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
  • 8368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 ktkS$  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ?zf3AZ9  
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, ] &SmeTe  
?Yx2q_KZk  
!DUOi4I  
CM6! 1 7  
  class filler [{>3"XJ'  
  { ;U3K@_  
public : 1p$*N  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} /l+"aKW 2  
} ; gtIEpYN+  
sm{/S*3  
j'OXT<n*  
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: I%b5a`7  
$3g M P+  
"<Yxt"Z4  
<g&.UW4  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); 2PSkLS&IM  
}=B~n0  
u08j9) ,4  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 l;$FR4}d  
=q>lP+  
=:t<!dp  
noLr185  
二. 战前分析 ; K,5qs  
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。 |)br-?2  
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 <9\Lv]ng  
i/Nc)kKL  
RN}joKV  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); D2J)qCK1)  
  /* --------------------------------------------- */ C$$Zwgy  
vector < int *> vp( 10 ); RR|X4h0.  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); VrWQ]L  
/* --------------------------------------------- */  6@"E*-z$  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); {c~w Ms#  
/* --------------------------------------------- */ Q`{Vs:8X  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); n/`!G?kvI  
  /* --------------------------------------------- */ [mj=m?j  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); Qn~{TZz  
/* --------------------------------------------- */ A'Z!l20_  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); k2fJ  
gvPHB+#A  
S(^YTb7  
&kn?=NW  
看了之后,我们可以思考一些问题: _z1Qr?cY  
1._1, _2是什么? 7IQa Xcl  
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。 'T(Q  
2._1 = 1是在做什么? @$Yk#N;&(  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 {NcJL< ;tS  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 VbTX;?  
|`pBI0Sjo  
<WnIJum  
三. 动工 4.Fh4Y:$'  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: um%s9  
'+ mI  
atW^^4 :  
t~)4f.F:  
template < typename T > nE?:nJ|%E  
class assignment Ujqnl>l  
  { /Dyig  
T value; i[MBO`FF  
public : y~Yv^'Epf  
assignment( const T & v) : value(v) {} ,7 m33Pv*  
template < typename T2 > }_-tJ.  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } X"mPRnE330  
} ; W7(5z  
X-Ev>3H  
:fnJp9c  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 %Pl |3i  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment }D`ZWTjDay  
,9"du  
4=`1C-v?q  
X$G:3uoN  
  class holder r\}?HS06  
  { \){_\{&  
public : Pa#Jwo  
template < typename T >  Lsai8 B  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const hN*v|LFf1  
  { 3sIdwY)ZS_  
  return assignment < T > (t); '4D7:  
} *3OlWnZ?  
} ; Bn%?{z)  
*_m ER`  
/;:4$2R(;  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: J_j4Zb% K  
>e(@!\ x  
  static holder _1; MxUQF?@6  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 /?0|hi<_$  
#%8)'=1+4?  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); L>&{<M_  
而不用手动写一个函数对象。 pAq PHD=  
O*lIZ,!n  
XiV K4sD8  
b6H7>x  
四. 问题分析 VKw.g@BY  
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。 XR p60i6f  
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。 ,\1Rf.  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 N)a5~<fBG  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 {?++T 0  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 '66nqJb*  
QFN9j  
五. 问题1:一致性 M?;YpaSe+  
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?|  _VM}]A  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ;49sou  
#c"05/=A  
struct holder pIug$Ke_%  
  { H;@0L}Nu+}  
  // gNZ"Kr o6  
  template < typename T > F&^&"(H}  
T &   operator ()( const T & r) const 1{RA\CF  
  { %KN2iNq  
  return (T & )r; %Wm)  
} ( Rp5g}b  
} ; #7sxb  
m*h O@M  
这样的话assignment也必须相应改动: ~(NFjCUY?  
