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
  • 4366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 `HYj:4v'  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 5A 5t  
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, -#G>`T~  
,Csjb1  
[h&s<<# D  
c=?6`m,"M  
  class filler i| ,}y`C#  
  { YwZx{%f  
public : 4s'%BM-r-  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} 5{iNR4sq  
} ; /[/{m]  
=;Co0Q`  
XhWo~zh"  
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: BG.8 q4[  
\Nf#{  
r58<A'#  
3m-g-  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); {%P 2.:  
pXBh^  
agruS'c g  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 +R;LHRS%  
*:un+k  
(~5]1S}F  
/F|VYl^_  
二. 战前分析 8cMX=P  
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。 `)KGajB  
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 ci:|x =  
|)0Ta 9~  
2 w! 0$  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 3,*A VcQA  
  /* --------------------------------------------- */ PQYJn x}  
vector < int *> vp( 10 ); WD[jEWMV7D  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); QuI!`/N)z  
/* --------------------------------------------- */ |f1^&97=+  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); jA~omX2A  
/* --------------------------------------------- */ SdMLO6-  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); >\J<`  
  /* --------------------------------------------- */ 7i02M~*uS  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); '^7UcgugB  
/* --------------------------------------------- */ '"LaaTTs  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); hcYqiM@8>  
BXxJra/V  
xb9^WvV  
(Nd)$Oq[4  
看了之后,我们可以思考一些问题: K)[\IJJM  
1._1, _2是什么? " s_S!;w@  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 <HS{A$]  
2._1 = 1是在做什么? =`N 0  
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。 mF4OLG3L0  
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。 )$a6l8  
EKN<KnU%  
K&gE4;>  
三. 动工 $83Qd  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: T/%Y_.NtU  
,VUOsNN4\  
KIWHn_ :  
%Q.M& U  
template < typename T > RF -c`C  
class assignment #SI]^T|  
  { E&L ml?@  
T value; 60e{]}Z  
public : DR]oK_  
assignment( const T & v) : value(v) {} gQu!(7WLI  
template < typename T2 > X>o*eN  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } Ky8,HdAq  
} ; v6! `H  
-!M>;M@  
Ik A~+6UY  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 W>&*.3{v  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 6L Fhhl^  
Uqj$itqUQ  
 => Qd  
i=rA;2>  
  class holder 83#<Yxk~  
  { | "M1+(k7  
public : Ytqx 0  
template < typename T > i*&b@.7N  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const g_>E5z.  
  { jJ2{g> P0P  
  return assignment < T > (t); {3K ]Q=  
} 0lOan  
} ; 4W E)2vkS  
>lek@euqw  
I)r6*|mz  
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: !B9 Yw/Ba  
H ]](xYy.  
  static holder _1; @ IDY7x27  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 rG[2.\&  
<1x u&Z7  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); :8N by$#V  
而不用手动写一个函数对象。 w6lx&K-  
V;)+v#4{  
L7xiq{t`Y  
k{|> !(Ax  
四. 问题分析 h:FN&E c}  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 !Zc#E,  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 B7[#z{8'#  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 A%&lW9z7  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 LUpkO  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 4[%_Bnv#AJ  
={6vShG)m  
五. 问题1:一致性 .+u r+" i  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| Q MX  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 #BH]`A J  
X_rv}  
struct holder ajkpU.6E:  
  { :zO;E+s  
  // wsAb8U C_  
  template < typename T > ku>Bxau4>  
T &   operator ()( const T & r) const 7[R`52pP  
  {  3(*vZ  
  return (T & )r; i_`Po%   
} w=ufJR j  
} ; Zba<|C  
LCHw.  
