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
  • 7664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 0d`s(b54;O  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 "KW\:uc /  
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, =NF},j"  
05DK-Wh?  
>B skw2  
-YA1Uk  
  class filler Kdx?s;i  
  { ,, ]y 8P  
public : 5p94b*l  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} i layU  
} ; 5^GUuFt5m  
H=Yl @  
E} Uy-  
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: }/(fe`7:  
.4_EaQ;jX  
isDBNXV:  
0}PW?t76  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); K ^A\S  
',kYZay  
Xn$]DE/r}N  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 $62ospR^Y  
9j:?s;B  
GZXUB0W\@)  
l K}('7\  
二. 战前分析 L;fhJ~ r  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 O#Xq0o  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 q^( [ & +  
K}`.?6O  
ZaH<\`=%  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); qK.8^{b  
  /* --------------------------------------------- */ hP`3Ao  
vector < int *> vp( 10 );  7I^(v Q  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); G5"UhnOD'  
/* --------------------------------------------- */ %OfaBv&  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); w;}P<K  
/* --------------------------------------------- */ 2!7wGXm~U  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); UR1U; k  
  /* --------------------------------------------- */ HR\yJt  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); E:&=A 4 %  
/* --------------------------------------------- */ _D$|lk-  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); Ga.a"\F.V  
}4#%0x`w  
+7^%fX;3pW  
a&.8*|w3  
看了之后,我们可以思考一些问题: |"5NI'X?  
1._1, _2是什么? 5z5#_*)O  
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。 EXS 1.3>  
2._1 = 1是在做什么? y''`73U"  
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。 p8%x@%k  
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。 Iy8Ehwejd  
%^2LTK(P  
\[B5j0vV,  
三. 动工 =>)l6**UE  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: \n6#D7OV  
9p+DA s{i  
CbS- Rz:  
?\(E+6tpP  
template < typename T > jXSo{  
class assignment c,!Ijn\;(  
  { ]A5FN4 E  
T value; xl5mI~n_~  
public : +]Po!bN@@  
assignment( const T & v) : value(v) {} CS:j->  
template < typename T2 > k9 .@S  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } vCFMO3  
} ; `rbTB3?  
7xO =:*  
crz )F"  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 i"0^Gr  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment :JV= Kt  
Owo2DsT t  
t*NZ@)>  
=v:vc~G6  
  class holder }NMA($@A  
  { *_!nil3(i  
public : pTprU)sa7  
template < typename T > CDK0 $W n  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const ;v^tUyhCb  
  { i!*w'[G->Y  
  return assignment < T > (t); Urm&4&y  
} [v^T]L  
} ; CJz2.yd  
5qt]~v%y  
zFN:C()ig  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: mHM38T9C%  
b" 1a7   
  static holder _1; r.lH@}i%n  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 p3&/F=T;)  
D\}^<HW  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); *l)_&p  
而不用手动写一个函数对象。 ?S~HnIn  
dPc*!xrq  
}JeGjpAcV  
g"EvMv&  
四. 问题分析 M/EEoK^K@  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 )iNM jg  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 9s>q4_D  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ['~3"lK^O  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 =kp #v  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 B: \\aOEj  
zq>pK_WG  
五. 问题1:一致性 lG I1LUo  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| Aq yR+  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Ynl^Z  
!TA6-]1  
struct holder (+`pEDD{X  
  { 64%P}On  
  // aHNR0L3$}{  
  template < typename T > [a:yKJ[  
T &   operator ()( const T & r) const ,|D_? D)U  
  { (#k>cA(}  
  return (T & )r; ]JVs/  
} 4/;hA z  
} ; k@L},Td  
/BjM&v(5/  
这样的话assignment也必须相应改动: lr'h  
!8lG"l|,l  
template < typename Left, typename Right > "1FPe63\*O  
class assignment DzydS=`w  
  { ##+|zka!U  
Left l; X; I:i%-  
Right r; ROlef;/A  
public :  s6bILz-u  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ~b}a|K  
template < typename T2 > K1>X%f^  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 5\gL+ qM0  
} ; GqMa|8j  
`% IzW2v6  
同时,holder的operator=也需要改动: -^LUa]"E  
+;^Ux W  
template < typename T > xP#vAR  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const m5m}RWZ#  
  { !~Gx@Ro  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); :)o 4fOJ8  
} -sO[,  
K&Ner(/X`6  
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。 Rah"La  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 @ x_.  
