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
  • 3468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 cL %eP.  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 'e))i#/VF  
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, };(2 na  
1%.CtTi  
~O;?;@  
cCtd\/ \  
  class filler  qzD  
  { K(mzt[n(  
public : C/"Wh=h6  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ORo +]9)Yv  
} ; tchpO3u,  
MoC/xF&  
NnZ_x>R  
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: :v-,-3AG  
mX SLH'  
bxz6 >>  
tG,xG&  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); YcaLc_pUx  
_#UhXXD  
z<"\I60Fe  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 U,/9fzgd  
;hDIoSz  
$>~4RXC  
mpCKF=KL.  
二. 战前分析 mnMY)-6C  
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。 #|xj*+)H  
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 ]=^NTm,  
z81`Lhg6  
%c c<>Hi  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); wd:SBU~f5*  
  /* --------------------------------------------- */ vP<8 ,XG  
vector < int *> vp( 10 ); \]/ 6>yT  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); !ImtnU}  
/* --------------------------------------------- */ G_p13{"IM  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); \U`rF  
/* --------------------------------------------- */ C"}]PW  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); /Bnh%6#ab  
  /* --------------------------------------------- */ & V/t0  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 8-vNXvl  
/* --------------------------------------------- */ 0.Nik^~  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); p)Q='  
FCr>$  
 b|h`v  
g|3FJA/  
看了之后,我们可以思考一些问题: zQ eXN7$  
1._1, _2是什么? @h\u}Ee  
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。 zI>,A|yy  
2._1 = 1是在做什么? CI?M2\<g  
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。 D #twS  
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。 I'uRXvEr7  
DCtrTX  
8J7<7Sx  
三. 动工 d 'wWj  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: T xwZ3E  
s2+s1%^Ll  
H"g p  
,e>N9\*  
template < typename T > (OK;*ZH+T@  
class assignment G0h7MO%x  
  { bl B00   
T value; OGO4~Up  
public : $5l=&  
assignment( const T & v) : value(v) {} T%:W6fH7  
template < typename T2 > <N;HB&mr  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } B1gBvss  
} ; RIl+QA  
A0Hsd  
C}GOwvAL>  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 H]W59-{a  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ('p~h-9Vi  
ny~~xQ"  
wg,w;Gle  
<[GkhPfZ  
  class holder -i?-Xj#%  
  { |q\:3R_0  
public : S-6 %mYf  
template < typename T > :u53zX[v  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const Q<pL5[00fD  
  { 6jtnH'E/  
  return assignment < T > (t); Ol]+l]  
} {^ ^)bf|1'  
} ; @ (A[H^E  
`=3:*.T*  
4jl-?  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: Ik4U+'z6  
ON=6w_  
  static holder _1; Hi<5jl  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 "M.vu}~>  
cA4xx^~  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 7].FdjT.  
而不用手动写一个函数对象。 LY^pmak  
Hh8)d/D  
v5GV"qY  
9IC|2w66  
四. 问题分析 v9OK <  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 5}4r'P$m:  
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。 xV4 #_1(  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 dw!cDfT+  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 i7w>Nvj]  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 sc^TElic  
7x^P74  
五. 问题1:一致性 58Fan*fO  
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?| +mN]VO*y  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 -P<e-V%<  
PSQ5/l?\>  
struct holder k/yoRv%  
  { Hinz6k6!  
