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
  • 7166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 h=(DX5:A  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 # g_Bx  
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, !OT-b>*w  
i} N8(B(  
^b7GH9<&  
qA!]E^0*Ke  
  class filler VMCLHpSfW  
  { q+[Sb G&  
public : CYKr\DA  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} b*FC\ :\  
} ; !>>f(t4  
59#lU~Kv  
J]q%gcM  
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: \TF!S"V  
v*9<c{a  
H_0/f8GwnG  
;s~X  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); fPrLM'  
@fa@s-wb  
OQ,NOiNkap  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 |=EZ1<KzD  
** +e7k   
NHl|x4Zpw  
a&k_=/X&  
二. 战前分析 !xwG% {_  
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。 5bA)j!#)|X  
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 CEC nq3  
) /v6l  
t w(JZDc  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); CT\;xt,S  
  /* --------------------------------------------- */ 4<x'ocKlD  
vector < int *> vp( 10 ); F {B\kq8  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);  ru`U'  
/* --------------------------------------------- */ l9Q(xuhv  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); gN>2xnh'm  
/* --------------------------------------------- */ OKHX)"j\\  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); r)T:7zy  
  /* --------------------------------------------- */ ~l$3uN[g  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); jn: NYJv  
/* --------------------------------------------- */ k2xHH$+{#=  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); 'oN\hy($,h  
c)Ic#<e(  
*-12VIG'H  
5"/J^"!h  
看了之后,我们可以思考一些问题: [lk'xzE  
1._1, _2是什么? /1 RAAa  
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。 3b YCOqG  
2._1 = 1是在做什么? !J =sk4T  
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。 Pub0IIs  
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。 Q.Aw2  
yi^b)2G  
< F )_!0C  
三. 动工 9z I.pv+]  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: O8] 'o*<]  
!;Jmg  
J>^\oAgpE  
w0ZLcND{  
template < typename T > ]?h`:,]  
class assignment /cK%n4l.y  
  { 'u4ezwF;  
T value; " v}pdUW  
public : KvQ,;A  
assignment( const T & v) : value(v) {} \*\R1_+  
template < typename T2 > ^VT1vu %03  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } WU4UZpz  
} ; F/1#l@qN  
.d?%;2*{q  
4Iq'/r  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 l/y]nw  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment @=5qT]%U3J  
h7X_S4p/Mg  
$hR)i  
XCsiEKZ_i  
  class holder 7B3w\  
  { 3K@@D B6  
public : W2;N<[wa<u  
template < typename T > ?4G|+yby  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const L5IbExjV  
  { %g]vxm5?  
  return assignment < T > (t); a4gi,pz$]  
} >\<*4J$PZ  
} ; QHBtWQgS  
qP!P +'B  
3E^M?N2oc  
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: c~ <1':  
IgL_5A  
  static holder _1; QO{y/{  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 RQW6N??C  
?yXAu0  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); f DgD@YCD  
而不用手动写一个函数对象。 8 iC:xcN3  
hbOnlj4  
p3^jGj@  
Vy G4(X va  
四. 问题分析 SKY*.IW/Z  
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。 ! o, 5h|\  
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。 C.!_]Pxs  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 eyw'7  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Ix DWJ#k  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 K_-d(  
> ^[z3T  
五. 问题1:一致性 P}3}ek1Ax  
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?| &217l2X /  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ?Ce#BwQ>  
?T: jk4+  
struct holder ~bA,GfSn0  
  { u~ F ;x Q  
  // BZ+-p5]-  
  template < typename T > Xwu.AVsr  
T &   operator ()( const T & r) const S9Y[4*//  
  { GSVdb/+  
  return (T & )r; \Xg?Ug*9w  
} ,WTTJN  
} ; ('o&Q_  
R 4EEelSZu  
这样的话assignment也必须相应改动: +`| *s3M  
!DjT<dxf  
template < typename Left, typename Right > V/#v\*JHFc  
class assignment uVU`tDzd:  
  { ddpl Pzm#  
Left l; m24v@?*  
Right r; ')PVGV(D+  
public : %|Hp Bs#'  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 7t(Y;4<2  
template < typename T2 > r:.uBc&_  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } wgd<3 X  
} ; MR9/Y:Nm  
pz}mF D&[  
同时,holder的operator=也需要改动: Z(!pYhLq  
M23& <}Q8  
template < typename T > F$6? t.@J  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const H*U`  
  { bejGfc  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); ,Q2N[Jwd$  
} L~0& Q  
*%- ?54B  
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。 N=ifIVc  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 wL eHQ]  