1K)9fMr]  
template < typename Left, typename Right > AAuwE&Gg  
class assignment cVarvueS  
  { =Lb(N61  
Left l; /UY'E<wBx  
Right r; L_+ Fin  
public : nB[B FVkU  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} X+ybgB4(  
template < typename T2 > cG3tn&AXi  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 09 f;z  
} ; }5z!FXB  
#N'9F&:V$  
同时,holder的operator=也需要改动: s<:) ;-tL  
33a}M;vx  
template < typename T > a@9W'/?igk  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const |mdf u=  
  { 0R0_UvsXU  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); q$s)(D  
} \ f VX<L  
mi5bk>o  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 /xr75|-8  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 EG_P^ <z  
KV'3\`v@LY  
return l(rhs) = r; .m%5Esx  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 ZEpu5`  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: >* F#ZZv}p  
HCYy9  
template < typename Tp > bP|-GCKM8  
class constant_t \<y|[  
  { Y{@foIZ  
  const Tp t; pe).  
public : _j{)%%?r  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} `r}a:w-  
template < typename T > Y(ClG*6 ++  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const *_Ih@f H  
  { 7 4(bo \  
  return t; qC=ZH#  
} 7C_U:x  
} ; Dr(;A>?qG  
Ra^c5hP:.E  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 1gvh6eE F  
下面就可以修改holder的operator=了 hh.`Yu L  
B{S^t\T$  
template < typename T > ]n'.}"8Kn  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const nDLiER;U  
  { %x}Unk  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); }XRfHQk  
} ^L\w"`,~  
]D^; Ca  
同时也要修改assignment的operator() Y[m*  
D$D;'Kij  
template < typename T2 > ymR AQVv  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } )U0I|dx  
现在代码看起来就很一致了。 5l(@p7_+  
7E?60^Tve  
六. 问题2:链式操作 goD#2lg  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 9`@}KnvB?  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 @)z?i  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 e;"%h%'  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 p}K+4z   
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct jCg4$),b  
u)/i$N  
template < typename T > 'g} Q@@b  
struct result_1 a +9_sUq  
  { \!0~$?_)P  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 3cNr~`7  
} ; Y]B9*^d<  
q'Y)Y(d  
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: u=#_8e(9Z  
[?]p I  
template < typename T >  z}*L*Sk  
struct   ref mhs%8OTN  
  { =}e{U&CX  
typedef T & reference; ws,VO*4  
} ; ? fM_Y  
template < typename T > 'X_%m~}N  
struct   ref < T &> =;?Maexp3$  
  { x51xY$M  
typedef T & reference; H4M`^r@)'  
} ; \#"&S@%c  
q _:7uQ  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: /q"8sj/  
)G#O#Yy  
template < typename T > 3Ea/)EB]  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const BG]|iHi  
  { Xcg+ SOB  
  return l(t) = r(t); Xupwh5G2  
} %kQ[z d^  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 Dk g-y9  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 3Z%jx#  
WxtB:7J  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 K#y CZ2  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: WtMDHfwqu\  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 d#I; e  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 0F &(}`V  
最后的布局是: `2HNQiK'@  
                Add <*ME&c gh4  
              /   \ DM(c :+K-  
            Divide   5 'puiahA  
            /   \ .bRDz:?j  
          _1     3 bHz H0v]:  
似乎一切都解决了?不。 cNl$ vP83z  
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。 -e*(+  
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。 5&134!hC  
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:  LD}<|  
ovvg"/>L  
template < typename Right > eTY(~J#'  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ] ; B`'Ia  
Right & rt) const M-C>I;a  
  { 5F1P|t#  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); zZPXI&,  
} AUr~b3< 6  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 u#$sO;8s  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 ]"\sd"  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 Cs^'g'  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 w?R#ly  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 aR%E"P-6l  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? @ | (Tg  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: "^VPe[lA  
(<Kf  
template < class Action > q]P$NeEiZ"  
class picker : public Action }>'1Qg  
  { E*}1_,q)  