  // viT/$7`AI  
  template < typename T > 8I'c83w  
T &   operator ()( const T & r) const <O cD[5  
  { G~I@'[ur  
  return (T & )r; IgOo2N"^l  
} iC`K$LY4W  
} ; !e >EDYbY  
/JfRy%31  
这样的话assignment也必须相应改动: --S2lN/:T  
z5v)~+"1  
template < typename Left, typename Right > V\"x#uB  
class assignment m]$!wp  
  {  T^ ^o  
Left l; S& % G B  
Right r; %klC& _g~_  
public : nTweQ  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} #s)Wzv%OX  
template < typename T2 > FaC;vuSpy  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } /,z4tf  
} ; R*D0A@  
'8v^.gZ  
同时,holder的operator=也需要改动: ~JsTHE$F  
Ax4nx!W,   
template < typename T > '@h5j6:2  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const Bg*Oj)NM  
  { }^;Tt-*k  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); %+U.zd$  
} #]'#\d#i  
3PLv;@!#j}  
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。 "]81+ D  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 HgP9evz,0  
t3.;W/0_  
return l(rhs) = r; aCe<*;b@  
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<Rm9tZ8  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:  h+Dp<b  
(7G5y7wI"  
template < typename Tp > y1!c:&  
class constant_t C&b^TLe  
  { ika/ GG  
  const Tp t; GQOz\ic  
public : v_PhJKE  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 8o-*s+EY"&  
template < typename T > {1.t ZCMT  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const z!quA7s<]  
  { :[oFe/1K!4  
  return t; s88lN=;  
} x8xSA*@k  
} ; _ 6"!y ]Q  
_Kg:jal  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 y|1,h}H^n  
下面就可以修改holder的operator=了 (-tF=wR,W  
Q=[A P+  
template < typename T > <GI{`@5C  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ~{hcJ:bI  
  { _6v|k}tW'Y  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); <o8j+G)K#  
} ^b=9{.5  
\Jr ta  
同时也要修改assignment的operator() @bQf =N+  
1-4iy_d  
template < typename T2 > ,rT62w*e  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } wiXdb[[#  
现在代码看起来就很一致了。 8_6\>hW&  
e#MEDjm/)g  
六. 问题2:链式操作 $bRakF1'S  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 )'BuRN8  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 w~A{]s{ 4  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 dHV3d'.P  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 &R:$h*Wt|  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct B:om61Dn  
`x2Q:&.H`  
template < typename T > (5y+g?9d;  
struct result_1 -NW7ncB|  
  { Z&gM7Zo8  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; L|Zja*  
} ; ,*SoV~  
c=iv\hn  
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: kGsd3t!'  
hce *G@b  
template < typename T > v`ckvl)(C  
struct   ref b13XHR)0  
  { 3[plwe  
typedef T & reference; 1'wwwxe7  
} ; u-g2*(ZT  
template < typename T > O`_!G`E  
struct   ref < T &> zWYm* c"n\  
  { WZ @/'[  
typedef T & reference; @~v |t{G  
} ; T2-n;8t  
zi7,?bD  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: al<[iZ  
6KuB<od  
template < typename T > cs[_5r&:  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ,;LxFS5\  
  { t .*z)N  
  return l(t) = r(t); +.gM"JV  
} RN(>37B3_  
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。 TxL;qZRY ^  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 CPssk,q~C  
}!=}g|z#|  
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 qP6 YnJWl  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: q 65mR!)  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 "L'0"  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 \8v{9Yb  
最后的布局是: &VG|*&M  
                Add *"4d6  
              /   \ dLb9p"EE#  
            Divide   5 \mRRx#-r%  
            /   \ Y0`@$d&n  
          _1     3 nA:\G":\y  
似乎一切都解决了?不。 GRV#f06  
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。 Y)*5M  
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。 W`HO Q  
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: oG5 :]/F  
q3a`Y)aVB  
template < typename Right > tHlKo0S$0  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const 4 [2^#t[  
Right & rt) const R%)ZhG*  
  { 6[g~p< 8n}  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); XRi/O)98o  
} \*{tAF  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 IR ; DdF  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 o4I&?d7;"  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 |DAe2RK  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 > <cK  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 1<Fh aK  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? 2 MFGKzO  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: *~b3FLzq  
n3w(zB  
template < class Action > ?' F>DN  
class picker : public Action "Uy==~  
  { sU>!sxW  
public : )Ih '0>=  
picker( const Action & act) : Action(act) {} LwDm(gG  
  // all the operator overloaded &w@~@]  
} ; fAMJFHW  
e_3KNQ`kA  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 L@> +iZSO  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: HF@K$RPK  
3,qq\gxB  
template < typename Right > _2*Ryz  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const moO=TGG;F  
  { @Y2"=QVt  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); JN;92|x  
} *Jd,8B/hC  
<YU+W"jQT  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > -~z]ut<Z  
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。 >y<yFO{  
P $4h_dw  
template < typename T >   struct picker_maker vwZd@%BO  
  { 56!>}!8!  
