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
  • 7229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 Mnz!nWhk  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 g q}I[N  
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, 1xbK'i:-S  
e][B7wZ  
5Pd"h S  
7hi"6,  
  class filler >2Jdq  
  { ,WG<hgg-U)  
public : fuA&7gNC  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} &3$z4df  
} ; m^#rB`0;L  
nIoPC[%_  
`8I&7c  
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: L W;heO"  
%^8^yZz  
/-qxS <?o  
jWY$5Vq<H  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); CXO2N1~(J  
?@6/E<-Z$  
Vg>(  Y,  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 gF0q@My~  
]\xy\\b/`  
]_8qn'7  
<]T`3W9  
二. 战前分析 qKE:3g35  
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。 IR-dU<<9O  
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 ]Z oD'-,  
rS?pWTg"8  
zt<WXw(  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Cxcr/9  
  /* --------------------------------------------- */ r} P<iX   
vector < int *> vp( 10 ); +]|Z%;im  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 9&2Vm;F_  
/* --------------------------------------------- */ !Mu|mz=  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); v9D22,K-  
/* --------------------------------------------- */ x&`~R>5/  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); Da v PYg  
  /* --------------------------------------------- */ oh KCdT~  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); q-rB2  
/* --------------------------------------------- */ ,i0b)=!o  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); \o Eo~  
\/SQ,*O  
}?@rO`:EF+  
LS5vW|]w  
看了之后,我们可以思考一些问题: :mS# h@l  
1._1, _2是什么? 2<][%> '  
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。 (s1k$@d  
2._1 = 1是在做什么? |8.(XsN  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 X5]TY]  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 +4,2<\fX  
Kv rX{F=  
3VUWX5K?  
三. 动工 +R\vgE68  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: c(/VYMJZ&  
I0'[!kBF|  
g >'p>}t  
rx5B=M  
template < typename T > 1O!/g  
class assignment gxT4PQDy  
  { {w8 NN-n  
T value; %&Fk4Z}M  
public : +*n-<x5"  
assignment( const T & v) : value(v) {} xESjM1A)  
template < typename T2 > 8 :o<ry  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } ,j?.4{rHJ  
} ; k`{@pt.  
tdEnk.O  
4:sjH.u<  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 sjM;s{gy  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment r,]#b[:.s|  
yg2uC(2  
t'~/$=9}  
.,i(2^  
  class holder 2qHf'  
  { rFZrYm  
public : `$YP<CJeq  
template < typename T > z*a8sr  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const ph}j[Co  
  { g'l?~s`SB  
  return assignment < T > (t); )%X;^(zKM  
} j6,ZEm  
} ;  8*c3|  
e*  
ZO7&vF}  
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: ur\qOX|{  
ycJg%]F*5  
  static holder _1; $LHa?3  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 {&[9iIf  
8*SP~q  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); jhGlG-^  
而不用手动写一个函数对象。 jDRe)bo4  
s 1ge0~p3  
#Ch;0UvFF  
3:5DL!Sm8J  
四. 问题分析 |3{&@7  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 npDIX  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 @-)tM.8~  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 #RMI&[M  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 =l9T7az  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 >m'x8xB=  
vZ#!uU^a:  
五. 问题1:一致性 C*X G_b ]  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| u=&Bmn_  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 W0zbxJKjd  
[,~TaP}m  
struct holder -/D|]qqHm  
  { e.o;eD}"  
  // o+?r I p  
  template < typename T > [Qdq}FYr  
T &   operator ()( const T & r) const 3I|3wQ&#(  
  { q+a.G2S  
  return (T & )r; =6=_/q2  
} ;50_0Mv;(:  
} ; )2Hff.  
