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
  • 6781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 -(?/95 Y  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 qzNb\y9G  
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, {H[N|\  
%pq.fZ I   
F_:zR,P%#  
1ygEyC[1  
  class filler N 5Om~D  
  { `ZEFH7P  
public : f> Jj5he/  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} r]cq|Nv8:  
} ; ]'Eg2(wy  
=5Db^  
Vv+nq_  
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: u]NsCHKlT  
trrNu  
T2Z$*;,>T  
}:faHLYT  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); u|}\Af  
n(Nu  
(Z$7;OAI  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 .Xp,|T  
B(Yg1jAe  
w~Q\:<x&~Z  
Wo&22,EB  
二. 战前分析 K>.}>)0  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 ?9{^gW4|  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 W'@G5e  
%!Eh9C*  
`uPO+2  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ^}$t(t  
  /* --------------------------------------------- */ N~/X.D4e#  
vector < int *> vp( 10 ); 'Iw`+=iVz  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); "vybVWEE  
/* --------------------------------------------- */ i5le0lM  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); W gyRK2#!  
/* --------------------------------------------- */ Pq+|*Y<|&  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); geK;r0(f  
  /* --------------------------------------------- */ C {*?  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); [x 7Rq_^  
/* --------------------------------------------- */ ;q-c[TZC  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); Cu%BU}(  
>b\|%=(x!*  
~`e!$=  
Pn^:cr|  
看了之后,我们可以思考一些问题: aOg9Dqtg)f  
1._1, _2是什么? A*0X ~6W  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 +arh/pd_I  
2._1 = 1是在做什么? [.|& /O  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 [K #$W  
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。 ~H\P0G5GA  
-ABj>y[  
_`=qc/-0  
三. 动工 5,XEN$^  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: bl!pKOY  
f 1SKOq  
W<&/5s  
lW-G]V  
template < typename T > rV"3oM]Lo  
class assignment Nz{qu}dt  
  { $Xo_8SX,  
T value; MbYgGE,LA  
public : ,.{M1D6'R`  
assignment( const T & v) : value(v) {} IW n G@!  
template < typename T2 > `Qb!W45  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } ~-sgk"$  
} ; #QlxEs#%  
qYe`</  
Se[=$W  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ecl6>PS$'  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment y /8iEs  
)ty>{t  
c9H6\&  
M3KK^YRN  
  class holder ,>(X}Q  
  { 0*P-/)o x  
public : \s8h.xjU  
template < typename T > # r>)A  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const _G4 U  
  {  !N\_D  
  return assignment < T > (t); \g]rOYW  
} JUGq\b&m  
} ; yp]vDm  
wk'(g_DP  
[xfg6  
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: _,F\%}  
uUBUUr  
  static holder _1; -=:tlH n  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 o^uh3,.  
U\{I09@E 0  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); wuCZz{c7  
而不用手动写一个函数对象。 *.$ov<E.  
b+AxTe("  
,{"K^  
CucW84H`J  
四. 问题分析 [D?xd/G  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 8j]QnH0&  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 ga1b%5]v.  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 v7+|G'8M`  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 lzFg(Ds!f  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 uRuu!{$  
]=|iO~WN  
五. 问题1:一致性 3uvl'1(%J  
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?| Iw$T'I+4W  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 +K=RMqM-8  
~d3BVKP5  
struct holder >9g^-~X;v  
  { =AHV{V~  
  // f4X}F|!h  
  template < typename T > S]&i<V1qX  
T &   operator ()( const T & r) const JO87rG  
  { :w4H$+j  
  return (T & )r; HW6Cz>WxOW  
} z;0]T=g  
} ; Np~qtR  
SN QLEe  
这样的话assignment也必须相应改动: O1]XoUH<  
Eh`W J~  
template < typename Left, typename Right > 1-!|_<EW1  
class assignment I= z+`o8  
  { 2NL|_W/  
Left l; zzKU s"u  
Right r; ~3Z(0 gujD  
public : ~vR<UQz  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} fG7-0 7  
template < typename T2 > 3bugVJ9 3  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } A_6Dol=J@  
} ; \>eFs} Y/  
.9!&x0;  
同时,holder的operator=也需要改动: Ujly\ix`  
aUBu"P$J  
template < typename T > \ItAc2,Fl  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const KkHlMwv  
  { 7nPm{=B G  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); ~-(X\:z}  
} afcyAzIB&  
3'`X_C|d53  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 eR8>5:V_  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 .aIFm5N3?  