typedef picker < constant_t < T >   > result; -]=-IiC#  
} ; rN3i5.*/t  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > sDV*k4  
  { utk'joo  
typedef picker < T > result; Vg1! u+`<  
} ; _ PC}`Y'&  
=Rnx!E  
下面总的结构就有了: wm@ />X  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 1S !<D)n  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 ,>-Q#  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 Zkn$D:  
至此链式操作完美实现。 iy&*5U  
:/e= J  
v` 9^?Xw)  
七. 问题3 A/kRw'6  
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。 "m^whHj  
[kc%+j<g  
template < typename T1, typename T2 > z?C;z7eT  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const p)M\q fZ  
  { _;*|"e@^  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); =}@m$g  
} }hT1@I   
z!09vDB^  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: '8g/^Y@  
k:(i sKIA  
template < typename T1, typename T2 > B Z:H$v  
struct result_2 @&f3zq  
  { "z+Z8l1.  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; Ve<3XRq|8  
} ; F">>,Oc)U"  
<,S0C\la=  
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? !*8x>,/>  
这个差事就留给了holder自己。 mPHn &4  
    %y zFWDg  
C#]%  
template < int Order > ;0}8vs  
class holder; ,}&E=5MF\  
template <> %SV"iXxY  
class holder < 1 > % I]?xe6  
  { y]OW{5(  
public : x~."P*5  
template < typename T > B7Um G)C  
  struct result_1 h-VpX6  
  { q9n0bw^N  
  typedef T & result; }`/wj  
} ; )N QtjB$  
template < typename T1, typename T2 > [,_M@g3  
  struct result_2 :j/PtNT@  
  { C7=Q!UK`\  
  typedef T1 & result; M4a- +T"  
} ; ,j~ R ^j  
template < typename T > b@ J&jE~d  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const rQNT  
  { m,n V,}@J  
  return (T & )r; T W?O  
} rN|c0N  
template < typename T1, typename T2 > SU, t,i  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 7pNTCZY|  
  { ?i4}[q  
  return (T1 & )r1; 06bl$%  
} +4emkDTdR  
} ; x{io*sY-  
x>Ah4a d  
template <> \K 01 F  
class holder < 2 > sV7dgvVd  
  { nbYkr*: "t  
public : H3 _7a9  
template < typename T > FAu G`zu  
  struct result_1 an3HKfv  
  { T6f{'.w  
  typedef T & result; 6Rn_@_Nn)f  
} ; $;*YdZ`q  
template < typename T1, typename T2 > . FT*K[+ih  
  struct result_2 n<:/ X tE  
  { #)%N+Odnr  
  typedef T2 & result; :>lica_  
} ; WfVkewuPo  
template < typename T > iL1.R+  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const /2oTqEqaV  
  { vCwDE~  
  return (T & )r; ?,r bD 1  
} "fLGXbNQ  
template < typename T1, typename T2 > [d!C6FT  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const /qF7^9LtaY  
  { O?@1</r^  
  return (T2 & )r2; {xt<`_R  
} yy?|q0  
} ; ] K7>R0  
?Gl'-tV  
EU,4qO  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 6<H[1PI`,G  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:  e4NT  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: @6GM)N\{[  
@u/<^j3Q  
return l(i, j) = r(i, j); 1G|Q~%cv  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) XzQ=8r>l  
Xj$J}A@  
  return ( int & )i; |aN0|O2  
  return ( int & )j; CTtF=\  
最后执行i = j; G;Y,C<)0k  
可见,参数被正确的选择了。 SPsq][5eR  
l3}n.ODA  
\{da|n -  
P<kTjG  
n:he`7.6O  
八. 中期总结 tH:ea$A  
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: #s1M>M)  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ;JFE7\-mC  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 NpD}7t<EF  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor GT%V,OJ  
MvY0?!v  
oKt<s+r  
X5wS6v)#(  
?9vBn  
uGl0z79  
九. 简化 *wp'`3y}  
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。 !U>"H8}dv  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 1s\10 hK1c  
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: /db?ltb  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 (uOW5,e7  
  +-*/&|^等 O)Nt"k7 b  
2. 返回引用。 fokT)nf~^8  
  =,各种复合赋值等 |k&.1NkZ  
3. 返回固定类型。 t@.gmUUA  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 7OtQK`P"A  
4. 原样返回。 `P/*x[?  