public : C4eQ.ep  
picker( const Action & act) : Action(act) {} |vh{Kb@  
  // all the operator overloaded ;n/04z  
} ; )zo:Bo .<  
6>Is-/hsy  
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。 9aY}+hgb#  
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: mGc i >)2  
9?+?V}o  
template < typename Right > tE:6  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const "!PN+gB  
  { QG;V\2T2[  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); aByd,uSe)_  
} R!RgQwEak  
7JLjA\k  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > nSbcq>3  
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。 " VSma  
h09fU5l  
template < typename T >   struct picker_maker S&Sa~Oq<o  
  { ,4S6F HK  
typedef picker < constant_t < T >   > result; 'o ZdMl&  
} ; oP`Qyk  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > @kB^~Wf  
  { ""_%u'7t5I  
typedef picker < T > result; Z WhV"]w&  
} ; l9F]Lw  
T^ RYN  
下面总的结构就有了: rL6Y4u0e%  
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。 M tBoX*"  
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。 91}kBj  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 h@D!/PS  
至此链式操作完美实现。 PKX Tj6hj)  
mP -Y9*k  
rjwP#  
七. 问题3 HH7Bg0=(  
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。 4inM d![  
e!1am%aE  
template < typename T1, typename T2 > !sh>`AF  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ,h* 'Cs04h  
  { 70T{tB  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); Q>l5:2lq  
} G"F:68  
N/r8joi#  
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: aQL$?,  
^7V{nT@H3  
template < typename T1, typename T2 > $5J~4B"%3  
struct result_2 I{uwT5QT-  
  { H.!\j&4j  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; Bx ru7E"  
} ; Cg];UB}k  
nT/Az g  
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? 78FLy7  
这个差事就留给了holder自己。 M I R))j;  
    UR DXyAt  
w8(z\G_0  
template < int Order > E)Cdw%}^  
class holder; [D<"qT^*z6  
template <> ?9:~d#p  
class holder < 1 > 2D ' $  
  { 3 UG UZ  
public : e c4vX  
template < typename T > W$Op/  
  struct result_1 *dX 7  
  { t4r%EP|Zt  
  typedef T & result; U6LENY+Ja  
} ; oaM 3#QJ  
template < typename T1, typename T2 > |HA1.Y=  
  struct result_2 ,2Q5'!o  
  { "4/J4'-   
  typedef T1 & result; lD@`xq.M;  
} ; ;&ypvKG  
template < typename T > )LjW=;(b  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const pij%u<  
  { .5GGZfJ]  
  return (T & )r; |,WP)  
} ,*d<hBGbh  
template < typename T1, typename T2 > {*AYhZ  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ! ^TCe8  
  { tY!GJusd  
  return (T1 & )r1; bTW# f$q:4  
} RKO}  W#?  
} ; _REAzxe S  
q?bKh*48  
template <> Q;0 g  
class holder < 2 > 3\0,>L9ET@  
  { @XN|R  
public : M|}V6F_y  
template < typename T > L<[%tvV  
  struct result_1 y5`$Aa4~  
  { 9; `E,w  
  typedef T & result; <@J0 770  
} ; %v, a3^Qu  
template < typename T1, typename T2 > $`6Q\=*R/  
  struct result_2 cOvdC4  
  { s1%th"e [  
  typedef T2 & result; O("13cU  
} ; X@H/"B%u2  
template < typename T > `tEW.s%Y(6  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ?[c{pb ,|  
  { F$te5 ` a  
  return (T & )r; 2dJP|T9H  
} 7L$\S[E  
template < typename T1, typename T2 > \,-e>  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const +CXtTasP  
  { n+SHkrW  
  return (T2 & )r2;  -wQ@z6R  
} nIf~ds&TT  
} ; U~q2j#pJ  
/uJ(&#87  
}5]7lGR  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 VhLS*YiSY  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: B*AB@  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: J)._&O$  
JXF0}T)C  
return l(i, j) = r(i, j); !YENJJ  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) cN%@ nW0i  
KK, t!a  
  return ( int & )i; _o'a|=Osx>  
  return ( int & )j; g1&>.V}!  
最后执行i = j; EClx+tz;`  
可见,参数被正确的选择了。 \x<i6&.  
T*jQzcm~?  
6 }>CPi#  
i>%A0.9  
(DY&{vudF  
八. 中期总结 @cu#rWiG  
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: \/F*JPhy  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 XWag+K  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 L*(`c cU  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor G|.6%-  
#&K?N  
Ox9M![fC  
UOn:@Qn  
!Wz4BBU8o  
`CY c>n"  
九. 简化 WYd9p;k  
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。 r2T$ ;m.  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 vq:?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: 0^K2"De  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 -1}&\=8M  
  +-*/&|^等 +,T z +!  