'(#g1H3  
这样的话assignment也必须相应改动: aj ~bt-cE  
eV6o3u:9  
template < typename Left, typename Right > }E}8_ 8T6  
class assignment &*&?0ov^"  
  { "Jy~PcJZ1  
Left l; n(lk dw  
Right r; O}#yijU3e  
public : oh#> 5cA8  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} eX2<}'W<  
template < typename T2 > Ra3ukYG[  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } [rreFSy#@  
} ; np WEop>  
o0p T6N)  
同时,holder的operator=也需要改动: 5M23/= N  
g6sjc,`  
template < typename T > PK&2h,Cu+  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const )~rB}>^Z  
  {  uu%?K@Qq  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); #^&jW  
} W3Ulewa  
(\dK4JJ  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。  yu ,h\  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 P` '$  
YCw('i(|  
return l(rhs) = r; l[/q%Ca'>  
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。 rwpgBl  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: m&R"2t_Z  
^GYq#q9Q  
template < typename Tp > 4?/7 bc  
class constant_t nDlO5 pe"d  
  { IbWPlbH  
  const Tp t; L"rcv:QWZa  
public : g-yi xU  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ~4)Y#IxL  
template < typename T > X^< >6|)  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 16@);Ot  
  { -{9Gagy2&  
  return t; 9DEh*%q  
} +=8X8<Pu  
} ; ggou*;'  
Zj-BuE&@f  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 &.*uc|{  
下面就可以修改holder的operator=了 daOS8_py  
C>*n9l[M~  
template < typename T > 98*x 'Wp  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const %{STz  
  { ]@SU4  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); eO{@@?/y  
} D&*LBQ/K  
kb|eQtH  
同时也要修改assignment的operator() v3JPE])/  
[F|+(}  
template < typename T2 > vSM_]fn  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } bV3lE6z  
现在代码看起来就很一致了。 ):bu;3E  
|5 xzl  
六. 问题2:链式操作 =w <VT%  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 y3yvZD  
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。 jX|=n.#q  
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。 \>)f5 gV@  
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。 -3mgza  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ^'B-sz{{  
vF>gU_gz.  
template < typename T > U1Yo7nVf  
struct result_1 #'>?:k  
  { .v,bXU$@YG  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; JIUtj7 HQ  
} ; m4gU*?  
{Bvm'lq`  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: !"! i i$@  
nC~fvyd<P  
template < typename T > 8^w/HCC8O  
struct   ref ozxYH],  
  { 9bEM#Hj  
typedef T & reference;  E&%jeR  
} ; ;i9>}]6  
template < typename T > 0 [i+  
struct   ref < T &> =hcPTU-QU  
  { 1D$::{h  
typedef T & reference; Z}[xQ5  
} ; a RKv+{K  
d~<QAh#rG  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: bm}+}CJ@#0  
5w-JPjH  
template < typename T > ?f@ 9nph  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const dwp: iM  
  { ycjJbL(.  
  return l(t) = r(t); =xBT>h;  
} jm> U6  
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。 ja75c~RUw  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 {{E jMBg{  
}Z-I2 =]  
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 o PaZ  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: \[T{M!s  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 f N0bIE Y  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 +\U]p_Fo3  
最后的布局是: O!] ;_q/  
                Add  ,F}r@  
              /   \ &Y=.D:z<  
            Divide   5 c `ud;lI  
            /   \ A|C_np^z2  
          _1     3 fM{1Os  
似乎一切都解决了?不。 o4'Wr  
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。 C.HYS S  
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。 {~nvs4X  
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: 8{@`kyy|  
(0g7-Ci  
template < typename Right > &<=e_0zT  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const gr\@sx?b  
Right & rt) const L1F###c  
  { NGj"ByVjx  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 3]_qj*V  
} Q!x`M4   
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ;24'f-Eri  
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。 qM*S*,s  
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。 TC@bL<1  
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。 @9<S*  
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。 0`Gai2\1@  
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? C{)HlOW  
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: N GSS:  
!Z-9tYO  
template < class Action > 3/l\ <{  
class picker : public Action 4$F:NW,v:)  
  { Lxz  
public : K{N%kk%F  
picker( const Action & act) : Action(act) {} [NZ-WU&&LP  
  // all the operator overloaded g#Mv&tU  
} ; %GS\1 Q%  
+Tp%5+E  
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。 k}-]W@UCa?  
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: i[8NO$tN1)  
$kIo4$.Y$  
template < typename Right > IyT ?-R  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 363cuRP  
  { s1Okoxh/!V  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); /_HwifRQ  
} QS5H >5M)  
1GUqT 9)  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > s{cKBau  
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。 p; F2z;#  
2 mSD"[%  
template < typename T >   struct picker_maker Kc-Y  
  { @7 )Z  
typedef picker < constant_t < T >   > result; VOg/VGJ  
} ; R|$[U  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > hc6.#~i  
  { \ U Ax(;  
typedef picker < T > result; Y=3X9%v9g  
} ; ckAsGF_B~!  