  operator, h9+ylHW_cp  
5. 返回解引用的类型。 G !1- 20  
  operator*(单目) f'FY<ed<w  
6. 返回地址。 V@>?lv(\  
  operator&(单目) NJUYeim;  
7. 下表访问返回类型。 -f9M*7O<gf  
  operator[] K?[pCF2C  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 [tMf KO  
  operator<<和operator>> + y.IDn^  
,_rarU)[J  
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。 =La}^  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: )[oU|!@  
*BXtE8 BU  
template < typename Left > $%r|V*5  
struct value_return 6xL=JSi~  
  { 0y;&L63>T  
template < typename T > #j-,#P@  
  struct result_1 2+=|!+f  
  { HC{|D>x.  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; />ob*sk/Y  
} ; .?I!/;=[  
iZMsN*9[  
template < typename T1, typename T2 > 9^a>U(,  
  struct result_2 k|A!5A2  
  { ]Vb#(2<2  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; =V5.c+  
} ; .yTk/x ?  
} ; sF+0v p  
Nr`nL_DQ  
%- A8`lf<  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 2)j\Lg_M  
1.,mNY^UN  
下面我们来剥离functor中的operator() d`~#uN {  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 1xguG7  
c+a f=ac  
return l(t) op r(t) f{AgKW9"  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ,dVCbAS@  
return op l(t) c6c^9*,V  
return op l(t1, t2) ''5%5(Y.r  
return l(t) op ~Y'e1w$`  
return l(t1, t2) op m6;Xo}^w  
return l(t)[r(t)] o B6" D  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] /#:RYM'Tu  
?G?=,tV  
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: |Y'$+[TE  
单目: return f(l(t), r(t)); K6Gc)jp:b  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 3~cOQ%#]4  
双目: return f(l(t)); A^K,[8VX  
return f(l(t1, t2)); M%B[>pONb7  
下面就是f的实现,以operator/为例 'oT}jI  
SAH\'v0  
struct meta_divide h.?[1hT4R  
  { "L8V!M_e  
template < typename T1, typename T2 > >`{i[60r  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) UkqLLzL  
  { rM?D7a{q  
  return t1 / t2; mCz6&  
} 0H>Fyl2_  
} ; 7_K(x mK  
tjd"05"@:  
这个工作可以让宏来做: pM46I"  
!r LHPg  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ N\uQ-XOi  
template < typename T1, typename T2 > \ Ec\x;li! *  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; rqF PUp  
以后可以直接用 \s+MHa&  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) Q5<vK{  
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 ~zm/n,Epb  
(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。。。) ]~K&mNo  
<rC#1wR4  
wP8R=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  ]Ea7b  
JxLH]1b  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > i*^K)SI8  
class unary_op : public Rettype RChY+3,L)  
  { ,gOQI S56  
    Left l; ;etQ  
public : YAPD7hA  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 0l:5hD,)F  
I"!gzI`Sd  
template < typename T > OeAPBhTmFj  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const )/U1; O  
      { I L\mFjZ'  
      return FuncType::execute(l(t)); i&HV8&KygN  
    } :_aY:`  
Dw #&x/G  
    template < typename T1, typename T2 > e{} o:r  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 8 6+>|  
      { DA wzXsx  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); }2 r08,m  
    } :5*<QJuI#A  
} ; 6=g7|}  
vJCL m/}*  
sY6'y'a95  
同样还可以申明一个binary_op ho20> vw#  
= ]@xXVf/  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > )/ZSb1!  
class binary_op : public Rettype ZF t^q /pw  
  { F0JFx$AoD  
    Left l; ]OrFW4tiE  
Right r; r{TNPa6!  
public : x$Oz0[  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} )KuvG:+9W  
f2u2Ns0Ym  
template < typename T > \\lC"Z#J`  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const R:xmcUq} (  
      {  vXvV5Oq  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); .Ep3~9TBW  
    } -J30g\  
FG H>;H@  
    template < typename T1, typename T2 > Jzdc'3dq  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 6~8 RFf"  
      { *]eZ Y  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); q kKABow  
    } TkBBHg;  
} ; y2U:( H:l!  