2. 返回引用。 >9<YQ(  
  =,各种复合赋值等 iCtS<"@Yx  
3. 返回固定类型。 9Xh1i`.D  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ;*njS1@  
4. 原样返回。 ?.^n,[2  
  operator, tP4z#0r2  
5. 返回解引用的类型。 9xaieR  
  operator*(单目) REWW(.3o  
6. 返回地址。 ;L[N.ZY!  
  operator&(单目) Q#zU0K*^  
7. 下表访问返回类型。 ^X ~S}MX  
  operator[] ti!kJ"q  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 2B b,ZC*  
  operator<<和operator>> NK6 ~qWsu  
zx7A}rs3oX  
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。 PwU<RKAE  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: X8y :=k,E  
m2[]`Ir^@  
template < typename Left > qyzH*#d=Cf  
struct value_return ko ~D;M:  
  { ujS C  
template < typename T > w_#C8}2  
  struct result_1 ){*9$486  
  { }U|0F#0$  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; T'!p{Fbg;  
} ; HutQx  
4Q:r83#  
template < typename T1, typename T2 > sGG q~7  
  struct result_2 Cs2kbG_  
  { KzQuLD(e  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; rlY n"3%  
} ; jEn 9T  
} ; $bl<mG%#9  
-+[~eqRB  
>?[?W|k7V  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait F0tcVdv  
OV|n/~  
下面我们来剥离functor中的operator() l~mj>$  
首先operator里面的代码全是下面的形式: Zi{vEI]  
U#:N/ts*(  
return l(t) op r(t) X 4\V4_  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) Ffig0K+ `  
return op l(t) (L`IL e*  
return op l(t1, t2) UJ><B"  
return l(t) op o:`^1  
return l(t1, t2) op `=%G&_3_<  
return l(t)[r(t)] PLq]\y  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] |? rO  
g%okYH?  
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: Pq1j  
单目: return f(l(t), r(t)); Ml6}47n  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 'EC0|IT)c  
双目: return f(l(t)); a fLE9  
return f(l(t1, t2)); +/ ?oyC+Z  
下面就是f的实现,以operator/为例 (-xVW#39  
a]!u go}  
struct meta_divide vI]V@i l  
  { =R*IOJ  
template < typename T1, typename T2 > cZ3A~dTOR  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) A3|2;4t  
  { mbHMy[R  
  return t1 / t2; 9Zr6 KA{  
} +xQj-r)-  
} ; R)-~5"}~  
>0?ph<h1[q  
这个工作可以让宏来做: qv[w 1;U"  
GJ:oUi  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ [8>#b_>  
template < typename T1, typename T2 > \ J;ycAF~  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; z{/#/,V5D4  
以后可以直接用 -.K'rW  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 6=96^o*  
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 !-t"}^)  
(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。。。) WW-}c;cnK  
? M.'YB2  
XB a^ A  
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 *ZIX76y<!A  
9'p*7o  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > S<z8  
class unary_op : public Rettype N{<5)L~Y  
  { !Wj`U$];  
    Left l; jOZ>^5}  
public : E85TCS 1  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} AoY!f'Z  
W6):IW(E  
template < typename T > <pM6fI6BD  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const :;\xyy}A  
      { Gp=V%w\FDW  
      return FuncType::execute(l(t)); fi%lN_Ev?  
    } >^SQrB   
BZIU@^Q_Y[  
    template < typename T1, typename T2 > GC|V>| tz#  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const iFZ.a.NDc  
      { Ym6v4k!@O  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); _ Td#C1g3  
    } pcQgWjfS  
} ; NTSIClm}U  
qcge#S>  
>8&fFq  
同样还可以申明一个binary_op N*\r i0  
BU|)lU5)z  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > PP]7_h^ 2  
class binary_op : public Rettype C3~O6<,Jh  
  { &UO/p/a  
    Left l; 93 =?^  
Right r; V."cmtf  
public : ;p87^:  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} kOC0d,  
&da:{  
template < typename T > 'j!n   
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ]W5p\(1g  
      { "~KTLf  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); J&B5Ll  
    } I9x kqj  
F I~=A/:  
    template < typename T1, typename T2 > +G+1B6S  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 7Hj7b:3K&!  
