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
  • 3827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 E>s+"y  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 BzS4:e<  
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, cZ_)'0  
(*$F7oO<  
't`h?VvL  
`;Tf_6c  
  class filler A]!0Z:{h%  
  { K1hkOj;S  
public : ,Tr&`2w  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} N_bgWQY  
} ; +]cf/_8+s  
:W0p3 6"  
xg/(  
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: 3eE=>E4,  
I}bu  
t9U6\ru  
FzX ;~CA  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); syB pF:`-W  
G^t)^iI"'  
/al56n  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 buX(mj:&  
AuQ|CXG-\  
$B-/>Rz  
`{!A1xKZ  
二. 战前分析 e-y$&[  
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。 mv99SOe[Fz  
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 9JP:wE~y  
#aL.E(%  
b5)^g+8)w  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); U\lbh;9G  
  /* --------------------------------------------- */ Ag9GYm  
vector < int *> vp( 10 ); n{!{,s  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); k_]'?f7Z  
/* --------------------------------------------- */ ^slIR!L  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); uSR%6=$  
/* --------------------------------------------- */ f4  S:L&  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 3R< r[3WP  
  /* --------------------------------------------- */ +:@^nPfHy  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); VYb,Hmm>kC  
/* --------------------------------------------- */ #).^k-  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); k*;U?C!  
zgjgEhnvU  
Xw9]WJc  
 Culv/  
看了之后,我们可以思考一些问题: B0b|+5WhR  
1._1, _2是什么? 3iw3:1RZUZ  
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。 HE+'fQ!R  
2._1 = 1是在做什么? u W,J5!  
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。 ]\fHc"/  
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。 8i] S[$Fc  
mH$`)i8  
,]0BmlD  
三. 动工 3y.+03 W  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: uxxk&+M  
=)+^y}xb  
_qPKdGoM  
\uHC9}0  
template < typename T > < !m.+  
class assignment X$;x2mz nM  
  { DtBvfYO8)>  
T value; EgG3XhfS  
public : !q$VnqFk  
assignment( const T & v) : value(v) {} f B<Qs.T  
template < typename T2 > &,{ >b[  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } m<j;f  
} ; l7T?Yx j  
k 76<CX  
olQP>sa  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ^/?7hbr  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ^"<Bk<b(  
VOj7Tz9UD  
9 D.wW  
F6 ~ ;f;  
  class holder &I ~'2mpk  
  { jl}9R]Y_2  
public : XS2/U<s d  
template < typename T > +vJ}'uR3P  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const uG'S&8i_  
  { 56YqYu.  
  return assignment < T > (t); `&x>2FJ  
} F}mt *UcMG  
} ; 38-kl,Vw  
7p'pz8n`X  
*?Wz/OJ0  
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: eptw)S-j  
sE]z.Po=  
  static holder _1; vO?sHh  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 zytW3sTZA  
[H!do$[>  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); B7qi|Fw  
而不用手动写一个函数对象。 19R~&E's  
%Qj$@.*:  
+Goh`!$Rj9  
Edc3YSg%;  
四. 问题分析 4J'0k<5S  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 eI`%J3BxR  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 p);[;S  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 g'km*EV  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 =_E$* }  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 gZ>&cju  
)RFY2 }  
五. 问题1:一致性 ,^1 #Uz8  
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?| )X*_oH=  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Z! /_H($  
ORX<ZO t1  
struct holder Qg1kF^=  
  { k=d _{2 ~  
  // !}mM"|<  
  template < typename T > d+h~4'ebv  
T &   operator ()( const T & r) const 3`3my=   
  { DV?c%z`YO  
  return (T & )r; Z *tHZ7 b  
} FN26f*/  
} ; U7zd7 O  
YJz06E1 -9  
这样的话assignment也必须相应改动: ,3G B9  
k;Qm%B  
template < typename Left, typename Right >  R'_F9\  
class assignment V@G|2ZI  
  { p+nB@fN/  
Left l; 'T|QG@q  
Right r; aY, '^S  
public : /55 3v;l<  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 'g<FL`iP  
template < typename T2 > btC<>(kl&  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } ER!s  
} ; 6~!7?FK  
R4[|f0l}s  
同时,holder的operator=也需要改动: P 2x.rukT|  
9QF,ynE  
template < typename T > Qdc#v\B  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const _w <6o<@  
  { H%>cpwa[7  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 8v^AVg  
} {9F}2 SJ  
PEtr8J$uB  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 ygV-Fv>PQ  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 `ST;";7!  