Qnp.Na[JV  
return l(rhs) = r; gm&O-N"= U  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 ?Vr~~v"fg8  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: N<lf,zGw  
L\kT9wWK|  
template < typename Tp >  PuU<  
class constant_t VzFzVeJ  
  { jM(!!A jpC  
  const Tp t; xJ|Z]m=d   
public : 4b$m\hoN  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} *WXqN!:  
template < typename T > ;W#/;C _h  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const $Jj0%?;  
  { e-o$bf%  
  return t; ?x =Sm|Ej  
} mZ t:  
} ; t+SLU6j,  
V-9z{  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 2HvzMo-4  
下面就可以修改holder的operator=了 [$GQ]Y  
C}mWX7<Z.  
template < typename T > E;x~[MA  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const |=}v^o ZC  
  { ,}42]%$ G  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); iJK rNRj  
} SxCzI$SGu  
'Xzi$}E D  
同时也要修改assignment的operator() @-qC".CI  
g7W\  &  
template < typename T2 > rO{"jJ  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } bYH! P/  
现在代码看起来就很一致了。 -[`FNTTV C  
GB_ m&t  
六. 问题2:链式操作 #8jH_bi  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 6Bm2_B  
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。 TDQh^Wo  
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。 gb0ZGnI  
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;(h  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct T)B1V,2j=  
;42D+q=s  
template < typename T > P X<,/6gz  
struct result_1 &9'JHF!l  
  { Q,`Y  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 0Z{(,GU  
} ; jNNl5.  
.el_pg  
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: WH$ Ls('  
Pjff%r^  
template < typename T > xX.Ox  
struct   ref rzqUI*4%  
  { Zb#  
typedef T & reference; gB@Wv9 1  
} ; a[8_ O-   
template < typename T > h(G(U_V-Od  
struct   ref < T &> :PaFC{O)*  
  { Q$9`QY*6"p  
typedef T & reference; Swua dN  
} ; #Y*AGxk  
/(nA)V( :  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: c~|/,FZU'  
fwQ%mU+  
template < typename T > HF\L`dJX?  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const /aJl0GL4!  
  { qwaw\vOA  
  return l(t) = r(t); y K&)H+v  
} j{P,(-  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 rd 1&?X  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 X6<HNLgra  
GW{Nc !)  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 {+t'XkA  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: X>|.BvY|  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 9HEc=,D|  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 gi@+2 7;  
最后的布局是: W^+b gg<.  
                Add 5#f&WL*U@  
              /   \ nhCB ])u8l  
            Divide   5 J= |[G'  
            /   \ 28BiuxVW  
          _1     3 |ns^' q  
似乎一切都解决了?不。 ?\#4`9  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 `?6m0|\@  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 G%kXr$?W  
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: <qRw! 'S^  
3^su%z_%  
template < typename Right > H_8@J  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const BkqIfV%O  
Right & rt) const BS|-E6E<  
  { dF.T6b  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); @xkM|N?  
} X}usyO'pW  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 b]g.>$[nX  
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。 "?9fL#8f*!  
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。 ?<LG(WY  
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。 X7 Za Q .  
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。 !7 ^He3  
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? }> 1h+O  
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: [ $"iO#oO  
\A~  '&  
template < class Action > 4*9Dh  
class picker : public Action iN {TTy  
  { .N+xpxdG,  
public : XWUT b\@  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ^LcI6 h  
  // all the operator overloaded =4%C?(\  
} ; Qom@-A  
f%}+.e D  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 EqmJXDm  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: 6aK--k  
x> q3w# B  
template < typename Right > OLR1/t`V  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const FXSDN268  
  { Y}#^n7*w~  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); pnG8c<  
} D8#q.OR]  
{pg@JA  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 1!C,pXU#:  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 @} Z/{Z[@  
G7202(w <  
template < typename T >   struct picker_maker (hV"z;rI  
  { C/vLEpP{(/  
typedef picker < constant_t < T >   > result; ;' W5|.ZN  
} ; ).S<{zm7  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > F@lpjW  
  { bOdv]nQ1  
typedef picker < T > result; Rp|&1nS  
} ; BT1'@qF  
3.H-G~  
下面总的结构就有了: dtBV0$  
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。 _Kj.  