C-#.RI7  
return l(rhs) = r; el@XK}<dr  
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。 ?n*fy  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: D9,! %7i  
{rGYRn,  
template < typename Tp > Y1r ,2k  
class constant_t p{H0dj^|  
  { G1_Nd2w  
  const Tp t; S%+R#A1  
public : wu^q`!ml  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 5~xeO@%I  
template < typename T > k:0P+d  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const NWISS  
  { z>:U{!5k  
  return t; ^![{,o@"A  
} IA4+ad'\E  
} ; a J-}  
%|?1B$s0  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 =HPu {K$  
下面就可以修改holder的operator=了 zz3 r<?#5  
(5(fd.m+_  
template < typename T > Q&wYc{TUbm  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const  1~EO+  
  { :@e\'~7sH  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); YX `%A6  
} w a.f![  
BGpk&.J  
同时也要修改assignment的operator() ?z"YC&Tp  
Qdm(q:w  
template < typename T2 > 4 m $sJ  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 5 ZUy:  
现在代码看起来就很一致了。 P'FKk<  
{c?ymkK  
六. 问题2:链式操作 {9{J^@@  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 y{;u@o?T  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 M\jB)@)  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 ]c,l5u}A$  
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。 UFk!dK+  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct w=$'Lt!  
w[{*9  
template < typename T > L`pY27 |  
struct result_1 QB9A-U <J  
  { .]zw*t*  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; u!u5g.Q  
} ; L B<UC?e  
 L,%Z9  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: .SBc5KX  
JQH7ZaN  
template < typename T >  mc~`  
struct   ref )?9\$^I  
  { K /8qB~J*  
typedef T & reference; :OX$LCi  
} ; A{t"M-<  
template < typename T > W\a!Q]pV  
struct   ref < T &> ac3_L$X[  
  { iU,/!IQ  
typedef T & reference; mMslWe  
} ; ' me:Zd  
\E~Q1eAJT  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: pbFYiu+  
67fIIXk&  
template < typename T > IF^[^^v+H  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const "C& Jwm?  
  { 4xpj<  
  return l(t) = r(t); +{'lZa  
} &6Ns7w6*z  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 RpULm1b  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 l-Fmn/V  
hO%Y{Gg  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 #Af)n(  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: _J` |<}?t;  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 8KZ$ F>T]>  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 7 s7}?l9  
最后的布局是: 4YBf ~Pp  
                Add pAMo XJ`  
              /   \ S'|lU@P Cl  
            Divide   5 3V"dG1?  
            /   \ iY}QgB< M  
          _1     3 h<GyplG  
似乎一切都解决了?不。 V;P1nL4L  
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。 o}d2N/T  
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。 _ \_3s  
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: &^AzIfX}Gw  
2V 4`s'  
template < typename Right > gYRqqV  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const \f6lT3"VN  
Right & rt) const  {`tHJ|8  
  { PnI)n=(\  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Q3(hK<Qh;  
} FYxUOO  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 $U\!q@'$  
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。 eB)UXOu1  
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。 t>XZ 3  
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。 }<E sS  
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。 GU2]/\W*a  
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? P0a>+^:%  
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: \o0z@Ntq  
MacL3f  
template < class Action > b(g_.1[  
class picker : public Action e|S+G6 :O2  
  { U+:S7z@j?  
public : TXA. 6e  
picker( const Action & act) : Action(act) {} 6(\q< fx  
  // all the operator overloaded f<Va<TL6-  
} ; Uyz;U34 oI  
P9 W<gIO  
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。 y.L|rRe@P  
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: C~3@M<X  
40`9t Xn  
template < typename Right > F! |TW6)gv  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const MBnK&GS  
  { at_dmU2[7  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); u40b? n.  
} R^n* o  
s@*,r@<  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 8 /:X& &  
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。 KfJ c  
: OS mr  
template < typename T >   struct picker_maker (:tTx>V#  
  { )Mm;9UA  
typedef picker < constant_t < T >   > result; YzforM^F  
} ; Gnuo-8lb  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > |H3?ox*  
  { oyi7YRvwd  
typedef picker < T > result; F[Guy7?O  
} ; ,"v)vTt  
9-X{x95]  
下面总的结构就有了: mR!&.R?  