[--] ?Dr  
return l(rhs) = r; 1TN+pmc}@  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 TuwSJS7  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: bM W}.v!  
Hb$wawy<  
template < typename Tp > 1OK~*=/4  
class constant_t nl-tJ.MU"  
  { q"g4fzCD  
  const Tp t; aHle s5   
public : (iO/@iw  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} TDR#'i  
template < typename T > `LTD|0;  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const NQbgk+&wD  
  { Zqg AgN@  
  return t; RL"hAUs_1  
} :WSszak  
} ; $4CsiZ6  
]A_A4=[w  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 K;g6V!U  
下面就可以修改holder的operator=了 bFIv}c+;  
f5CnJhE|)  
template < typename T > h4>q~&Pd  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ^12}#I  
  { 2ZMVYa2%(  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); &nn+X%m9g  
} kqS_2[=]  
LaIH3!M3  
同时也要修改assignment的operator() 2\xEMec  
u,S}4p&l  
template < typename T2 > G"p rq&  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } A0uA\E4q  
现在代码看起来就很一致了。 XV<{tqa  
8&y3oxA,  
六. 问题2:链式操作 Et"B8@'P  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 [iG4qI  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 V34]5  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 \8-PCD  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 MB(l*ju0  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct + gP 4MP  
[/eRc  
template < typename T > 8IihG \  
struct result_1 E1rxuV|9  
  { sJcwN.s  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; @I0[B<,:G  
} ; E{Y)=tW[  
~f!iz~  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: x5nw/''[2  
c9xc@G!  
template < typename T > bp(X\:zAy  
struct   ref 8G p%Q  
  { 75#&hi/~  
typedef T & reference; 0RGSv!w  
} ; w^aI1M50  
template < typename T > km#Rh^  
struct   ref < T &> 3SWO_  
  { D|R,$ v:  
typedef T & reference; G~Mxh,aD$>  
} ; n42XqR  
xs3t~o3y  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: d<^o@  
.6nNqGua1  
template < typename T > +zLh<q0  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const h"+|)'*n  
  { 75t5:>"[  
  return l(t) = r(t); ZAcW@xfb  
} C'jE'B5b  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 Qk.:b  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 V$XCe  
C~aNOe WR  
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 %o9;jX  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: PE-P(T3s[8  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 {:r8X  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 h q& 2o  
最后的布局是: -P>f2It  
                Add .TTXg,8#D  
              /   \ AmmUoS\  
            Divide   5 l^ aUN  
            /   \ `CXAE0Fx  
          _1     3 3d|n\!1r  
似乎一切都解决了?不。 $5)ZaYx<  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 0au\X$)Q  
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。 )cX6o[oia  
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: Nn;p1n dN  
" %)zTH  
template < typename Right > h5?yrti  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const p;VHg  
Right & rt) const 9e|]H+y  
  { 4d*=gy%  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); TZ,kmk#  
} #D-L>7,jA  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 K8UgP?c;0  
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。 w Kq-|yf,  
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。 ZzuEw   
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。 okO^ /"  
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。 'y?(s+  
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? l}$Pv?T,2  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: FM3DJ?\L-  
=A,6KY=E  
template < class Action > ;*Cu >f7  
class picker : public Action ;(0E#hGN  
  { Nuw_,-h  
public : buRK\C  
picker( const Action & act) : Action(act) {} |\OG9{q  
  // all the operator overloaded kR0d]"dr  
} ; K)AJx"  
'o#ve72z1  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 #*[G,s#t^  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: #UcqKq  
dX0"h5v1  
template < typename Right > xsq+RBJi  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 'ju{j`b  
  { 72gQ<Si  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); { L(Q|bB  
} qn+b*4  
R~$W  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > (YbRYu  
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。 KMxP%dV/=  
Sn\S `D  
template < typename T >   struct picker_maker S?bG U8R5  
  { ab1qcQ<  
typedef picker < constant_t < T >   > result;  p=Nord  
} ; 3%<Uq%pJ  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > / ;U  
  { yB&+2  
typedef picker < T > result; F j_r n  
} ; a sDq(J`sQ  
tp='PG.6  
下面总的结构就有了: ^<8 c`k )e  
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。 [/}y!;3iXM  
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。 J Cu3,O!q  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 OIK14D:  
至此链式操作完美实现。 sbZ$h <  
gHLBtl/  
}nDKSC/[V!  