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。 Mfr#IzNHN  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 7EO&:b]  
至此链式操作完美实现。 C4uR5U  
KEN-G  
Ju[`Qw`I  
七. 问题3 t5APD?5 c  
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。 A m1W<`  
-8jqC6mQ  
template < typename T1, typename T2 > r97[!y1gt  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const eM"mP&TTL  
  { B3t>M) 9  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); NETC{:j  
} TjK5UML  
7qz-RF#s8  
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: 9tEKA|8  
@b{u/:y  
template < typename T1, typename T2 > 5; [|k$ v  
struct result_2 EI.Pk>ZIm  
  { sr+mY;   
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; aF"Z!HD  
} ; L,pSdeq  
-\$cGIL  
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? y;Ln ao7i  
这个差事就留给了holder自己。 \=V[ba:q  
    %pkq ?9  
uW9M&"C~  
template < int Order > PEt8,,x<"  
class holder; da'E"HN@G~  
template <> )o</gt)  
class holder < 1 > U(=9&c@]  
  { s)8M? |[`I  
public : n{r#K_  
template < typename T > WbWW=(N'd  
  struct result_1 f$|v0Xs  
  { 2\\3<  
  typedef T & result; KBq aI((  
} ; v@uaf=x-  
template < typename T1, typename T2 > G1_@! 4  
  struct result_2 67\Ojl~(1  
  { T$8~9 qx  
  typedef T1 & result; s [F' h-y  
} ; nSQ}yqM)  
template < typename T > +Cg"2~  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const sVdK^|j  
  { ^r_lj$:+$  
  return (T & )r; 51 +M_ ~  
} u<shhb-  
template < typename T1, typename T2 > zHOE.V2Qo  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const * m&: Yje  
  { `s> =Sn&UP  
  return (T1 & )r1; ,Zf!KQw  
} r82o[+$u0K  
} ; ?wf+{x-dPP  
}`N2ZxC0AQ  
template <> kTZx-7~  
class holder < 2 > rYFau1  
  { 0yC`9g)(  
public : /Ej]X`F  
template < typename T > nlebFDb7  
  struct result_1 42>m,fb2[  
  { 51M^yG&M  
  typedef T & result; XCIa2Syo  
} ; r%,H*DOu  
template < typename T1, typename T2 > {rvbo1t  
  struct result_2 IiK(^:~%  
  { Lcs{OW,  
  typedef T2 & result; 2>}\XKF).  
} ; d$_q=ywc  
template < typename T > #jLaIXms  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const WTD49_px  
  { H : T N  
  return (T & )r; J/x@$'  
} !-5S8b  
template < typename T1, typename T2 > 9S1Ti6A  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 80$0zbw$  
  { hyOm9WU  
  return (T2 & )r2; @v ~ Pwr!  
} 2b#(X'ob  
} ; &=-e`=qJ'6  
A }-&C  
P*SCHe'  
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> >。 /:y2Up-  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: l7'{OB L  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: #A3v]'7B  
3u4*ofjE5  
return l(i, j) = r(i, j); 98A(jsj  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) G*(K UG>  
#H;hRl  
  return ( int & )i; z9M.e.  
  return ( int & )j; $,KP]~?  
最后执行i = j; AbF(MK=i  
可见,参数被正确的选择了。 7!r#(>I6?1  
7 DY WdDX  
3ximNQ} S  
Q sg/ V]  
"]T$\PJun  
八. 中期总结 ={`CH CI  
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: n5v'  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 e"fN~`NhY  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 J%\- 1  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor gMs+?SNHAh  
*K(k Kph  
x6^l6N  
X*!Dc,0.k  
dn ZzA  
KdT[*-  
九. 简化 *;hY.EuoFz  
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。 i<T P:  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 q^ a|wTC  
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: ebN(05ZV  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 e Om< !H  
  +-*/&|^等 OM.k?1%+M  
2. 返回引用。 XXW]0{k:y  
  =,各种复合赋值等 BXg!zW%+  
3. 返回固定类型。 |h&<_9  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) u8YB)kG  
4. 原样返回。 *@_u4T7|{  
  operator, B<|VeU  
5. 返回解引用的类型。 }* QO]_U?  
  operator*(单目) _eJXi,  
6. 返回地址。 0K<x=-cCB  
  operator&(单目) I-b_h5ZD6  
7. 下表访问返回类型。 7J9l.cM3  
  operator[] ^GMJ~[]  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 9W!8gCs  
  operator<<和operator>> Hjs }  
~U6" ?  