X:R%1+&*  
下面总的结构就有了: m:b^,2"g  
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。 T ^N L:78  
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。 D7M0NEY  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 6EZ1YG}  
至此链式操作完美实现。 L)1C'8 ).  
r7RU"H:j8  
Z6NJ)XQy6F  
七. 问题3 K q/~T7Ru  
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。 aN:HG)$@  
{zY`h6d  
template < typename T1, typename T2 > K/Sq2:  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Lr wINVa  
  { 32s5-.{c/f  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); y{YXf! AS  
} ;x,+*%  
)-)ss"\+Ju  
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: ?_8%h`z  
fVG$8tB  
template < typename T1, typename T2 > -g9^0V`G  
struct result_2 )\D2\1e(c  
  { W^003*m~~K  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; T=^jCH &  
} ; n}=rj7  
tF<^9stM  
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? hx*HY%\P  
这个差事就留给了holder自己。 >'eB2  
    t3pZjdLJd  
B%TXw#|  
template < int Order > ]bs+:  
class holder;  V+peO  
template <> p(~Y" H  
class holder < 1 > W]Y@WKeT  
  { GSC{F#:z  
public : Tt{U"EFO  
template < typename T > A*rZQh b[  
  struct result_1 A<mj8qz  
  { f3/SO+Me}  
  typedef T & result; YR?3 61FK  
} ; ;I[ht  
template < typename T1, typename T2 > Y||yzJdC  
  struct result_2 8mk}nex  
  { a3Z :C!|O'  
  typedef T1 & result; y>>vGU;  
} ; c!tvG*{  
template < typename T > di"C]" ;  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 5ze`IY  
  { K5 5} Wi  
  return (T & )r; C(EYM$  
} }A^ 1q5  
template < typename T1, typename T2 > +fC#2%VnU  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const )?F $-~7  
  { 6e-#XCR{  
  return (T1 & )r1; $dlnmNP+  
} f0/jwfL  
} ; ?H y%ULk  
BjH~Ml2  
template <> _Wm(/ +G_|  
class holder < 2 > I~d#p ]>  
  { u(8_[/_B  
public : S9 $o  
template < typename T > [B}1z  
  struct result_1 c_@XQ&DC`  
  { =$^Wkau  
  typedef T & result; _L?v6MTj  
} ; @*CAn(@#N  
template < typename T1, typename T2 > *eHA: A_I  
  struct result_2 8FxcI!A@  
  { 6.7`0v?,n  
  typedef T2 & result; H;b8I  
} ; J!=](s5|  
template < typename T > q,<n,0)K  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const \?bwm&6+r  
  { WpXODkQL  
  return (T & )r; Py|H? ,6=  
} +CsI,Uf4*  
template < typename T1, typename T2 > Rf)'HT  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const .'l.7t  
  { :*mA,2s  
  return (T2 & )r2; Aivu%}_|  
} RnMBGxa  
} ; "WF( 6z#  
j~+[uzW98  
 6'RZ  
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>xxmyW|  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: |HaU3E*R  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: F3k C"H  
(Wm/$P;  
return l(i, j) = r(i, j); D< nlb-  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) "\VW. S  
MILIu;[{#r  
  return ( int & )i; w o-O_uZB  
  return ( int & )j; `U {o:  
最后执行i = j; :N^@a-  
可见,参数被正确的选择了。 Jo6~r-  
Ft3N#!ubl  
^/`#9]<%  
uvu**s  
qT4I Y$h  
八. 中期总结 uznoyj6g  
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: ^>,< *p  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 lH#@^i|G  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Z]mM  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor u~/M  
K^!e-Xi6  
p?dGZ2` [I  
)'BJ4[aq\  
WmT}t  
7h9fQ&y  
九. 简化 d8Q_6(Ar|  
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。 Bq$e|t)'  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 cCo07R  
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: ,cGwtt(  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 BiHiVhD_  
  +-*/&|^等 ,z?<7F1q=  
2. 返回引用。 ;kyL>mV{  
  =,各种复合赋值等 XE f&Yd  
3. 返回固定类型。 88tFB  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 'k-u9  
4. 原样返回。 .LXh]I *  
  operator, b'Fx),  
5. 返回解引用的类型。 Q|j@#@O1  
  operator*(单目) ,? 0-=o  
6. 返回地址。 &xGfkCP.]  