3#N'nhUzA  
return l(rhs) = r; '#RzX8|v<  
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。 K2$ fKju  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: kW#,o9f\  
XtY!fo *  
template < typename Tp > 1N6.r:wg)%  
class constant_t +Ysm6n '  
  { 5pSo`)  
  const Tp t; W!vN (1:(  
public : wNo2$>*  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ,)/gy)~#  
template < typename T > (3cJ8o>&  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const x93h{K f  
  { Zk,` Iq  
  return t; )3K#${p  
} .c__<I<G<  
} ; mApn[)?tv  
Tzr_K  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 p7et>;WRx  
下面就可以修改holder的operator=了 =1Nz* c  
 lS@0 $  
template < typename T > MDV<[${   
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ?YE'J~0A6  
  { sZe$?k|  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); T8<pb^#  
} .5L|(B=H  
#&zM.O1Q  
同时也要修改assignment的operator() Yc~(W ue  
Z|3 fhaT  
template < typename T2 > (-S<9u-r  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } mm}y/dO~}  
现在代码看起来就很一致了。 O2i7w1t  
gJa48 pi  
六. 问题2:链式操作 #b~B 0:U  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 -55[3=#  
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。 Lx%*IE|c  
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。 SeuC7!q{  
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。 +cH,2^&  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct di.yh3N$  
R[_Q}W'HG  
template < typename T > (~>uFH  
struct result_1 C,;T/9  
  {  +kA>^  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; I=aoP}_  
} ; 6/-]  
(rKyX:Vsy  
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: {!RDb'Zp  
J?6.yL;  
template < typename T > 7Qdf#DG  
struct   ref /x%h@Cn!  
  { %MG{KG=&o  
typedef T & reference; /q| r!+  
} ; `wI$  
template < typename T > BF^dNgn+%K  
struct   ref < T &> MzEeDN  
  { m(>MP/  
typedef T & reference; UY>[  
} ; [U5@m]>^  
JJ:pA_uX  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: KA $jG{ yq  
rX7GVg@H  
template < typename T > 5D]3I=kj  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const Lql2ry$Wa  
  { ^aG$9N<\  
  return l(t) = r(t); e p jb  
} } 6 ,m2u  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 n[S-bzU^t  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 \;XDPC j  
./ ]xn  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 Q};n%&n&  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: fe!eZiE  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 J.E Bt3  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 p9>{X\eT:  
最后的布局是: ^fiJxU  
                Add GLO%>&  
              /   \ y+\kZIqX  
            Divide   5 C/$bgK[ev  
            /   \ s5bqS'%  
          _1     3 r'J="^k{  
似乎一切都解决了?不。 O]4v\~@-j  
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。 X<%`  
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。 K}t=Y  
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: agV z  
1Clid\T,o  
template < typename Right > uTShz3  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const V` T l$EF  
Right & rt) const LC1WVK/  
  { zqHG2:MN"  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); >jU25"XI[  
} 0g 2?  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 Iuyq!R4:7  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 }/w]+f*  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 m?< ^b_a}  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 d*YVk{s7V  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 {+~ JTrp  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么?  -uKTEG[  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: |}7!'f\M  
]'NL-8x">  
template < class Action > DsB30  
class picker : public Action 57fl<IM  
  { z!M #   
public : I4|LD/b  
picker( const Action & act) : Action(act) {} jn 5v  
  // all the operator overloaded eJ*u]GH U  
} ; t$Bu<frQ  
`q9n`h1  
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。 8J#U=qYei  
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: /[=Yv!  
