O'-HKHj  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) KX{S8_  
7dAa~!/(  
  return ( int & )i; ^!=+$@<  
  return ( int & )j; {4 *ob@w*  
最后执行i = j; D{ c`H}/`  
可见,参数被正确的选择了。 6%:N^B=%}  
^"l4   
gQ& FO~cr  
kFeuKSa^d  
@zE_fL  
八. 中期总结 ]  OR ]  
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: p=T]%k*^h#  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 )abo5   
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 QH;1*  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor V0"UFy?i  
[5>0om5  
+[:}<^p?cG  
hV_0f_Og  
7u0!Q\  
EFhe``  
九. 简化 {~VgXkjsC  
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。 $kg!XT{ V  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 PbCXcs  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: F8.Fp[_tM  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 cSQvP.  
  +-*/&|^等 IX$ $pdQ  
2. 返回引用。 *SL v$A  
  =,各种复合赋值等 |K7JU^"OQ  
3. 返回固定类型。 a,!c6'QE  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool)  ^~?VD  
4. 原样返回。 7\<#z|  
  operator, 3}2'PC  
5. 返回解引用的类型。 ~#N^@a  
  operator*(单目) *o`bBdZ  
6. 返回地址。 c[f  
  operator&(单目) \f05(ld  
7. 下表访问返回类型。 UJ2Tj+  
  operator[] gCW.;|2  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 wYPJji D  
  operator<<和operator>> [PdatL2  
@ITJ}e4  
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。 z1*8 5?  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ?=$a6o  
Yc&yv  
template < typename Left > 8N'[ )Jw  
struct value_return 0PjWfM8%  
  { twq!@C  
template < typename T > LY-fp+  
  struct result_1 b[%sKl  
  { K]1A,Q  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; )\8l6Gw  
} ; q{nNWvL  
%@Bl,!BJ,  
template < typename T1, typename T2 > )k&<D*5s  
  struct result_2 !"Jne'f  
  { g:7S/L0]  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; oYG9i=lZ  
} ; z1{kZk  
} ; /PafIq  
9LI #&\lba  
Rt}H.D #  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait .y\j .p  
C4Z}WBS(  
下面我们来剥离functor中的operator() SxI='z_S.f  
首先operator里面的代码全是下面的形式: $WED]X@X!  
?);6]"k:3  
return l(t) op r(t) &`Oj<UyJY  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ;'~U5Po8  
return op l(t) gdPv,p19L  
return op l(t1, t2) fkbHfBp[(A  
return l(t) op t6(LO9Qc  
return l(t1, t2) op 3#<b!Yz  
return l(t)[r(t)] ^cs:S-s  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] S:aAR*<6  
q~]S5  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: {]BPSj{B  
单目: return f(l(t), r(t)); R/Y9t8kk  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 6[b'60CuZL  
双目: return f(l(t)); .0+=#G>  
return f(l(t1, t2)); -}#=L@  
下面就是f的实现,以operator/为例 awxzP*6  
ur7sf$  
struct meta_divide n,/eT,48`  
  { =;A p+}  
template < typename T1, typename T2 > Hz~?"ts@;  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) :59fb"^$  
  { g^ .g9"  
  return t1 / t2; w*#B_6bG  
} 14>WpNN  
} ; }%2hBl/  
`s1>7XWf  
这个工作可以让宏来做: %:Mi6 sR|  
9n9Z  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ R<(kiD\?]  
template < typename T1, typename T2 > \ wzX(]BG  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; R. :~e  
以后可以直接用 E/+H~YzO  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 9lXjB_wG>  
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 >2v UFq`H  
(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。。。) VgGMlDl  
d ?Uj3G  
p6S{OUiG  
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 eV(nexE  
.kwz$b+h  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > }OZut!_  
class unary_op : public Rettype nUb0R~wr$G  
  { OeMI  
    Left l; 9d kuvk}:  
public : ?OjZb'+=K  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} vtx3a^  
G42J  
template < typename T > }`fFzb  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const SfTTB'9  
      { Z01BzIsR  
      return FuncType::execute(l(t)); K<3,=gL9[  
    } n1XJ uc~  
3bK.8  
    template < typename T1, typename T2 > Q' b@5o  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const b6(LoN.  