七. 问题3 zDbjWd  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 D:9/;9V  
-S]yXZ  
template < typename T1, typename T2 > e Ir|%  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const } PD]e*z{Z  
  { qW57h8M  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); a D*  
} y9?~^pTx  
/P~@__XN  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: 7Vf2Qx1_  
@(Mg>.P  
template < typename T1, typename T2 > jXEuK:exQ  
struct result_2 D"WqJcDt  
  { yub|   
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; |kwBb>V  
} ; SbNs#  
olNgtSX  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? :"+/M{qz  
这个差事就留给了holder自己。 Ih*}1D)7  
    ^goa$ uxU  
-c-#1_X5  
template < int Order > HS{a^c%  
class holder; E,I*E{nd9  
template <> Q:I2\E  
class holder < 1 > NZ(c>r6  
  { L-}>;M$Y)  
public : 2s{PE  
template < typename T > d\Xi1&&  
  struct result_1 fk%yi[  
  { 'j84-U{&)  
  typedef T & result; ]Mu + DZ  
} ; 5!2^|y4r  
template < typename T1, typename T2 > ^qL2Q*  
  struct result_2 <eU28M?\  
  { 3V]B|^S  
  typedef T1 & result; t:tT Zh  
} ; ]I9Hbw  
template < typename T > W+ tI(JZ  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const yvxdl=s  
  { +*2wGAT  
  return (T & )r; dmHpF\P5f  
} tETT\y|'  
template < typename T1, typename T2 > ^h+,Kn0@  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 90)0\i+P  
  { {C>.fg%t  
  return (T1 & )r1; % AqUVt9}  
} $x,?+N  
} ; <3dmY=  
S<"M5e  
template <> 2 s,[DC  
class holder < 2 > 0be1aY;m&  
  { ~~[Sz#(  
public : bWzv7#dd=  
template < typename T > #s JE{Tb  
  struct result_1 WVc3C-h,  
  { }q1@[ aE  
  typedef T & result; !w['@x.  
} ; <rUH\z5cP  
template < typename T1, typename T2 > k0IW,z%  
  struct result_2 Z$R6'EUb1  
  { 2j_YHv$I  
  typedef T2 & result; yjZ]_.  
} ; 5~T`R~Uqb  
template < typename T > J&4QI( b.  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 70,V>=aJ  
  { {6%vmMbJ  
  return (T & )r;  Ad)Po  
} y:Xs/RS  
template < typename T1, typename T2 > a.+2h%b  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const +]|aACt]  
  { )3<|<jwcx  
  return (T2 & )r2; WPVur{?<  
} ;K<e]RI;?  
} ; &V5[Zj|]  
g z!q  
H.EgL@;mb  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 o JC-?  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 12 HBq8o  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: %2Q:+6)  
v3|-eWet^  
return l(i, j) = r(i, j); yidUtSv=,  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) xW@y=l Cu  
<V?M~u[7f  
  return ( int & )i; hn9'M!*:O  
  return ( int & )j; fl| 8#\r  
最后执行i = j; 3`PPTG  
可见,参数被正确的选择了。 vK2sj1Hzr  
^lVZW8  
Ed[ tmaEuV  
IC&xL9  
4Q2=\-KFj  
八. 中期总结 pG?AwB~@n  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: 6<sd6SM  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 n_;qB7,,  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 )N[9r{3  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor :3`6P:^  
lSv?!2  
WP)r5;Hv`  
r|$@Wsb?#  
 pME17 af  
\7W>3  
九. 简化 b&:>v9U  
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。 VwfeaDJw  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 6*`KC)a  
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: N@D]Q&;+(T  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 r0ml|PX  
  +-*/&|^等 \]Nlka  
2. 返回引用。 $4K( AEt[  
  =,各种复合赋值等 ^(<Ecdz(  
3. 返回固定类型。 [JAHPy=+w  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) +<5q8{]Pk  
4. 原样返回。 }SL&Y`Y]  
  operator, H#pl&/+  
5. 返回解引用的类型。 D^cv 8 8<  
  operator*(单目) ks92-%;:  
6. 返回地址。 HUF],[N  
  operator&(单目) (S1c6~  
7. 下表访问返回类型。 X}T/6zk  
  operator[] N ]KS\  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 Z05kn{<a8  
  operator<<和operator>> B/"TaXVU  
L?~>eT  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 |C:^BWrU*  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: -$W#bqvz^  