      {  bDD29  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); E33WT{H&_'  
    } uo(LZUjPbN  
} ; UID`3X  
bfYVA2=Z  
QZ[S, c^  
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 KOoV'YSC[(  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 8idIJm%y  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) tKds|0,j|  
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。 CWJN{  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! f{u S  
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。。。 ;f=.SJF  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 GL,[32~C  
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) e [6F }."c  
下面是修改过的unary_op Ggy?5N7P  
1 |/ |Lq%w  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > h")7kjM  
class unary_op \7%wJIeyx  
  { HVzkS|^F  
Left l; ;=1[D  
  LBmXy8'T`  
public : fPstS ez   
F!w|5,)  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} KTwP.!<v  
GkI{7GD:z  
template < typename T > cob??|,\m  
  struct result_1 8k+k\V{  
  { y\[q2M<  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ?b93! Q1  
} ; U* uMMb}$  
Wtp=1  
template < typename T1, typename T2 > #%L_wJB-  
  struct result_2 o/[Ks;l  
  { 1QnaZhu'  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ):A.A,skf  
} ; _;:_ !`  
[;o>q;75Jz  
template < typename T1, typename T2 > N vTp1kI]  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const G:` So  
  { KC%&or  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); CrG!8}  
} D&pX0  
*SlWA)9 Y  
template < typename T > D-O{/  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const (cV1Pmn  
  { -Owb@Nw  
  return OpClass::execute(lt(t)); 7Jd&9&O U  
} J6ed  
px(~ZZB"  
} ; Lr(JnS  
="P FCxi  
XqwP<5Z  
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 .F[5{XV  
好啦,现在才真正完美了。 Wg<o%6`  
现在在picker里面就可以这么添加了: 66$ hdT$  
DF'~ #G8  
template < typename Right > 5 +j):_  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ~QUN O~  
  { c%&*yR  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); kuq&; uk$Q  
} ZwiXeD+4  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 <*P)"G  
.ud&$-[a  
xsNOjHk  
3Jq GLR`z3  
&PFq(4  
十. bind zAev@+.ld  
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。 91DevizXx  
先来分析一下一段例子 z46Sh&+  
} :gi<#-:G  
=h+-1zp{M^  
int foo( int x, int y) { return x - y;} =kzHZc  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 U-U(_W5&  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 kf#S"[/E  
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。 NzN"_ojM  
我们来写个简单的。 Zv?"1Y< L  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: y{~tMpo<  
对于函数对象类的版本: I|;C} lfp  
m9 ]Ge]  
template < typename Func > Rm6i[y&  
struct functor_trait oZdY0nh4  
  { (E~6fb "c  
typedef typename Func::result_type result_type; DJqJ6z:'  
} ; zsR5"Vi=  
对于无参数函数的版本: =.J cIT'  
#&?}h)Jr'  
template < typename Ret > 4r86@^c*  
struct functor_trait < Ret ( * )() > _'^_9u G  
  { g_?Q3  
typedef Ret result_type; )n[=)"rf  
} ; qv4r !x  
对于单参数函数的版本: <AP.m4N) _  
i9`-a/  
template < typename Ret, typename V1 > _::ssnG3jT  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > :@@m'zF<;  
  { L>0Pur)[  
typedef Ret result_type; D G&aFmC  
} ; a=vH:D  
对于双参数函数的版本: tCA0H\';  
W1ndb:  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > rj?c   
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > }([}A`@  
  { BWB}bq  
typedef Ret result_type; %c%`< y<~L  
} ; ZCMH?>  
等等。。。 8 @RJ>  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy r`RLDN!`  
.RyuWh!5  
template < typename Func > 1=`VaS  
struct func_return :h!'\9   
  { NW*#./WdF8  
template < typename T > =)*Z rD  
  struct result_1 Y^;izM}  
  { z\?<j%e!t  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; yJ6g{#X4K<  
} ; 2 !9Zw$  
w@n}DCFt  
template < typename T1, typename T2 > C}DIm&))  
  struct result_2 \+0l#t$  
  { }OTJ{eG  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; z2!4w +2  
} ; %%)y4>I  
} ; c6y>]8_  
,dVJAV7v  
3-kL0Q["  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 sYvlf0  
IS;[oJef  
template < typename Func, typename aPicker > ,mC=MpfzJ  
class binder_1 9`? M-U  
  { V'UFc>{o  
Func fn; PtzT><  
aPicker pk; F" 4;nU  
public : j |o&T41  
:uC9 #H"b  
template < typename T > S/RChg_L5  
  struct result_1 (Jk[%_b>_  
  { b)E<b{'W  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;  o|#F@L3i  
} ; [,MK)7DU  
0"ooHP$1  
template < typename T1, typename T2 > tF./Jx]_  
  struct result_2 pF8+< T3y  
  { ELG9ts+5Uj  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; G%= gCR  
} ; (hIo0 .  