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。 1{;[q3a  
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。 iA1;k*) q  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 &r 5&6p  
至此链式操作完美实现。 < e7<t9  
SNopAACf1  
y~4SKv $  
七. 问题3 "4Wp>B  
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。 V PLCic,T  
@8 oDy$j  
template < typename T1, typename T2 > B6Wq/fl/  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const vUodp#s  
  { JsWq._O{/  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); H L}sqcp  
} G{&yzHAuae  
T9U2j-lA?  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: ]iE.fQ?;J  
u+I r:k  
template < typename T1, typename T2 >  01UR  
struct result_2 O[5_ 9W 4  
  { ib""Fv7{  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; &?5{z\;1"  
} ; 8f6;y1!;  
u]>>B>KOJ7  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? h.}t${1ZC  
这个差事就留给了holder自己。 b[&,%Sm+6  
    Ndug9j\2  
"`$'tk[  
template < int Order > ?( dYW7S  
class holder; &Curvc1fm  
template <> &[2Ej|o  
class holder < 1 > foP>w4pB  
  { 6yl;o_6:  
public : DS,FVh".|  
template < typename T > 8y 4D9_{  
  struct result_1 bsk=9K2_2t  
  { !=h|&Vta  
  typedef T & result; !>Qc2&ZV  
} ; Jq+$_Uqd  
template < typename T1, typename T2 > >fZ/09&3  
  struct result_2 0Z) ;.l^  
  { X\$W'^np  
  typedef T1 & result; ,;=( )-  
} ; 0@FM^ejA#  
template < typename T > fj t_9-.  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Sfoy8<j  
  { ?od}~G4s#  
  return (T & )r; N;`[R>Z~  
} YaJ{"'}  
template < typename T1, typename T2 > *_).UAP.  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const \gI:`>- x  
  { VgZaDd;  
  return (T1 & )r1; moJT8tb  
} c%LB|(@j{  
} ; :rs\ydDUF  
J"2ODB5"  
template <> `2(R}zUHN  
class holder < 2 > h3d\MYO)B  
  { ZAM+4#@  
public : R$;&O. 5M  
template < typename T > ]20 "la5  
  struct result_1 UK <DcM~n  
  { Rn~Xu)@e  
  typedef T & result; 0-~6} r$  
} ; 61rh\<bn  
template < typename T1, typename T2 > &pY G   
  struct result_2 ,fG_'3wb  
  { GWqY$YT  
  typedef T2 & result; (jE:Q2"  
} ; Nj-rZ%&  
template < typename T > |^k1hX2?W  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const \;:@=9`  
  { 73z|'0.  
  return (T & )r; \y )4`A  
} $E,DxDT  
template < typename T1, typename T2 > %FWfiFV|<  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const .yfqS|(  
  { =U7D}n hS-  
  return (T2 & )r2; P"_}F  
} 2l(j 4~g  
} ; >fj$ wOq  
O-lh\9{'R  
[O+^eE6h  
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> >。 yqb <<4I  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: jG(~9P7  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 7RFkHME  
lvJ{=~u  
return l(i, j) = r(i, j); ;q&D,4r]  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) hG;=ci3EE  
*^+xcG  
  return ( int & )i;  <IDzv'  
  return ( int & )j; z(X6%p0  
最后执行i = j; J$/BH\  
可见,参数被正确的选择了。 yW(+?7U  
BI^]juH-c  
L.:QI<n  
@d^h/w  
7c]Ai  
八. 中期总结 Z2jb>%  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: pP,bW~rk  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 I8;[DP9  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 }/0dfes  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor slfVQ809  
=T4 w:  
9?$!=4  
&it/@8yH  
`2+e\%f/0  
{leG~[d  
九. 简化 ea>\.D-S  
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。 8~#Q *  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 v nC&1  
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: x.Ml~W[  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 (#M$t!'%  
  +-*/&|^等 1^^D :tt  
2. 返回引用。 #'h CohL  
  =,各种复合赋值等 n`Iy7X  
3. 返回固定类型。 + aqo8'a  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) Z@/5~p  