  operator&(单目) RE`J"&  
7. 下表访问返回类型。 D,}'E0  
  operator[] M `9orq<  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 } #\;np  
  operator<<和operator>> PBxK>a  
VgFF+Eg  
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。 h}anTFKP  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: _V_8p)%  
[6,]9|~  
template < typename Left > 5`{|[J_[  
struct value_return 7"a`-]Ap  
  { a`EGx{q(  
template < typename T > c-s`>m  
  struct result_1 ADLa.{  
  { c:?#zX  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; bMqu5G_q  
} ; s3MMICRT.  
h9Tf@]W   
template < typename T1, typename T2 > (PsSE:r}+  
  struct result_2  =BqaGXr  
  { L#7)X5a__  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ! kOl$!X4  
} ; dPH! V6r  
} ; Uf7F8JZmM  
+2;#9aa I  
h 0QYoDvbC  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 68'-1}  
)F%wwc^r  
下面我们来剥离functor中的operator() 4PO%qO  
首先operator里面的代码全是下面的形式: /+<%,c$n  
\4\\575zp'  
return l(t) op r(t) 6PzN>+t^y  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) T}w*K[z $  
return op l(t) 0XQ".:+h  
return op l(t1, t2) r3c\;Ra7  
return l(t) op (:fE _H2z  
return l(t1, t2) op -_{C+Y_  
return l(t)[r(t)] | z(Ws  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ~x0-iBF  
5|6z1{g8  
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: #5ohmp,u  
单目: return f(l(t), r(t)); ]df9'\  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 9aF..  
双目: return f(l(t)); ,rH)}C<Q+  
return f(l(t1, t2)); +/@ZnE9s  
下面就是f的实现,以operator/为例 uwH)/BW)[  
K)h"G#NZM  
struct meta_divide o%4&1^ Vg  
  { _Y ><ih  
template < typename T1, typename T2 > <PfPh~  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) d5sGkR`(  
  { ziLr }/tg  
  return t1 / t2; Y&05 *b"  
} $@u^Jt, ?  
} ; -;@5Ua1uf  
{M)3GsP?  
这个工作可以让宏来做: ^+- L;XkeY  
_~w V{ yp  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ AG$-U2ap  
template < typename T1, typename T2 > \ ?) ,xZ1"  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; !7ZfT?&  
以后可以直接用 3f:1D=f  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) Ghgv RR$  
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 }lNuf u  
(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。。。) 8Snq75Q<   
9$Pl'>5  
!aW*dD61  
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 >Rki[SNb-b  
S"KTL*9D  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > '#4mDz~  
class unary_op : public Rettype #nc@!+  
  { #H|j-RM2  
    Left l; Y%CL@G60  
public : M;p q2$   
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} !(ux.T0  
l6`d48U  
template < typename T > y9G57D  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const S)'q:`tZo  
      { dnX`F5zd  
      return FuncType::execute(l(t)); qs c-e,rl  
    } Pu%>j'A  
8v)~J}[Bz  
    template < typename T1, typename T2 > [^(R1K  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const p\]LEP\z,  
      { %\{?(baOA  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); C(t6;&H  
    } h-_0 A]  
} ; 602eLV)  
<R~~yW:H  
eVCkPv *  
同样还可以申明一个binary_op 3R=3\;  
^0ZKHR(}e  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > xwH|ryfs,Z  
class binary_op : public Rettype Wse*gO  
  { ,~N+?k_  
    Left l; %*Z2Gef?H  
Right r; ]g-qWSKU  
public : w7t"&=pF7  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ?9r,Y;,H  
R:IS4AaS  
template < typename T > L%s4snE  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const hA,rSq  
      { q=0{E0@9({  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); sO4}kxZ  
    } 9uq+Ve>  
}Mb'tGW  
    template < typename T1, typename T2 > ZhbY, wJ,  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const x{`<);CQ  
      { hzPB~obC  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); H'h4@S  
    } /qhm9~4e3  
} ; hPXVPLm7I  
l6DIsR  
'ZZ WH  
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 ??%T  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 sv{0XVn+^  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) Z Lio8  
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。 d>"$^${  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! f({-j% m  
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。。。 8.%a"sxr  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 \,bFm,kC?  