ZaBmH|k  
template < typename Right > qzj.N$9]  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const +v2)'?BS  
  { ^w!1QH0:/  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); _/czH<   
} sYq:2Wn>8Q  
yV~TfTJ  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 3'Hz,qP  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 +CVB[r#hu  
M }! qH.W  
template < typename T >   struct picker_maker Z0/$XS9|h;  
  { |KR8=-!7  
typedef picker < constant_t < T >   > result; lak,lDt]  
} ; ~.tl7wKkR/  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > \.aKxj5  
  { 4tEAi4H|`@  
typedef picker < T > result; csd9[=HW/Q  
} ; eZ oAy[  
<NEz{1Z  
下面总的结构就有了: 85f:!p  
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。 5DpvMhc_  
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。 !kG|BJ$j  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 naro  
至此链式操作完美实现。 v.&c1hKHb  
dB)-qL8,2  
?I8r2M]  
七. 问题3 uHsLlfTn  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 ?y]R /?  
i[?VF\Y(  
template < typename T1, typename T2 > nC%<BatQ  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const  _!_^B  
  { 'yosDT2{#  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); Hd\. ,2a"  
} C2aA])7 D  
nQOzKw<j%  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: TI}a$I*  
dVPY07P  
template < typename T1, typename T2 > : ?}mu1  
struct result_2 ,(RpBTV  
  { Bq;GO  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; d[{!^,%x"  
} ; +I\54PBws  
%Z+**>1J  
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? PqIskv+  
这个差事就留给了holder自己。 *8J 0yv  
    y^e3Gyk  
>=d 5Scix  
template < int Order > ;"2VU"  
class holder; UT5xUv5'  
template <> !7f,gvk  
class holder < 1 > mrq,kwM  
  { 33 S CHQ  
public : cV"Ov@_.k  
template < typename T > v8WT?%  
  struct result_1 bSz@@s.  
  { F @<h:VVP  
  typedef T & result; Q_Br{ `c  
} ; obGhO  
template < typename T1, typename T2 > k dWUz(  
  struct result_2 k+%&dEE|vH  
  { ?(U a+*b  
  typedef T1 & result; '7pzw>E=:  
} ; RH:vd|q+  
template < typename T > qX`Hi9ja  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const }VRl L>HAC  
  { oB%_yy+  
  return (T & )r; |VzXcV-"8)  
} JQ;.+5 N<K  
template < typename T1, typename T2 > [mv!r-=  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const c:52pYf+  
  { c3Gy1#f:#2  
  return (T1 & )r1; L }3eZ-  
} d``wx}#Uk  
} ; o<J6KTLv  
_-sFJi8B  
template <> QFnpp\K  
class holder < 2 > qe'ssX;  
  { )7]yzc  
public : SuB8mPn  
template < typename T > gTgoS:M"_O  
  struct result_1 +I-BqA9  
  { kh{3s:RQfC  
  typedef T & result; C=|8C70[%N  
} ; {=\Fc`74  
template < typename T1, typename T2 > B;F ~6i  
  struct result_2 ahIDKvJ4  
  { ij|>hQC5i  
  typedef T2 & result; w[D]\>QHa  
} ; TqL+^:cq  
template < typename T > ZDAW>H<  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ).IyjHY  
  { vBJxhK-  
  return (T & )r; 8MI8~  
} uO-|?{29  
template < typename T1, typename T2 > ,[T/O\k  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const g~b$WV%  
  { @ZjO#%Ep/  
  return (T2 & )r2; Z:<an+v|5  
} -)B_o#2=2  
} ; ?G,gPb  
.j&#  
Qclq^|O0  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 Y8^ WuN$  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: _G-y{D_S&  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Rj H68=n  
dWQB1Y*N  
return l(i, j) = r(i, j); !V(r p80  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) '.;{"G.@'  
_~MX~M3MB  
  return ( int & )i; wPm  
  return ( int & )j; Cc*R3vHM6  
最后执行i = j; \'<P~I&p  
可见,参数被正确的选择了。 t$~'$kM)<  
/:Gy .  
rjiHP;-t1  
jDqG9]  
8!cHRtqK  
八. 中期总结 `'^o45  
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: ;x 2o|#`b  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 oGB|k]6]|  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 {l5fKVb\C  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor <xF]ca  
R|'W#"{@  
Y)]C.V,~  
rX /'  
+&S6se4  
n}[S  
九. 简化 ;1PJS_@rX  
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。 j)Ak:l%a  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 4bp})>}jB  
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: '2i !RT-  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 rm9>gKN;#  
  +-*/&|^等 q^sZP\i,*;  
2. 返回引用。 4oH ,_sr  
  =,各种复合赋值等 "OK[uug  
3. 返回固定类型。 ypG*41  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 1AN$s  
4. 原样返回。 ppNMXbXR  
  operator, s2NBYDi$?  