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。 ]3*P:$Rq  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: w *50ZS;N  
A1^Ga5 B>  
template < typename Left > +TC1nkX  
struct value_return =/FF1jQ  
  { y 'OlQ2U  
template < typename T > i+f7  
  struct result_1 *5'.!g('  
  { NYBe"/}GS  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; E&*: jDg  
} ; 0n3D~Xzd  
[,=d7*b(l  
template < typename T1, typename T2 > 8j%'9vPi  
  struct result_2 z3a-+NjDm  
  { -G9|n#zCU  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; jM~Bu.7 i6  
} ; _\.{6""  
} ; t<nFy  
%Rp8{.t7  
7^$)VBQ/  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait {`% hgR  
P z ?m>>#  
下面我们来剥离functor中的operator() P;vxT}1  
首先operator里面的代码全是下面的形式: %KtU1A(["  
&D]p,  
return l(t) op r(t) Yi(1^'Bi  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) jin db#)bz  
return op l(t) I"@p aLZ  
return op l(t1, t2) ;QBh;jg4  
return l(t) op !9;)N,  
return l(t1, t2) op !:WW  
return l(t)[r(t)] 8d!GZgC8R  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] )%mg(O8uL  
dC.bt|#Oz  
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: ~6`iY@)  
单目: return f(l(t), r(t)); ~i ,"87$[  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); pr tK:eGe2  
双目: return f(l(t)); h[kU<mU"T  
return f(l(t1, t2)); qP3q  
下面就是f的实现,以operator/为例 F";.6%;AC  
gl{B=NN  
struct meta_divide hmpr%(c`  
  { d"E^SBO&  
template < typename T1, typename T2 > ^C/  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) rh!;|xB|+  
  { }4&/VvN  
  return t1 / t2; +5!&E7bcd  
} m^V5*JIh  
} ; :ofBzTNwZ  
N\NyXh$  
这个工作可以让宏来做: *27*>W1  
%Jp|z? [/  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ F]EBD8/b  
template < typename T1, typename T2 > \ Io  n~  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; wM~H(=s`D  
以后可以直接用 WBr59@V  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ]y#3@  
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 \?**2{9&)  
(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。。。) (W[V? !1  
:nA.j"@  
PL X>-7@  
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 =>iA gp'#  
H1/?+N}(  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > AY,].Zg[  
class unary_op : public Rettype *JX;|S  
  { k*?I>%^6#T  
    Left l; nXy>7H[0  
public : g%nl!dgS  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} */^QH@P  
P 43P]M2  
template < typename T > K2{aNv R)t  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 424(3-/v;  
      { l12{fpm  
      return FuncType::execute(l(t)); - e"jw#B  
    } oGa^/:6L  
zZ=pP5y8  
    template < typename T1, typename T2 > ZfrVjUB  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const H+E$:)gN  
      { #bH_Dg5I  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); T 20&F  
    } <-'$~G j  
} ; I,yC D7l_  
Ep9W-n?}  
`h:34RC;  
同样还可以申明一个binary_op >-8cU_m7s  
",6M)3{|c  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > UT0){%2@  
class binary_op : public Rettype >P6BW  
  { VTy9_~q  
    Left l; WOzf]3Xcj  
Right r; &>d:R_Q]  
public : SZaS;hhhHu  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} #$1Z  
jTO), v:w  
template < typename T > y!tC20Q   
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 1 zw*/dp  
      { f+8wl!M+6  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); X+UJzR90  
    } #(An6itl  
ry9T U  
    template < typename T1, typename T2 > 9mA{K    
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const PB;eHy  
      { !;?+>R)h  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); i&{DOI%w  
    } dXF^(y]l  
} ; AbZKYF P  
~e6Brq  
h1'\:N`  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 i3rH'B -I.  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 hjZKUM G(k  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) !1e6Ss  