4. 原样返回。 S9oGf  
  operator, z5vI0 N$  
5. 返回解引用的类型。 K({,]<l5  
  operator*(单目) 9W$)W  
6. 返回地址。 YH9] T,  
  operator&(单目) Pv.@Y 30  
7. 下表访问返回类型。 5K~6`  
  operator[] ~"Ki2'j)^]  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 AB\4+ CLV  
  operator<<和operator>> yo?Q%w'Nh  
Z"+!ayA7D  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 8:fiO|~%  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: N&`ay{&`:  
p n>`v   
template < typename Left > :zRboqe(cc  
struct value_return pk1M.+  
  { D/UGN+  
template < typename T > G3?z.5 ,Q  
  struct result_1 LWV`xCr8R  
  { &[5az/Hj*  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 1_lL?S3,a@  
} ; G)7sXEe  
3k^jR1  
template < typename T1, typename T2 > Q~_x%KN/`  
  struct result_2 ;D:T ^4  
  { #KW:OFT  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 'DQyB`V2y  
} ; 54w-yY  
} ; _y UFe&  
90}B*3x  
e,8-P-h~T  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait j83 V$ Le  
sXu+F2O  
下面我们来剥离functor中的operator() J]B5w{??b  
首先operator里面的代码全是下面的形式: nT"z(\i.!J  
gBu4`M  
return l(t) op r(t) ,RQ-w2j?  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) EA.U>5Fq  
return op l(t) 'zK*?= ^jk  
return op l(t1, t2) mX^RSg9E}  
return l(t) op =C|^C  
return l(t1, t2) op )3sb 2 #  
return l(t)[r(t)] f6 nltZ  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] \.] U  
 E"=$p $k  
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 e'5 A   
单目: return f(l(t), r(t)); S}X:LHr*  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); r$5!KO  
双目: return f(l(t)); fF%r$`2  
return f(l(t1, t2)); qv\yQ&pj  
下面就是f的实现,以operator/为例 s8Oz^5p(  
O5 SX"A  
struct meta_divide A_%w (7o"  
  { =xoTH3/,>  
template < typename T1, typename T2 > 7[L C*nrr  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) B|v fkX2f  
  { qb&*,zN  
  return t1 / t2; f$|v  
} )Pq.kn{Sp  
} ; AI2CfH#:C  
|4vk@0L  
这个工作可以让宏来做: /hQ!dU.+  
#Z :r  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ Cb.Aw!  
template < typename T1, typename T2 > \ #LiC@>  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; R<-KXT9  
以后可以直接用 6]VTn-  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) b11C3TyQT  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 pN[i%\vh  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) M4| L  
*L=CJg  
r_G`#Z_5F  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 2;/hFwm  
F~EriO  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > SPBXI[[-  
class unary_op : public Rettype 8Xr"4;}f+  
  { o&=m]hKpQl  
    Left l; "2mVW_k  
public : Ne%X:h  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} kDsUKO p  
Ap/WgVw;  
template < typename T > 9 wc=B(a|  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ]l`DR4 =  
      { j2+&B9 (  
      return FuncType::execute(l(t)); {PZe!EQ  
    } 5@Sb[za  
<T['J]k%  
    template < typename T1, typename T2 > V;$lgTs|'  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const [yz;OoA:;  
      { ?pFHpz   
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); H_9~gi  
    } .fgoEB,(  
} ; .$Y[>9  
*N7\d9y  
Z EW`?6  
同样还可以申明一个binary_op [X|P(&\hQd  
"QMHY\C  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > d/e9LK  
class binary_op : public Rettype =&vV$UtV  
  { grZN.zTO  
    Left l; /SyiJCx0  
Right r; Mf?4 `LM  
public : _b+3;Dy  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} \o/oM,u  
ak R*|iK#b  
template < typename T > p0Vw@R=  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const \!_ >ul  
      { W_?S^>?l/  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); >d =k-d  
    } ;(z0r_p<q  
co: W!  