V_b"^911r  
template < typename Left > { Ju  
struct value_return ckR>ps[u  
  { q18IqY*Lo  
template < typename T > j\W"P_dpd  
  struct result_1 `SDpOqfIrP  
  { q-7C7q  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 0,~f"Dyqy  
} ; R]{zGFnx  
<2b&AF{En  
template < typename T1, typename T2 > )`,||sQ  
  struct result_2 Q-A:0F&{t  
  { m\9R;$ \  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ;#'YO1`gf3  
} ; @VdkmqXz  
} ; nV/8u_  
Q7<%_a  
b&q!uFP  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait m Acny$u  
Jo%`N#jG   
下面我们来剥离functor中的operator() OS$}ej\  
首先operator里面的代码全是下面的形式: \X3Q,\H @  
?vA)F)MS   
return l(t) op r(t) h%4aL38  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) x9ll0Ht  
return op l(t) k2bjBAT  
return op l(t1, t2) ibzcO,c  
return l(t) op ALcin))+B  
return l(t1, t2) op &xhwx>C`K  
return l(t)[r(t)] '3%JhG)#  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Whoqs_Mm{  
rcq^mPdQ  
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: F~bDA~  
单目: return f(l(t), r(t)); &Hz{   
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); BZJ\tPSR  
双目: return f(l(t)); .[8! E_  
return f(l(t1, t2)); $,Eb(j  
下面就是f的实现,以operator/为例 vR"?XqgZ  
%fbV\@jDCX  
struct meta_divide CdEQiu  
  { x3>ZO.Q  
template < typename T1, typename T2 > z6IOVQ*r  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ^"dVz.  
  { ?xa70Pb{;  
  return t1 / t2; k kZ2Jxvx  
} MQc<AfW3/  
} ; RGu`Jk  
fMpxe(  
这个工作可以让宏来做: 7$"A2x   
hQeGr 2gMq  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ x/fhlf}a}=  
template < typename T1, typename T2 > \ |?cL>]t  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; @d&JtA  
以后可以直接用 1 5heLnei  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) `w6*(t:T  
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 ^ABt g#  
(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。。。) cp:U@Nh(  
VGY x(  
4,,@o  
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 C6?({ QB@  
@Ojbu@A  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > x/pX?k  
class unary_op : public Rettype @~z4GTF9i  
  { @3w6 !Sgh  
    Left l; l`bl^~xRo  
public : |Q(3rcOrV"  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} }>5R9  
(+CNs  
template < typename T > q90 ~)n?  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const HJi FlL3  
      { SHc?C&^S  
      return FuncType::execute(l(t)); Ia[4P8Z  
    } ynZp|'b?<  
bhl9:`s  
    template < typename T1, typename T2 > d[\$a4G+  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const h S 9^Bi  
      { z"D0Th`S6  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); Q\nIU7:bZ  
    } .iV-Y*3<  
} ; qOTo p-  
Ez/>3:;  
N!//m?}  
同样还可以申明一个binary_op aI\:7  
}Ip1|Gj  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > S l`F`  
class binary_op : public Rettype [ KDNKK  
  { )GKY#O09x9  
    Left l; =E$B0^_2RC  
Right r; a)8;P7  
public :  9+ A~(  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} b&*)C#7/T  
Eb7GiRT#  
template < typename T > ,_UTeW6M  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const vd [?73:C  
      { l`A e&nc6  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); `)tIXMn  
    } ja4zLf(<  
z?Cez*.h>  
    template < typename T1, typename T2 > J)EL<K$Z[  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const yf2P6b\  
      { [;Jq=G8&t  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); Ie[DTy  
    } -cWGF  
} ; vawS5b;  
wzF%R {;  
-Rwx`=6tV  
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 XFv^j SF  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 HF<h-gX  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) \b}%A&Ij  
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。 G+t=+T2m  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! &bigLe  