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。 6I@h9uIsze  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! nBk)WX&[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。。。 B95B|tU>.  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ZYC<Wb)I  
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) 8F._9U-EN  
下面是修改过的unary_op YW7b)u Yf  
#O+),,WS  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > EK4d_L]I  
class unary_op C.FI~Z  
  { PYGRsrcFd#  
Left l; 30SW\@  
  j KoG7HH  
public : x QIq^/F0  
V#iPj'*   
unary_op( const Left & l) : l(l) {} Za 1QC;7  
:Of^xj>A  
template < typename T > +F^^c2E  
  struct result_1 q^Y-}=w  
  { )c)vTZy  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; dw*_(ys  
} ; zzX_q(:S  
k7T`bYv  
template < typename T1, typename T2 > 7eAX*Kgt<_  
  struct result_2 -4 SY=NC_  
  { d8c=L8~jt  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; R=QZgpR  
} ; {0WHn.,2Y  
:51/29}  
template < typename T1, typename T2 > R}!:'^  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const `~By)?cT_>  
  { f=WDR m]  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); G;l_|8<t#\  
} 67Th;h*sh  
w|K'M?N14  
template < typename T > NgP&.39U  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ~ v|>xqWV  
  { oYm[V<nIl  
  return OpClass::execute(lt(t)); 8~@c)Z;  
} [J?aD`{#O  
P&*2pX:  
} ; SC)g^E#  
]H+8rY%+  
P*3BB>FO   
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 $#9;)8J  
好啦,现在才真正完美了。 e?8FN. q  
现在在picker里面就可以这么添加了: ] Zy5%gI  
i#vYyVr[  
template < typename Right > %N>%!m  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const jtW!"TOY  
  { CVL3VT1j0  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 3u*4o=4e  
} w"-Lc4t+  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 ,9zjFI  
s %j_H  
M_/7D|xl/T  
7QiIiWqIWC  
[+n*~  
十. bind !Prg_6 `  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 e D?tLj  
先来分析一下一段例子 ^/I 7|u]  
PNgY >=Y  
n|9-KTe7|*  
int foo( int x, int y) { return x - y;} ,Z&xNBX  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 R3gdLa.  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 )r xX+k+b/  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 x[ ~b2o  
我们来写个简单的。 "O3tq =Q  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ~ =M7 3U#  
对于函数对象类的版本: v_+{'F  
C~,a!qY  
template < typename Func > &^ 1$^=  
struct functor_trait $p#Bi-&  
  { {6|38$Rl  
typedef typename Func::result_type result_type; i [7\[  
} ; &Cr:6W@A  
对于无参数函数的版本: mqD}BOif  
f phv  
template < typename Ret > @ym v< Mo  
struct functor_trait < Ret ( * )() > md)c0Bg8~  
  { ;DqWh0  
typedef Ret result_type; c}lb%^;)E  
} ; ^ Edfv5  
对于单参数函数的版本: I&#| w"/"U  
7zXvnxYE  
template < typename Ret, typename V1 > CGW.I$u  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Hq'`8f8N  
  { #xsE3Wj-X  
typedef Ret result_type; aL+ o /  
} ; n\Z!ff/  
对于双参数函数的版本: k+# %DK  
H%qsjB^  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 0gW"i&7c  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > :3v}kLO7|  
  { ?8npG]L)  
typedef Ret result_type; ` 06;   
} ; 2e+UM$  
等等。。。 pnl{&<$C%C  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 9vuyv*-}e  
*'Sd/%8{  
template < typename Func > *v;2PP[^  
struct func_return mitHT :%r2  
  { $ Xv*,Bq  
template < typename T > cvn@/qBq*t  
  struct result_1 LM:vsG  
  { L*Tj^q!t+  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; zGb|)A~,  
} ; 8bTn^!1  
?&8^&brwG  
template < typename T1, typename T2 > 2%DSUv:H%  
  struct result_2 .[]r}[lU  
  { (yH'{6g\  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 0IsPIi"7  
} ; v [wb~uw\  
} ; F|S Xn\  
z Xg3[orF  
]J1dtN=  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ep!Rf:  
CuaVb1r  
template < typename Func, typename aPicker > &|s0P   
class binder_1 {3|t;ZHk  
  { %|s; C  
Func fn; KoOz#,()  