    template < typename T1, typename T2 > {L#Pdj{  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const x,n;GR  
      { V4|pZ]  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); $#CkI09  
    } W )\~T:Kn  
} ; ~GZ(Ou-&  
X"yLo8y8$  
OfPWqNpO  
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 F*QGzbv)  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 By" =]|Q  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) < d?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。 Kpg]b"9.R  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! v=!]t=P)t  
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。。。 t'^/}=c-  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Y}PI{PN  
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) =YR/|9(  
下面是修改过的unary_op .QW89e,O3  
b*7OIN5h  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > fxjs"rD5  
class unary_op L\pe  
  { ='a$>JVJ5  
Left l; XJGOX n$/  
  1I_(!F{Ho  
public : ^[2A< g  
 IG 6yt  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} Po% V%~  
4\3Z$%2^LZ  
template < typename T >  t;{/Q&C  
  struct result_1 PC/Oo~Gx  
  { 5EM(3eY^q  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 2}K7(y!?u  
} ; ]JbGP{UiN  
S-*4HV_l  
template < typename T1, typename T2 > &0~E+ 9b  
  struct result_2 ml\A)8O]j/  
  { K%O%#Kk  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ^As^hY^p  
} ; e+j7dmGa  
n)gzHch  
template < typename T1, typename T2 > YhRES]^  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ckS.j)@.c  
  { h,45-#+  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ;~3CuN8  
} pri=;I(2A  
CtfI&rb[  
template < typename T > P-.>vi^+  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const |\Nu+w   
  { j@ lHgis  
  return OpClass::execute(lt(t)); ,E<(K8  
} L TzD\C'  
zuwlVn  
} ; sA[hG*#/S  
[LbUlNq^B@  
!`JaYUL[e  
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 FWNWOU  
好啦,现在才真正完美了。 gs7h`5[es  
现在在picker里面就可以这么添加了: $hXhq*5|c  
{26/SY  
template < typename Right > rOHU)2  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 3 - Nwg9 U  
  { TCWy^8LA  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); L )p*D(  
} ..'k+0u^  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 ',$Uw|N  
F%M4i`Vh  
aNs~Uad1U  
46OYOa  
Q8OA{EUtq  
十. bind }86&? 0j.  
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。 9$U@h7|Q`  
先来分析一下一段例子 bk^W]<:z`  
D+.< kY.  
I6@98w}"  
int foo( int x, int y) { return x - y;} Xf o3fW)s  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 lV924mh  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 u_ou,RF  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 2^RWGCEv  
我们来写个简单的。 S5'ZKk  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 6:_@;/03%  
对于函数对象类的版本: PxE0b0eo  
vM G>Xb  
template < typename Func > Z1Y/2MVSb  
struct functor_trait s[<a(  
  { B6 rz  
typedef typename Func::result_type result_type; {<$ D|<S  
} ; (OS -v~{r@  
对于无参数函数的版本: z 3((L  
WRIOjQ:  
template < typename Ret > Zfwhg4G~  
struct functor_trait < Ret ( * )() > Y%$@ZYW  
  { k_ d)  
typedef Ret result_type; ygI81\ D  
} ; ;6+e!h'1  
对于单参数函数的版本: "MS}@NLUW  
p>x[:*  
template < typename Ret, typename V1 > xAlyik  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 8d4:8}  
  { 'DLgOUvh  
typedef Ret result_type; ;zq3>A  
} ; *49({TD6`  
对于双参数函数的版本: R;yi58Be  
lSW6\jX  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 5l_ >QB  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > [te9ui%JS  
  { Ebk9[=  
typedef Ret result_type; M8Tj;ATr  
} ; WC0gJy  
等等。。。 &>%R)?SZh  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy XHN*'@ 77;  
nf%"7y{dd  
template < typename Func > m%$GiNs}  
struct func_return X6h@K</c^:  
  { ;pH&YBY  
template < typename T > *HC[LM  
  struct result_1 40?xu#"  
  { P }BU7`8  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Uj/m  
} ; h eR$j  
@Yzdq\FI  
template < typename T1, typename T2 > 76'@}wNnw  
  struct result_2 =P}BAJ  
  { mK Ta.  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; DA9-F  
} ; Sh@en\m=#S  
} ; j:Y1  
9e aqq  
j Z6]G{  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 #E'aa'P}  
$E >)  
template < typename Func, typename aPicker > J$+K't5BZ  
class binder_1 iHYvH   
  { FS+v YqwK  
Func fn; TXH9BlDn  
aPicker pk; 5YG %\  
public : Qnr7Qnb  
g!![%*' b  
template < typename T > asj*/eC$/i  
  struct result_1 ^.Xom~  
  { 2a,l;o$2&  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; @lO(QpdG  
} ; ^Gt9.  