      { qe/dWJBa  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); [KcF0%a  
    } o,NTI h  
} ; 7=3'PfS  
S"=y >.#  
S[zETRSG  
同样还可以申明一个binary_op SH ow~wxw  
<Pn]{N  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ]`+J!G,  
class binary_op : public Rettype Ty&Ok*  
  { @"h @4q/W  
    Left l; W^e"()d/Z  
Right r; f[ 'uka.U  
public : Qr.SPNUFK  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} q9 S V<qg  
%VH{bpS|i:  
template < typename T > )swu~Wb}U@  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 8el\M/u{  
      { E\Qm09Dj`<  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); D[H #W[  
    } 'g5 Gdn  
-prc+G,qyp  
    template < typename T1, typename T2 > xfzGixA  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ;z1\n3,  
      { ?9Hs,J  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); >OxSrc@A  
    } b[/uSwvi  
} ; EP'I  
{t%Jc~p{  
dbsD\\,2%N  
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 "?HDv WP=w  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 vT=?UTq  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) y_:~  
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。 $ S'~UbmYU  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! A. 5`+  
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。。。 '$0~PH&  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ]jRaR~[UN  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) ExxD w_VGT  
下面是修改过的unary_op &;2@*#,  
'DdR2  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > Yw6^(g8  
class unary_op PRi1 `% d  
  { #a+*u?jnnL  
Left l; oYmLJzCf  
  =\FV_4)  
public : ym*oCfu=  
|aX1PC)o_  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} i"RBk%  
SL$ bV2T  
template < typename T > lF#p1H>\  
  struct result_1 YIn H8Ex  
  { J/xbMMb   
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ),rd7GB>  
} ; p*C|kEqk  
SCL8.%z D  
template < typename T1, typename T2 > De`p@`+<#~  
  struct result_2 Bm$(4  
  { 5Z_7Sc  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 1+ib(MJ<:#  
} ; :cA%lKg  
3aUWQP2  
template < typename T1, typename T2 > TfnBPO  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const rE?Fp  
  { *-`-P  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ~]V}wZt>h  
} d1BE;9*/7  
TsF>Y""*M  
template < typename T > "pMx(  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Kd!.sB/%  
  { yOswqhz  
  return OpClass::execute(lt(t)); cnraNq1  
} C3:CuoE X  
U["-`:>jfp  
} ; _ K Ix7  
YT~h1<se  
x%RG>),U  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug L+D9ZE]  
好啦,现在才真正完美了。 W|CZA  
现在在picker里面就可以这么添加了: >m+Fm=  
@8eQ|.q]Q  
template < typename Right > !]C=5~B BI  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const "ph<V,lg  
  { W )jtTC7  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ,X}Jpi;/  
} uD4j.%  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 s"JD,gm$  
hl$X.O  
svvl`|n%  
czg9tG8  
RdqB^>X  
十. bind *!MMl]gU?  
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。 F3e1&aK6{  
先来分析一下一段例子 mlix^P  
 `6xr:s  
@hwe  
int foo( int x, int y) { return x - y;} g\]~H%2 ,  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 "cz'|z`  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 @! {Y9k2  
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。 Q N]y.(S)y  
我们来写个简单的。 <j}A=SDZ)  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: UvF5u(o  
对于函数对象类的版本: xG WA5[YV  
}fJLY\  
template < typename Func > `8/D$  
struct functor_trait %%sJ+)  
  { K$KVm^`  
typedef typename Func::result_type result_type; 5m2f\^U  
} ; yJ4ZB/ZQ  
对于无参数函数的版本: k}0b7er=R  
8/k"A-m  
template < typename Ret > Z(I=K BI  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 6aKfcvf &  
  { B  
typedef Ret result_type; Z;y(D_;_  
} ; 5x"eM=  
对于单参数函数的版本: z/,&w_8,:  
K%ptRj$  
template < typename Ret, typename V1 > mXs.@u/  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > g OK   
  { G|YNShK4=9  
typedef Ret result_type; s_}`TejK  
} ; 8.:WMH`  
对于双参数函数的版本: C6'K)P[p  
a}Z+"D  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > @{"?fqo  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > E>iN>  
  { :$*@S=8O  
typedef Ret result_type; c2gi 3  
} ; x~Dj2 F]  
等等。。。 _2TL>1KZt  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 82iFk`)T  
@'<=E AXe  
template < typename Func > Xe&p.v  
struct func_return IN75zn*%  
  { h[mJ=LIrg  
template < typename T > 03c8VKp'p  
  struct result_1 M!aJKpf  
  { >Ptu-*  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 6Yl+IP];i  
} ; pI_dV44W  
c:[ ZknnCe  
template < typename T1, typename T2 > ( k,?)  
  struct result_2 Y]tbwOle  
  { =*R6 O,  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; hd]ts.  