aPicker pk; :i0uPh\0  
public : >~''&vdsk\  
{BP{C=p  
template < typename T > OV1_|##LC  
  struct result_1 w#ZoZZ wh  
  { ;"a=gr  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; :tz#v`3o  
} ; +5w))9@  
-WY<zJ  
template < typename T1, typename T2 > :vmH]{R  
  struct result_2 !S$:*5=&  
  { GA$V0YQX  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; =ElO?9&  
} ; Ansk,$  
GB23\Yv  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} K?6jXJseb  
f/U`  
template < typename T > /MIe(,>Uh  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const +KF^Z$I  
  { .yMEIUm  
  return fn(pk(t)); pd:WEI ,  
} ^7 w+l @  
template < typename T1, typename T2 > F|IAiE  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const +>8'mf  
  { 8+~ >E  
  return fn(pk(t1, t2)); 1jx:;j  
} _?-E7:Sw  
} ; +! ]zA4x  
@bi}W`  
Y[ j6u\y  
一目了然不是么? )%`c_FL@N=  
最后实现bind oTEL?hw5  
G'nmllB`]  
l3{-z4mw  
template < typename Func, typename aPicker > |T<_5Ik  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) Q{O+  
  { OyStqi  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 0%32=k7O[  
} lXx=But  
J-[,KME_^  
2个以上参数的bind可以同理实现。 IDad9 Bx  
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。 MS nG3]{z  
ZFi ee|,q  
十一. phoenix *1ilkmL%  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Ja|5 @  
^\hG"5#  
for_each(v.begin(), v.end(), ~G)S   
( SUMrFd~  
do_ P:hBt\5B  
[ ]>W6 bTK  
  cout << _1 <<   " , " 9# 23FK  
] X1:V<,}"  
.while_( -- _1), Oz w.siD  
cout << var( " \n " ) C>]0YO k2  
) mbKZJ{|4s  
); UZWioxsKr+  
v|Pv 03%?7  
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: @CNi{. RX  
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 7dN*lks  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 2\)xpOj  
那么我们就照着这个思路来实现吧: &r[`>B{tP  
q?Cnav`DY  
Ij 79~pn  
template < typename Cond, typename Actor > # ncRb  
class do_while "0$a)4]  
  { ru'F6?d  
Cond cd; 8mCxn@yV  
Actor act; @hl.lq  
public : 9,c(y sv"  
template < typename T > S\^P ha q  
  struct result_1 i9rN9Mq?O  
  { \Yy$MLs  
  typedef int result_type; W}nlRbN?  
} ; [Hx0`Nc K  
B=U 3  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} *HU &4E\a  
0q^>ZF-@  
template < typename T > QfmJn((  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const We)xB  
  { )i6mzzj5  
  do 6 [k\@&V-  
    { at@G/?  
  act(t); 87=&^.~`  
  } O],T,Z?z  
  while (cd(t)); cv8L-Z>x.=  
  return   0 ; k3~}7]O)  
} 3\AU 72-  
} ; b}\N;D.{  
3N 8t`N  
#+JG(^%B  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). #OZ>V3k  
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。 97Lte5c6r  
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。 tE.FrZS  
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。 P)"noG_'i  
下面就是产生这个functor的类: >d@&2FTO  
i|c'Lbre`  
ht|z<XJ  
template < typename Actor > vp1941P  
class do_while_actor 'Jiw@t<o3`  
  { 8<5]\X  
Actor act; }I2wjO  
public : ysJQb~2q  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} ^9m\=5d  
zofa-7'Bn  
template < typename Cond > w2Us!<x  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 90Pl$#cb2  
} ; ]E7F /O/.  
,aOl_o -&  
8Pfb~&X^Ws  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 svsqg{9z  
最后,是那个do_ ^/)^7\@  
dW)B1iUo!  
Yf:IKY  
class do_while_invoker 4hO!\5-w:  
  { AmvEf  
public : 0\H\lKcK  
template < typename Actor > oxC[F*mD  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const au N6prGe  
  { u$h 4lIl  
  return do_while_actor < Actor > (act); r~E=4oB7  
} t\?ik6  
} do_; iyA'#bE-  
>i_ 2OV  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? &@G:G(  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 Hek*R?M|  
最后来说说怎么处理break和continue 6q*9[<8  
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。 W~6EEyD%  
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