?qbp  
bn`zI~WS  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 RnrM rOh  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 j<KC$[Kt  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) I;v`o{  
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。 OZ" <V^"`  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! **q/'K  
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。。。 %PS-nF7v  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 !kcg#+s91  
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) FSmi.7  
下面是修改过的unary_op @Y,F&8a$  
uqUo4z5T  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > Z:v1?v  
class unary_op _UBI,Dg]  
  { '=H^m D+gl  
Left l; qck/b  
  vck$@3*  
public : ) G{v>Z ,  
3XnXQ/({  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} $"8k|^Z3  
w!}1oy  
template < typename T > 6a?y $+pr  
  struct result_1 (*RybKoaA  
  { l(5-Cr  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; t0>{0 5  
} ; yd72y'zi  
Wj:QC<5 v  
template < typename T1, typename T2 > a  98  
  struct result_2 ' XF`&3 i  
  { *[H+8/n_  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; XOCau.#  
} ; Q]wM/7  
wuzz%9;@B  
template < typename T1, typename T2 > XNU qZ-M :  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const [&CM-` N  
  { a~* V  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); hwzUCh 5!  
} g#4gGhI  
iy]}1((hR  
template < typename T > $3TTHS o  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const i .N1Cvp&  
  { !_9$[Oq~  
  return OpClass::execute(lt(t)); h)rf6*hw  
} i6d$/ yP"  
UTQKlwPa  
} ; HD{`w1vcN  
k&/ )g3(N(  
IDh`0/i]  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug qN[7zsaj  
好啦,现在才真正完美了。 N%f!B"NQ  
现在在picker里面就可以这么添加了:  nvPE N  
D-GU"^-9  
template < typename Right > `#rfp 9w  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const &HK s >  
  { j7 =3\SO  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); LJwMM  
} M0SH-0T;Z  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 pV6HQ:y1  
4w( vRe  
IxZ.2 67  
n\-_i2yy  
^\&g^T%  
十. bind DOVX$N$3  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 D:E~yh)$-  
先来分析一下一段例子 (AG  
r^t{Ii ~  
1N!g`=}  
int foo( int x, int y) { return x - y;} cN7z(I0[  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 ;q; C ^l  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 8-a6Q|   
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。 uX +<`3O  
我们来写个简单的。 6I.mc  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: n[Iu!v\/*  
对于函数对象类的版本: 3Jm'q,TC  
n2 mw@Ay!  
template < typename Func > ox_h9=$-  
struct functor_trait r.b6E%D  
  { 7J;~ &x  
typedef typename Func::result_type result_type; Tud1xq  
} ; y,?G75wij  
对于无参数函数的版本: J md ?  
`b")Bx|  
template < typename Ret > b8Rh|"J)d  
struct functor_trait < Ret ( * )() > : W^\ mH  
  { =>0M3 Qh{  
typedef Ret result_type; S<3!oDBs  
} ; wDSUMB<?  
对于单参数函数的版本: m"( d%N7  
{[5L96RH%  
template < typename Ret, typename V1 > SP*JleQN  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 'ZH<g8:=@  
  { iM|"H..  
typedef Ret result_type; =)- Q?1q  
} ; $Oe58  
对于双参数函数的版本: ^:!(jiH  
@xm~T|[7  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > g#b u_E61B  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > X$ B]P 7G7  
  { H='9zqYZ<W  
typedef Ret result_type; GHJ=-9{YL  
} ; < mK  
等等。。。 ' ?G[T28  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ,(0XsBL  
^T&u!{82j  
template < typename Func > .x!7  
struct func_return StZRc\k  
  { >3`ctbe  
template < typename T > nqxq@.L2  
  struct result_1 BgWz<k}5M  
  { e#6&uFce  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 5uV"g5?w  
} ; vvsNWA  
X c2B2c  
template < typename T1, typename T2 > !^l4EL5#  
  struct result_2 RpXs3=9  
  { nn)`eR&  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; #1't"R+3M  
} ; cCh5Jl@Z  
} ; an=+6lIl  
lDJd#U'V  
a^XTW7]r  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 # 5f|1O  
wEfz2Eq  
template < typename Func, typename aPicker > C*s0r;  
class binder_1 " T a9  
  {  LbV]JP  
Func fn; %V%#y $l  
aPicker pk; JQ@`EV9,  
public : F%.9f Uo  
v!#`W  
template < typename T > B!r48<p  
  struct result_1 pl#o!j(i  
  { ^wO_b'@v  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; UJz4>JF  
} ; 1&% d  
Y!a+#N!  