5. 返回解引用的类型。 c ?EvrtND  
  operator*(单目) KK3iui  
6. 返回地址。 GF8wKx#J  
  operator&(单目) YI;iG[T,&  
7. 下表访问返回类型。 Hnk&2bY  
  operator[] aA52Li  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 c`p '5qz  
  operator<<和operator>> 7L6L{~8 W  
A"&<$5Q  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 CxjB9#  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: MjQju@  
[2Zy~`*y{  
template < typename Left > 0QW=2rs  
struct value_return wiZ  
  { S} OO)  
template < typename T > dd<l;4(  
  struct result_1 z)U7  
  { fV5$[CL1  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; qD ?`Yd  
} ; @-L]mLY  
ltDohm?  
template < typename T1, typename T2 > <7F-WR/2n  
  struct result_2 |k90aQO  
  { -5 PVWL\  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; w6cl3J&  
} ; 1n!:L!,`  
} ; +Tu?PuT7k  
Jj+Q2D:  
sAqy(oy#M  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait T9w=k)  
rG6G~ |mS  
下面我们来剥离functor中的operator() irD5;xk([  
首先operator里面的代码全是下面的形式: K_YOp1  
 [. 9[?8  
return l(t) op r(t) ?..BA&zRk  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 2O[sRm)  
return op l(t) =hFY-~U  
return op l(t1, t2) 'xj5R=V  
return l(t) op l7qW)<r  
return l(t1, t2) op MkoK(m{7  
return l(t)[r(t)] r>peKo[X(  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 'WE"$1  
bA#9'Qu^j  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: )V2W:M  
单目: return f(l(t), r(t)); #8"oqqYi  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); X1`3KqK<9  
双目: return f(l(t)); gh ?[x.U  
return f(l(t1, t2)); ,P`NtTN-  
下面就是f的实现,以operator/为例 /CNsGx%%  
?@$xLUHR4  
struct meta_divide .cQO?UKK  
  { Wy7w zt  
template < typename T1, typename T2 > G/Sp/I<d  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) <n]PD;.4  
  { v;o1c44;  
  return t1 / t2; k Alx m{  
} }rfikm  
} ; (vZ-0Ep}  
m =b7 r  
这个工作可以让宏来做: i83~&Q=  
8R3{YJ6@T  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ xt?-X%oY8  
template < typename T1, typename T2 > \ .6C/,rQ?c  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 3;BIwb_  
以后可以直接用 =;uMrb4  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) N~8H\  
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 }-Mg&~e`  
(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。。。) d2#NRqgQ  
e7@ m i  
Mt-r`W3 q  
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 1l#46?]~  
j@z IJ  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > HbA/~7  
class unary_op : public Rettype F5 ]<=i  
  { j9[I6ko5'  
    Left l; $YEm(:v$  
public : -9t"$)&  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} mYgfGPF`  
:IS?si5|  
template < typename T > p  lnH  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const +mVAmG@  
      { ~?ezd0  
      return FuncType::execute(l(t)); )xV37]  
    } PO"lY'W.U  
'l.tV7  
    template < typename T1, typename T2 > )dhR&@r*w  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 9hIKx:XCg  
      { Ldz]FB|  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); WDIin6u-  
    } xjo`u:BH  
} ; Deh3Dtg/k  
fYk>LW  
W7!gD  
同样还可以申明一个binary_op '37 {$VHw  
/#Aw7F$Ey  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ~T RC-H  
class binary_op : public Rettype uH9Vj<E$K  
  { x'`{#bKD  
    Left l; ?`U_|Yo  
Right r; 1WMZ$vsQUb  
public : jDY B*Y^F  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}  Ol }5ry  
V@`b7GM  
template < typename T >  9Bt GzI\  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const b}R_@_<u  
      { 8{G!OBxc\.  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); N^rpPq  
    } kzRvLs4xM  
r V%6 8x9  
    template < typename T1, typename T2 > _R ii19k  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const k-|g  
      { OOSf<I*>  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 7y|U!r"Y  
    } M#'7hm6  
} ; (WT\HR  
8/aJ4w[A  
03fOm  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 / (BS<A  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 |:R\j0t  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ]AY 4bm  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 Ww-x+U\l  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! ..8t1+S6]  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 k2D*`\ D  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 tw$EwNI[  
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) J=3{<Xl  
下面是修改过的unary_op 4P3RRS  
_s^tL2Pc  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > h.vy SwF"j  
class unary_op uy<3B>3~.  