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。。。 $>zqCi2tB<  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 L1kA AR  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) b"nD5r  
下面是修改过的unary_op +*IRI/KUD  
#fDM{f0]R  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > /bF>cpM  
class unary_op q8}he~a  
  { !ou;yE&<,  
Left l; |zJ2ZE|  
  @V Sr'?7-  
public : Wjli(sT#-  
pV`/6 }  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ZA\;9M=  
rY M@e  
template < typename T > qJJ}, 4}  
  struct result_1 7u:QT2=&  
  { &YBZuq2?  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; %Iiu#- 'B  
} ; "-Pz2QJY  
J(SGaHm@  
template < typename T1, typename T2 > Fw8b^ew  
  struct result_2 }lP`3e  
  { qYQ vjp  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; KV! (   
} ; QZ+G2$  
&(m01  
template < typename T1, typename T2 > R7A:K]iJ5  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 0]zMb^wo  
  { !="8ok+  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); bwa*|{R  
} }D-jTZlC  
,YJn=9pTl  
template < typename T > |D_4 iFC  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const GE? \Vm  
  { /!N=@z)  
  return OpClass::execute(lt(t)); SXC 7LJm<g  
} nX\mCO4T  
yq1 G6hw  
} ; o$Y#C{wC%  
rs,'vV-2\  
sY1.z5"Mm  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug [,{Nu EI  
好啦,现在才真正完美了。 zN=s]b=/  
现在在picker里面就可以这么添加了: D G|v' #  
2%*\XPt)  
template < typename Right > 7-0j8$`  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const C{+JrHV%h  
  { ~z,qr09  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); `2]TPaWGh  
} i5|)|x3  
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。 +"1-W> HV  
} 7ND] y48  
LB[?kpy  
Ktu~%)k%  
Q3Y(K\  
十. bind `Y^l.%AZZ  
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。 LXZI|K[}k  
先来分析一下一段例子 jeB"j  
rHuzGSX54  
9 Q*:II  
int foo( int x, int y) { return x - y;} /`0>U  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 6G}4KGQc  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 7- C])9  
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。 Cs\jPh;"  
我们来写个简单的。 @sW!g;\T  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: P s<k2  
对于函数对象类的版本: @yC3a)=$L  
 FsQoQ#*  
template < typename Func > e{3%-  
struct functor_trait BR_fOIDc  
  { <_]W1V:0  
typedef typename Func::result_type result_type; Qc=-M'9  
} ; `~=NBN=tiL  
对于无参数函数的版本: &0H_W xKeB  
)eqF21\  
template < typename Ret > -F 9 xPw  
struct functor_trait < Ret ( * )() > AX Q.E$1g  
  { X?;iSekI4  
typedef Ret result_type; (_6JQn  
} ; Z9*@w`x^u  
对于单参数函数的版本: Z[B:6\oQ  
3g5r}Ug  
template < typename Ret, typename V1 > Do5.  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > B =7maYeU  
  { IGi9YpI&K  
typedef Ret result_type; B|8|f(tsSa  
} ; kbJ4CF}H  
对于双参数函数的版本: FMhuCl2  
B !wr}]  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > #{^qBP[  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > b'z\|jY  
  { 3N|6?'m  
typedef Ret result_type; SXN]${  
} ; & JJ*?Dl  
等等。。。 N R 4\TU  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy }B!io-}  
OVc)PMp  
template < typename Func > <G`1(,g  
struct func_return TCIbPs E  
  { W-Vc6cq  
template < typename T > r* l c#  
  struct result_1 p=zTY7L  
  { H SGz-  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; x8~*+ j  
} ; jA[")RVG  
8OO[Le]1  
template < typename T1, typename T2 > %tZrP$DQ  
  struct result_2 6`bR' 0D  
  { %+<1X?;,Fq  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; &-X51O C  
} ; {^^LeUd#V  
} ; DyA /!%g  
4x3 _8/=  
t}?-ao  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 v-^tj}jA  
3K/ 'K[~  
template < typename Func, typename aPicker > zjSl;ru  
class binder_1 %6m' |(-  
  { U@{>+G[  
Func fn; K[ S>EITr  
aPicker pk; qDhZC*"9#D  
public : Zk>m!F>,p  
(I'{ pF)  
template < typename T > Dhfor+Epy  
  struct result_1 Kv<mDA!  