Y]uVA`%"b  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 5r~hs6H  
v (S h+p  
template < typename T > rw0s$~'  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const t~) g)=>  
  { 4Tx.|   
  return fn(pk(t)); ]<c\+9  
} .~q>e*8AH  
template < typename T1, typename T2 > /^bU8E&^M  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const n[# **s  
  { 7VWy1  
  return fn(pk(t1, t2)); ra_v+HR7  
} j'hWhLax  
} ; I:YgKs)[  
e#k)F.TZ:%  
 acQHqR  
一目了然不是么? jB0Ts;5  
最后实现bind _{eA8J(A<  
G-;EB  
?du*ITim  
template < typename Func, typename aPicker > m&be55M;  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 3"k n5)x  
  {  3SPXJa\i  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 6K=}n] n  
} D]|{xKC}  
-z se+]O`  
2个以上参数的bind可以同理实现。 UFUEY/q  
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。 \ Z5160  
9U=6l]Np  
十一. phoenix =A$d)&  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: *19a\m=>oi  
q9a6s {,  
for_each(v.begin(), v.end(), sOS^  
( TqOH(= {  
do_ J(= y$8xje  
[ (N)>?r@n`  
  cout << _1 <<   " , " !T8sWMY  
] 1rLxF{,  
.while_( -- _1), #YK3Ogb,  
cout << var( " \n " ) d3#e7rQ8  
) {SRD\&J[  
); fE3%$M[V7  
8LXK3D}?3  
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: )V*`(dn'zm  
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 ?U1Nm~'UZ  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 T1x67 b u  
那么我们就照着这个思路来实现吧: NX:\iJD)1U  
JLjs`oq h  
}_@p`>|)rB  
template < typename Cond, typename Actor > -9o7a_Z  
class do_while +RkXe;q  
  { 2k&Voa  
Cond cd; Pt-O1$C[  
Actor act; aYWUwYB$  
public : /~c9'38  
template < typename T > pEX Q  
  struct result_1 1&9w]\Ae7l  
  { &0J8I Cd=  
  typedef int result_type; l7IF9b$c  
} ; 2pP"dX  
]&P 4QT)f  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} }"v#_vJfz7  
>}JEX]V  
template < typename T > }LLQ +  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 'SrDc'?  
  { 4nh0bIN1  
  do HYY+Fv5  
    { Q|2*V1"r<2  
  act(t); t"e%'dFv  
  } NZFUCD)  
  while (cd(t)); :()K2<E  
  return   0 ; OIjG`~Rx  
} DNyt_5j&:  
} ; _?$w8 S%  
0(&Rm R  
v!3Oq.ot  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). F|o 1r  
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。 78?cCj{e  
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。 d5R2J:dI  
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。 %Q;:nVt  
下面就是产生这个functor的类: ,\d03wha  
eW}-UeT  
sN5Mm8~  
template < typename Actor > +~M.Vs X  
class do_while_actor ?Jgqb3+!o  
  { C 20VSwd  
Actor act; 8E9k7  
public : CoWT  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} QA)W(1  
|8GLS4.]t  
template < typename Cond > .1ep8O<  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; #cb9g   
} ; wjT#D|soI  
r/HG{XH`  
mS0;2x U  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ;<xPzf  
最后,是那个do_ 7_rDNK@e  
 u bZ`Y$  
^v:XON<  
class do_while_invoker Ay%]l| Gm  
  { nB5^  
public : g9d/nR X&  
template < typename Actor > q~*|Wd'&  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const o? K>ji!  
  { ]"j%:fr  
  return do_while_actor < Actor > (act); !d[]Qt%mA  
} oU*e=uehj  
} do_; Y ._O m}H  
-B-HZ_  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? C]ax}P>BQ  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 M*~XpT3  
最后来说说怎么处理break和continue #]^M/y h  
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。 s5MG#M 9  
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 或 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