  { utZI'5i  
Left l; MT>sRx #  
  Mgw#4LU  
public : 1 7~Pc  
,zoHmV1Wd+  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} }+KM"+@$<  
F|F0#HC ?  
template < typename T > yQrgOdo,w  
  struct result_1 < c^'$  
  { 2.Vrh@FNRo  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; aH6j,R%  
} ; fS4foMI63)  
}h;Z_XF&  
template < typename T1, typename T2 > G!I++M"  
  struct result_2 {A0F/#M]  
  { %Y ZC dS  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; fxcE1=a  
} ; FvT4?7-  
NRx 7S 9W  
template < typename T1, typename T2 > W8g13oAu"  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const }'P|A  
  { uBww  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 4~Cf_`X}]  
} Jq` Dvz  
LG,?,%_s  
template < typename T > |-=-/u1  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const  ,h^6y  
  { QIkFX.^  
  return OpClass::execute(lt(t)); gV@xu)l  
} aftt^h  
@sn:%/x_  
} ; "Y+VNS  
`?$-T5Rr  
yT/rH- j;5  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug 7-B|B{]  
好啦,现在才真正完美了。 r B+ (  
现在在picker里面就可以这么添加了: Hj >fg2/  
mHMsK}=~  
template < typename Right > .vKgiIC:  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const r !!uA1!7  
  { 7%"|6dw  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); U=D;Cj Ah  
} B@-\.m  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 7RUztu\_  
L8D=F7  
[1(eSH  
ti+e U$  
cY!Y?O  
十. bind \5}PF+)|  
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。 ;b [>{Q;  
先来分析一下一段例子 =r/K#hOR\J  
6E) T;R(@  
^IiA(?8  
int foo( int x, int y) { return x - y;} w]MI3_|'r(  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 ODu/B'*  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 oX)a6FXK>  
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。 <. Tllk@r)  
我们来写个简单的。 [Z/P[370  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 15{^waR6  
对于函数对象类的版本: E4Q`)6]0  
uO1^Q;F  
template < typename Func > Tr;.%/4Q  
struct functor_trait "-S!^h/v  
  { h:Gs9]Lvtv  
typedef typename Func::result_type result_type; =&pR=vl  
} ; x}a?B  
对于无参数函数的版本: GThGV"  
,zZH>P  
template < typename Ret > eM$a~4!d  
struct functor_trait < Ret ( * )() > %. ((4 6)  
  { ;,U@zB;\%(  
typedef Ret result_type; ]Qe~|9I  
} ; Eo$l-Hl5=  
对于单参数函数的版本: T+XcEI6w  
?T73BL=  
template < typename Ret, typename V1 > eW.qMx#:od  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > z&!o1uq  
  { JL_(%._J  
typedef Ret result_type; _~Od G  
} ; aEdMZ+P.  
对于双参数函数的版本: MkVv5C  
d >L8S L  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > FsUH/Y y  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >  P:6K  
  { jR1^e$  
typedef Ret result_type; rs4:jS$)  
} ; >%6j-:S  
等等。。。 # d"M(nt  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 0 F8xS8vK+  
o7we'1(O  
template < typename Func > im<!JMI  
struct func_return C|H`.|Q  
  { a.u{b&+9  
template < typename T > ?z)2\D  
  struct result_1 \Yp"D7:Qi  
  { t#M[w|5?  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Usht\<{  
} ; o$bQ-_B`  
Y]R=z*i%  
template < typename T1, typename T2 > EO'+r[Y  
  struct result_2 ,FYA*}[  
  { Q +hOW-  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; br0\O  
} ; + ,]&&  
} ; q:>`|~MX  
ly!3~W  
*W2] Kxx*  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 Pi[]k]XA\  
q:vN3#=^qf  
template < typename Func, typename aPicker > hTAc}'^$  
class binder_1 $igMk'%Nmb  
  { ZK{1z|  
Func fn; jY9tq[~/  
aPicker pk; hQ%X0X,  
public : oVuIHb0w  
5Mxl({oI]  
template < typename T > cJT_Qfxx  
  struct result_1 %\v  
  { 4myikeUR_  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 5Q}HLjG8Z  
} ; !bK;/)  
4cm~oZ  
template < typename T1, typename T2 > :'t"kS  
  struct result_2 \py&v5J)s!  