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) (zYSSf!I  
下面是修改过的unary_op v^18o$=K",  
eGypXf%  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > .' 2gJ"?,  
class unary_op y:[VRLo  
  { rNzhP*Fw  
Left l; / -qt}  
  BM$tywC  
public : wZ3 vF)2s  
0)Xue9AS  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 19-yM`O  
A&lgiR*ObT  
template < typename T > [[r3fEr$!p  
  struct result_1 tG ^?fc  
  { =|V]8 tN  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;  q>.t~  
} ; "O1*uwm  
*Qwhi&k  
template < typename T1, typename T2 > @?cXa: tX  
  struct result_2 GxBPEIim  
  { s1vYZ  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; : )"jh`  
} ; i~s9Ot  
|e; z"-3  
template < typename T1, typename T2 > =qR7-Q8B  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ABe^]HlH  
  { SU}oKii /  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); GKx,6E#JM  
} 3k[<4-  
(Rg!km%2T  
template < typename T > d8 Nh0!  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const +-YuBVHL  
  { hsVJ&-#  
  return OpClass::execute(lt(t)); )7%]<2V%  
} G@<lwnvD*J  
iK:qPrk-  
} ; QRh4f\fY  
yr 9)ga%  
u.4vp]eU  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug ne24QZ~}  
好啦,现在才真正完美了。 7{6.  
现在在picker里面就可以这么添加了: 'xXqEwi4  
[W;dguh  
template < typename Right > oUKbzr/C  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 4N=Ie}_`  
  { l3#dfW{  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);  p6l@O3  
} Rpd/9x.)&  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 '\E{qlI  
=RE_Urt:  
`ur9KP4Dq  
_@;3$eB  
MkGq%AE`Y  
十. bind ^Ro du  
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。 N\e@$1  
先来分析一下一段例子 3[i !2iL.  
G$`4.,g  
q]%bd[zkz  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 8+cpNX  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 "LIii1]k  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 $D\l%y/C  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 zjh9ZLu[  
我们来写个简单的。 W3/Stt$D  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: U7%pOpO!  
对于函数对象类的版本: GJ_)Cl+5E  
n:."ZBtY*  
template < typename Func > v]SE?xF{U  
struct functor_trait ;fME4Sp  
  { g E+OQWu  
typedef typename Func::result_type result_type; Cj9O [  
} ; v/+}FS=  
对于无参数函数的版本: &b")`p&K  
zd4y5/aoS  
template < typename Ret > q/-j`'A_pb  
struct functor_trait < Ret ( * )() > &u\z T P  
  { ,(W98}nB  
typedef Ret result_type; sq|@9GS0T  
} ; .eXA.9 |jm  
对于单参数函数的版本: CWsv#XOg]  
XJ/ kB8  
template < typename Ret, typename V1 > =/!S  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > vK7,O%!S  
  { xKzFrP;/{  
typedef Ret result_type; w} q@VVB%  
} ; !Jn w_)  
对于双参数函数的版本: ZDJWd=E  
E!l1a5qB  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 24/~gft  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > "UnSZ[;t  
  { Y8{1?LO  
typedef Ret result_type; H[k3)r2  
} ; <7] Y\{+  
等等。。。 LK/V]YG  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy N;pr:  
lfeWtzOf  
template < typename Func > rh&Eu qE%  
struct func_return &U)s%D8e;d  
  { BQ0PV  
template < typename T > ,O{ 5   
  struct result_1 dk`!UtNNRa  
  { tg3JU\  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ^uEl QI  
} ; [IA==B7  
o xu9v/  
template < typename T1, typename T2 > B4&pBiG&f6  
  struct result_2 ''Ec-b6Q-  
  { 5mVu]T`  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; &7u Ra1/R  
} ; ua-|4@YO  
} ; Ayt!a+J  
bY$! "b~  
U2nRgd  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 tSa%ZkS  
e-=PT 1T`  
template < typename Func, typename aPicker > m48Y1'4  
class binder_1 <yO9j   
  { ]3jH^7[?  