  { |"9vq<`  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ! hEZV&y  
} ; Ro<x#Uo  
7Kb&BF|Q  
template < typename T1, typename T2 > LP'q$iB!  
  struct result_2 -1`}|t;  
  { Q~k|lTf  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Ggst s  
} ; 8bO+[" c  
i[{*(Y$L  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} +>Gw)|oX  
?~#[ cx  
template < typename T > v0tFU!Q%  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ,Mi'NO   
  { pv&iJ7RN  
  return fn(pk(t)); !M9mX%UQ  
} ! r/~D |  
template < typename T1, typename T2 > e^\#DDm  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 0Js5 ' 9}H  
  { )1R[X!KQ7  
  return fn(pk(t1, t2)); I,,SR"  
} f~TkU\Rh  
} ; $=  2[Q  
C=U4z|Ym  
="%887e  
一目了然不是么? Z?3B1o9  
最后实现bind ;E5XH"L\  
3pL4 Zhf  
3DB= Xh  
template < typename Func, typename aPicker > W$J.B!O  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) Us2> 5 :\  
  { 0b8=94a{>  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); t7xJ "  
} wN/v-^2  
/RxqFpu|.  
2个以上参数的bind可以同理实现。 A=e1uBGA  
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。 P 6ka'!z  
eWD!/yr|  
十一. phoenix a\Gd;C ^`  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: US-f<Wq  
qf<o"B|_9  
for_each(v.begin(), v.end(), ?A r}QN  
( 4 2-T&7k  
do_ BePb8 k<y  
[ 48G^$T{  
  cout << _1 <<   " , " r;H#cMj  
] 9(vp`Z8B4  
.while_( -- _1), erTly2-SJ  
cout << var( " \n " ) 3!QXzT$E  
) V2@( BliP  
); M\IdQY-c  
yOb']  
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: Qx!Bf_,J  
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 00y(E @~  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 i??+5o@uTF  
那么我们就照着这个思路来实现吧: EBQ_c@  
,lFzL3'_0x  
wGIRRM !b  
template < typename Cond, typename Actor > {`J!DFfur  
class do_while ybv< 1  
  { Dsv2p~  
Cond cd; EKsOj&ZiJ  
Actor act; Y(K`3? A  
public : %P#| }  
template < typename T > u3 &# UN  
  struct result_1 =i7CF3  
  { $~ d6KFT  
  typedef int result_type; 7suT26C  
} ; pXh`o20I  
#E<~WpP  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} o`'4EVw*  
k{ZQM  
template < typename T > gssEdJ  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const d$?+>t/  
  { @KZW*-"  
  do Fy.!amXu  
    { r]~]-VZ/  
  act(t); ;\ j'~AyCn  
  } Lc-Wf zT  
  while (cd(t)); nU#K=e =W  
  return   0 ; e-lc2$o7{  
} ]Al)>  
} ; j[t2Bp  
eU]I !pI<  
jrttWT  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ^EmePkPI  
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。 s,Fts3+  
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。 QNXS.!\P  
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。 G2|G}#E  
下面就是产生这个functor的类: X]GodqL\  
c+whpQ=01  
Hbu :HFJ!  
template < typename Actor > ,k9.1kjO*)  
class do_while_actor I: MrX  
  { 2IkyC`  
Actor act; gh^w !tH3  
public : Q yQ[H  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} ]{ch]m  
##1/{9ywy  
template < typename Cond > nmuU*o L  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; [~n |ROo  
} ; $8[JL \  
~)ysEZl  
L,,*8  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 5.kKg=a  
最后,是那个do_ 2Z`Jr/  
Pt6d5EIG  
,1v FX$  
class do_while_invoker Ngm/5Lc  
  { yK_$d0ZGE~  
public : ^ $N3.O.  
template < typename Actor > Fa#5a'}I  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const `)BZk[64  
  { mQK3YoC)  
  return do_while_actor < Actor > (act); 'RV wxd  
} %UV"@I+  
} do_; wDBU+Z  
0 r;tI"  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? cf%2A1I2W  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 3B$|B,  
最后来说说怎么处理break和continue VZ9`Kbu  
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。 !4YmaijeN  
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