template < typename T1, typename T2 > a0?iR5\  
  struct result_2 t$y&=v  
  { q3x;_y^  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Q}Ze-JIL$  
} ; XJJ[F|k~  
V"7<[u]K|  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} < R|)5/9  
7z g)h  
template < typename T > _ 7BF+*T  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const g^z5fFLg/8  
  { Tw}?(\ya  
  return fn(pk(t)); D0#T-B\#  
} @7Rt4}g  
template < typename T1, typename T2 > vz yNc'  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const urT/+deR  
  { oBRm\8 2|  
  return fn(pk(t1, t2)); 8tV=fSHd  
} v#:+n+y\z  
} ; w%8ooQ|C  
Krp <bK6  
Zr.\`mG4f  
一目了然不是么? vNC$f(cQ  
最后实现bind h{W$ fZc<  
Y|m_qB^_  
qD(fYOX{C  
template < typename Func, typename aPicker > rysP)e  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) )e|$K= D  
  { k+WO &g*|  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); *#Lsjk~_-  
} G>=9gSLM  
W( &Go'9e"  
2个以上参数的bind可以同理实现。 ^I(oy.6?=p  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 3yHb!}F  
N"YK@)*Q  
十一. phoenix n&0mz1rw  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: T .Pklty  
L9{mYA]q  
for_each(v.begin(), v.end(), ;L G %s  
( p|h.@do4   
do_ GhG%>U#&a  
[ Sl. KLc@@  
  cout << _1 <<   " , " BaWQ<T8p8  
] 60hNCVq%  
.while_( -- _1), P\q<d  
cout << var( " \n " ) R<n8M"B  
) u8-a-k5<  
); MtpU~c  
MiSja#"+A  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: ]5} -y3  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor +,&m7L  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 %uGleY]~  
那么我们就照着这个思路来实现吧: wO^$!zB W  
i7S>RB  
:LZ-da"QR  
template < typename Cond, typename Actor > f$1Gu  
class do_while CN\|_y  
  { K/f>f;c  
Cond cd; FF%\g J  
Actor act; OwG6i|q  
public : jzl?e[qPA  
template < typename T > aUypt(dv  
  struct result_1 .mvB99P{<  
  { x[vpoB+c  
  typedef int result_type; Smq r q  
} ; IvEMg2f}  
2YL`3cgfb  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} Q3'fz 9v  
0hrCG3k.91  
template < typename T > H!unIy|  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const M|/oFV  
  { Np.no$_  
  do Z B~l2  
    { rnnX|}J  
  act(t); "%{,T  
  } Tg"' pO  
  while (cd(t)); ZhhI@_sz  
  return   0 ; zW%>"y  
} 7))y}N:p  
} ; Q=d.y&4%  
+<pVf%u5  
nGq]$h  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). Ef2Y l  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 y]yine  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 jMN)?6$=  
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。 u|(Ux~O  
下面就是产生这个functor的类: lq:]`l,6@  
Sp 7u_Pq{  
c:=7lI  
template < typename Actor > `%$8cZ-kr  
class do_while_actor Ap11b|v  
  { GxYW4b  
Actor act; Z7JKaP9{:  
public : Of-C  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 8<YX7e  
#$LH2?)  
template < typename Cond > A5sf  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 9wAA. -"  
} ; 9.xvV|Sp  
Z8&4z.6_  
WHp97S'd  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 TNh=4xQ}  
最后,是那个do_ vTpStoUM  
X.s*>'  
yt. f!"  
class do_while_invoker 9GO}&7   
  { '#O;mBPNi  
public : 3Bejp+xX  
template < typename Actor > A/!<kp{S  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const  ci`zR9Ks  
  { ~ct2`M$TL(  
  return do_while_actor < Actor > (act); 0z<H(|  
} Rb)|66&3&  
} do_; 2$M,*Dnr  
Y^ QKp"  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? As0 B\  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 d'ZS;l   
最后来说说怎么处理break和continue q<n[.u1@  
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。 F;#zN  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八