Func fn; F|{?GV%hF  
aPicker pk; gdNp2b  
public : Gn4b\y%%  
Dy@NgHe  
template < typename T > l #z`4<  
  struct result_1 ^:ngHue8~  
  { o}Np}PE6  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; Lb 4!N` l  
} ; 4\es@2q  
vUeel%  
template < typename T1, typename T2 > tTp`e0L*m  
  struct result_2 {_}"USS  
  { C YKGf1;If  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Y2&6xTh  
} ; x:lf=D lA  
~J:lC u  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} f L?~1i =  
H9!*DA<W  
template < typename T > sH: &OaA  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const imQNfNm  
  { "ZW*O{  
  return fn(pk(t)); [~S0b  
} Ooy96M~_G  
template < typename T1, typename T2 > J<@]7)|U  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const '8 #*U  
  { vdzC2T  
  return fn(pk(t1, t2)); 5L#M7E  
} <qx-%6  
} ; ')RK(I  
^KR(p!%  
!iqz 4E  
一目了然不是么? t$iU|^'uV  
最后实现bind Fj4:_(%nG  
;\.&FMi  
Wfy+7$14M  
template < typename Func, typename aPicker > v*v&f!Ym&s  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk)  sOmYQ{R  
  { 6fyW6xv[,  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); R8*4E0\br  
} DLZ63'  
e(A&VIp  
2个以上参数的bind可以同理实现。 zv@o- R$l  
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.Ir  
r; !us~  
十一. phoenix "&F/'';0}E  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: i.&16AY  
ly+7klQ;.  
for_each(v.begin(), v.end(), JJXf%o0yq  
( F$C:4c  
do_ ppA8c6  
[ nr;/:[F  
  cout << _1 <<   " , " eO#)QoHj^  
] [$X(i|6  
.while_( -- _1), u"ow?[E  
cout << var( " \n " ) X3vrD{uNU  
) d[de5Xra  
); je\UfEo%  
(ol 3vt  
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: =6:Iv"<  
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 "`zw(  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 j!pxG5%  
那么我们就照着这个思路来实现吧: $2 0*&4y^  
Emo]I[<&q  
anYZ"GR+  
template < typename Cond, typename Actor > ?##GY;#  
class do_while k9 E ?5  
  { ruVm8 BO  
Cond cd; .H "gH-I  
Actor act; '|.u*M,b  
public : xi0&"?7la  
template < typename T > z`CI gSR  
  struct result_1 GS@ wG  
  { pQD8#y)`C  
  typedef int result_type; ;x"B ):?\  
} ; 1L ow[i  
)`a R?_  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} Bvwk6NBN  
h2 y@xnn  
template < typename T > 5k@ k  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const F7d f  
  { nr}H;wB  
  do IiL?@pIq  
    { ;lldxS  
  act(t); X$<?:f-  
  } 5UqCRz<,R  
  while (cd(t)); aj:+"X-;  
  return   0 ; ~ lS3+H  
} M II]sF  
} ; &fWZ%C7|jC  
_IGQ<U<z  
rB\UNXy  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). f|EWu  
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。 -95 `.o  
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。 mGX;JOjZ  
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。 Ty5\zxC|  
下面就是产生这个functor的类: yl*S|= 8;k  
K>-m8.~\E  
zR:S.e<  
template < typename Actor > 3j2}n o8O  
class do_while_actor N4r`czoj  
  { }x+{=%~N  
Actor act; HV>Wf"1  
public : +] uY  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} $W)FpN;CW/  
?mMd6U&J  
template < typename Cond > 8Og9P1jVh  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; *+iWB_  
} ; )g-*fSa  
t C&Xm}:  
F4@h} T5)  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 @|M10r9E  
最后,是那个do_ I".r`$XZ  
){/y-ixH  
M@.1P<:h  
class do_while_invoker YEGXhn5E  
  { A%Ao yy4E  
public : NLj0\Pz|B  
template < typename Actor > I6UZ_H'E  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const X|b~,X%N  
  { Z)HQlm  
  return do_while_actor < Actor > (act); "<kmiK/  
} }[1I_)  
} do_; ,30&VW##  
3Z`oI#-x  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? /dCZoz~~T  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。  zE{.oi  
最后来说说怎么处理break和continue Ts^IA67&<  
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。 OUD<+i,  
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
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五