  { qYqd-R  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 9%k4Ic%P  
} ; ! , ]Fx  
Qmd2C&Xw  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} '#K~hep  
ZnbpIJ8cV  
template < typename T > %D7^.  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 9 [E/^  
  { T?n[1%K  
  return fn(pk(t)); V!e`P  
} DS|x*w'I  
template < typename T1, typename T2 > 7}=MVp] )S  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const /$8& r  
  { w0>5#j q#r  
  return fn(pk(t1, t2)); f:t5`c.  
} ,+Ya'4x  
} ; ;rh =63g  
K/(Z\lL  
kad$Fp39  
一目了然不是么? " H=fWz5z  
最后实现bind VF-[O  
u8~5e  
l9 rN!Q|  
template < typename Func, typename aPicker > >Y3zO2Cr  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 1{xkAy0  
  { odeO(zuU  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ~8Ef`zL  
} 48GaZ@v  
F j"]C.6B.  
2个以上参数的bind可以同理实现。 $iy(+}  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 6>d 3*   
3z 5"Ckzb  
十一. phoenix +I~U8v-  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: tN)Vpb\J  
' #r^W2  
for_each(v.begin(), v.end(), a- /p/ I-%  
( G)5Uiu:^X  
do_ /X\:3P  
[ e+MsFXnB8  
  cout << _1 <<   " , " .fzns20u  
] +zFEx%3^  
.while_( -- _1), RoD9  
cout << var( " \n " ) Im`R2_(]  
) ~r]$(V n  
); >&qaT*_g  
3A b_Z  
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: /P{'nI  
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 0pe*DbYP5  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 3t] 0  
那么我们就照着这个思路来实现吧: SMm$4h R  
oW/H8q<wY  
y*sqnzgF  
template < typename Cond, typename Actor > OdJ=4 x>  
class do_while DV bY   
  { ,Hc,]TPC4  
Cond cd; o, qBMo^.  
Actor act; P$A'WEO'  
public : |SsmVW$B|  
template < typename T > C Yk"  
  struct result_1 Of$gs-  
  { wMiRN2\^  
  typedef int result_type; zL:k(7E  
} ; %t-}dC&  
H`U>ZJ.  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 6FI`0j=~  
iHOvCrp+X  
template < typename T > #mv~1tL  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const yH@2nAn  
  {  ~\+m o  
  do 'P >h2^z  
    { O%s?64^U  
  act(t); rOq>jvy  
  } $-]PD`wmY  
  while (cd(t)); fPsUIlI/A  
  return   0 ; !L' O")!3  
} U| 1&=8l  
} ; {B\lk:"X  
oth=#hfU^  
hrnY0  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). V^p XbDRl  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 ^F$iD (f  
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。 af2yng  
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。 '#Y[(5  
下面就是产生这个functor的类: Ds%~J  
Nxt z1  
WG*S:_?  
template < typename Actor > Q92hI"  
class do_while_actor =Cr F(wVO"  
  { `lq[6[n  
Actor act; yNmzRH u  
public : Q\v^3u2;m`  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} k'Z$#  
c:z<8#A}  
template < typename Cond > q0]Z` <w  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; *6*/kV? F  
} ; p[gq^5WuC  
Ja6PX P]'  
qeZ*!H6-  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ,n+~S^r  
最后,是那个do_ E@$HO_;&  
c`G~.paY|  
V4 Wn  
class do_while_invoker ~Aq$GH4  
  { %L;'C v  
public : +LAjh)m  
template < typename Actor > l ilF _ y  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const GGwHz]1L  
  { be{tyV  
  return do_while_actor < Actor > (act); *+'l|VaVq\  
} .1& F p  
} do_; 0(dXU\Y  
5l(Q#pSX  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? ) bGzsb1\  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 5;-?qcb^w  
最后来说说怎么处理break和continue N,NEg4 q[  
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。 o5eFLJ6  
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