{y\5 9  
template < typename T1, typename T2 > \9Yc2$dY  
  struct result_2 =QG0:z)K<v  
  { h%=>iQ%enc  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; )a;ou>u  
} ; ^_0l(ke  
B |pdqSI  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} Z\ 1wEGP7{  
-~HyzX\cZB  
template < typename T > 4UV6'X)V  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const OZCbMeB{+J  
  { m Bc2x8g)  
  return fn(pk(t)); Xlp$ xp"  
} %fzZpd]v=,  
template < typename T1, typename T2 > ^6?)EM#  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const bAkCk]>5  
  { ==^9_a^  
  return fn(pk(t1, t2)); 2<X.kM?N{B  
} ?*K{1Ghf  
} ; $p?TE8G  
MmL)CT  
4r+s" |  
一目了然不是么? up^D9(y\  
最后实现bind :,~]R,tJQ  
o 00(\ -eb  
e^ ZxU/e  
template < typename Func, typename aPicker > \[CPI`yQe  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) q2U8]V U)  
  { Kc,=J?Ob  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); KhFw%Z0s<  
} wusj;v4C4M  
G Ch]5\  
2个以上参数的bind可以同理实现。 6|HxBC#4  
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。 R32A2Ml  
M7x*LiKc2  
十一. phoenix !\(j[d#  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: NAnccB D!{  
J6s@}@R1  
for_each(v.begin(), v.end(), =IC cN|  
( UifuRmn  
do_ xJemc3]2  
[ piPx8jT`F  
  cout << _1 <<   " , " z<h?WsL  
] xoQ;fVNp  
.while_( -- _1), R8(Bt73  
cout << var( " \n " ) -rXo}I,VI  
) "$6 .L^9W  
); W}0cM9 g  
`rQDX<?  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: 7JL*y\'  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor 5+yT{,(5  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。  8-.jf  
那么我们就照着这个思路来实现吧: 6%Ws>H4@|  
-z6{!  
T x 6\  
template < typename Cond, typename Actor > K H&o`U(}  
class do_while V#-\ 4`c  
  { '}pe$=  
Cond cd; wLW[Vur[  
Actor act; 8RE"xJMff  
public : ?K9zTas@  
template < typename T > 0[QVU,]<  
  struct result_1 $ytlj1.  
  { Aav|N3  
  typedef int result_type; |tua*zEsS  
} ; [:Y`^iR.  
\[MQJX,dn  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} Du7DMo=l  
L2P#5B!S  
template < typename T > 1.6Y=Mh=i[  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const b xFDB^  
  { k}tT l 2  
  do iM'rl0  
    { zhW.0:9 CR  
  act(t); Pko2fJt1  
  } A!n)Fpk  
  while (cd(t)); F4$N:J kl  
  return   0 ; iF!r}fUU6  
} Z.x9SEe1t  
} ; /~nPPC  
XI8rU)q  
+w(>UBy-  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). n)6mfoe  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 }+3v5Nz;  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 rh+2 7"  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 \&#pJBBG  
下面就是产生这个functor的类: l$mfsm|{:  
w>6~ zAh  
Y-vLEIX=  
template < typename Actor > VzZ'W[/7)B  
class do_while_actor cq-UVk"Gl  
  { 2C@s-`b   
Actor act; T#:n7$M|?A  
public : 8&2W^f5  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} +,$ SZO]  
gI5"\"T{  
template < typename Cond > :3$$PdZ  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; hErO.ad1o  
} ; i{.%4tA4  
DuV@^qSbG.  
yWkg4  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 f 3t&Bcw$  
最后,是那个do_ y?4%eD  
L28DBjE)A  
cQOc^W  
class do_while_invoker Tu*"+*r>s  
  { Q q7+_,w  
public : jXCSD@?]K  
template < typename Actor > }_vUsjK  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const D <SLv,Y  
  { IA&NMf;{  
  return do_while_actor < Actor > (act); U 4Sxr  
} <{xU.zp'  
} do_; .>A`FqV$~+  
S="teH[  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? miCW(mbO8  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 6&Al9+$  
最后来说说怎么处理break和continue "B 9aJo  
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。 ZBX,4kxK7  
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