} ; a7685Y  
} ; 0Py*%}r1  
"n_X4e+18P  
^GlzKl   
最后一个单参数binder就很容易写出来了 fW[ .Q0  
d^f rKPB  
template < typename Func, typename aPicker > rsq?4+\  
class binder_1 \!xCmQ  
  { o7s!ti\G  
Func fn; :a^/&LbLm  
aPicker pk; o{hX?,4i  
public : - AU{Y`j  
U(LLIyZv  
template < typename T > }m'n1tm;  
  struct result_1 Z&79: 9=#>  
  { K:^0*5Y-k  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; \Hdsy="Dnh  
} ; 91]sO%3  
X`1R&K;z^  
template < typename T1, typename T2 > ,ga6   
  struct result_2 p!5'#\^f  
  { On54!m  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; XMiu}w!  
} ; Bhv$   
Rw|'LaW  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ]jYFrOMy4S  
l&}}Io$?@  
template < typename T > x H&hs$=  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const PfZS"yk  
  { #=VYq4B=  
  return fn(pk(t)); 78Du  
} tU5uL.( O  
template < typename T1, typename T2 > kY @(-  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const |JP19KFx'B  
  { |Fi5/$S.  
  return fn(pk(t1, t2)); <N1wET-  
} DzQ  
} ; L,[Q{:CS  
j:xC \b47"  
[:FiA?O]  
一目了然不是么? #c5jCy}n  
最后实现bind ?3p7MjvZ  
76wNZv) 9  
A4'5cR9T!  
template < typename Func, typename aPicker > 5nUJ9sqA  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) z9*e%$+S  
  { 7/ ?QZN  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); h%krA<G9  
} IHYLM;@L  
jx]P:]  
2个以上参数的bind可以同理实现。 Y}1c>5{bE  
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。 @phVfP"M  
G[A3H> >  
十一. phoenix %VH,(}i  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: aPVzOBp  
sVK?sBs]  
for_each(v.begin(), v.end(), USEb} M`  
( Fq@o_bI  
do_  L23}{P  
[ $[A\i<#  
  cout << _1 <<   " , " mAtqF %V  
] viG,z4Zf  
.while_( -- _1), /\c'kMAW!  
cout << var( " \n " ) L%T(H<G  
) 4P&2Z0  
); !g9k9 l  
RqtBz3v  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: I I+y  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor D&" D[|@  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 yGdX>h  
那么我们就照着这个思路来实现吧: + cfEyiub  
`8ac;b  
O\ZC$XF  
template < typename Cond, typename Actor > t$18h2yOL  
class do_while N2v/<  
  { -GA F>  
Cond cd; }/F$73Xd  
Actor act; @kWL "yy,  
public : YV<y-,Io  
template < typename T > kh5a>OX  
  struct result_1 D\AVZ76F1  
  { a%T`c/C  
  typedef int result_type;  X0VS a{  
} ; h0'*)`;z  
.eR1\IAm  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} @-'a{hBR  
L"qJZU  
template < typename T > 5To@d|{  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const eQuu\/z*H  
  { jYHnJ}<  
  do YYv0cV{E  
    { <+_XGOt0<  
  act(t); p~ b4TRvA6  
  } {^WK#$]  
  while (cd(t)); fF(2bVKP:  
  return   0 ; +/~]fI  
} 9D T<  
} ; b=,B Le\  
m/KaWrw/)  
J~m$7T3Af  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().  U?*zb  
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。 ipu!{kJ  
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。 ~_\Ra%  
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。 rH3U;K!  
下面就是产生这个functor的类: [';o -c"!  
T$5wH )<  
!8H0.u rw  
template < typename Actor > n<.7tr0f\  
class do_while_actor ;@wa\H[3v2  
  { Zhfp>D  
Actor act; >jW**F  
public : &C9IR,&  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} |_;kQ(,  
O[ma% E*0  
template < typename Cond > I-]G{  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; -9b=-K.y  
} ; =Z\q``RBy  
.]v>LsbhF  
T lXS}5^  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 h4hAzFQ.s  
最后,是那个do_ [V'c  
LT%~C uf  
Y&6jFT_  
class do_while_invoker 9xQ|Uad+%  
  { @]Jq28  
public : uw+nll*W%  
template < typename Actor > Z",0 $Gxu  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const REh"/d  
  { F*k =JL  
  return do_while_actor < Actor > (act); k79OMf<v  
} | .jWz.c  
} do_; n {?Du  
(HAdr5  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 8-;.Ejz!\A  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 w7 MRuAJ4  
最后来说说怎么处理break和continue $_<[kci %  
显然break的语义超出了我们的能力范围,然而却是有一个东西很适合模拟其行为,那就是异常。 @K"$M>n$Z  
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:
10+5=?,请输入中文答案:十五