这样的话assignment也必须相应改动: fNyXDCl  
K>\v<!%a  
template < typename Left, typename Right > 889^P`Q5  
class assignment ]'>jw#|h  
  { Go]y{9+(7  
Left l; I.SMn,N  
Right r; GFnwj<V+{  
public : LJ z6)kz  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 1NrNTBI@  
template < typename T2 > EVLDP\w{  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } *rV{(%\m  
} ; v!n|X7  
N];K  
同时,holder的operator=也需要改动: p"*xye x  
8`I,KkWg   
template < typename T > *W 04$N  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const lm+s5}*%o  
  { .H&XP W  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); sYk#XNH  
} k@>(sXs  
lx ~C{tl2  
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。 ys7 Tq+  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 y^ st T^  
XF@34b5(  
return l(rhs) = r; DoICf1  
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。 ]2@lyG#<<  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: d5=&:cF  
9El{>&Fs4  
template < typename Tp > T=g2gmo9  
class constant_t PbV1FB_  
  { 4O{,oN~7  
  const Tp t; F"23v G>3  
public : N~?#Qh|ZnU  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} YCdtf7P=q  
template < typename T > Y|KT3  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const z\WyL;  
  { *d 4A3|  
  return t; PHH,vO[eO  
} md/h\o&  
} ; 5+(Cp3  
Tj6Czq=*%T  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 25W #mh,'  
下面就可以修改holder的operator=了 OU?.}qc<wE  
>I+p;V$@  
template < typename T > ]x'd0GH"]  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const G) 37?A)  
  { @v\8+0  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); _ZK*p+u%  
} .rlLt5b%  
a`U/|[JM  
同时也要修改assignment的operator() }/L#<n`Z  
*A0d0M]cg  
template < typename T2 > 8>I4e5Ym  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } vnlHUQLO  
现在代码看起来就很一致了。 t7e7q"+/  
S.U#lAn(  
六. 问题2:链式操作 D'UIxc8  
现在让我们来看看如何处理链式操作。  |vBy=:  
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。 ~*tn|?%  
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。 fzN?X=  
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。 y (%y'xBP  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 4 *. O%  
' Yy+^iCus  
template < typename T > <(45(6fQ  
struct result_1 +Je%8jH  
  { `j 4>  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; h5v=h>c  
} ; .W\x{h  
$?;)uoAg  
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: L3*HgkQQ  
d-H03F@N  
template < typename T > n<A<Xj08T9  
struct   ref >5 2%^ ?  
  { z)u\(W*\iA  
typedef T & reference; 8rLhOA  
} ; 6R#igLm  
template < typename T > [z'jL'\4  
struct   ref < T &> rX?%{M,xFw  
  { ]r\!Z <<(  
typedef T & reference; '*G8;91u  
} ; q0nIJ(  
UhU"[^YO  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: v&sl_w/tn  
>h$Q%w{V  
template < typename T > -6e^`c6{  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const D]WrPWL8v  
  { e0]%ko"  
  return l(t) = r(t); 7gRR/&ZK  
} P9jSLM  
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。 qv<^%7gq  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 rG%8ugap  
ZT<VDcP{  
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 ]i>,oxBWe  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: c1 j@*6B  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 G4\|bwh  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 TRE D_6  
最后的布局是: 0W)|n9  
                Add ,@zw  
              /   \ -\25&m!+  
            Divide   5 sDBwD%sb  
            /   \ $gCN[%+j  
          _1     3 *bzqH2h8  
似乎一切都解决了?不。 qXoq< |  
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。 R.YUUXT  
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。 !L2!:_  
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: 64Tb,AL_  
?gMq:[X N  
template < typename Right > y-~_W 6\  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const Bc'Mj=>;  
Right & rt) const +DE;aGQ.z?  
  { TQQh:y  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); _SMi`ie#  
}  I*n]8c  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 SErh"~[  
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。 ~G.MaSm  
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。 WwxV} ?Cf+  
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。 @c).&7  
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。 yqP=6   
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? x4v&%d=M  
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: lWUQkS  
|*l^<==  
template < class Action > ~m[Gp;pL  
class picker : public Action B) dG:~  
  { XQ8q)B=  
public : 0#~k)>(7lR  
picker( const Action & act) : Action(act) {} h\+8eeIl  
  // all the operator overloaded @S6@pMo,  
} ; Z1] 4:  
#L&/o9|  
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。 wZ=@0al  
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: #oN}DP  
e2L>"/  
template < typename Right > PO ,zP9  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 3r[ s_Y*  
  { Ve<f}  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); U(%6ny  
} ^UFNds'q  
C 1)+^{7ef  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > sj6LrE=1  
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。 Oc5f8uv  
Q /t_% vb  
template < typename T >   struct picker_maker }]^/`n  
  { ;jBS:k?  
typedef picker < constant_t < T >   > result; -vc ,O77z"  
} ; t[MM=6|Wb  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > imB/P M  
  { n$E$@  
typedef picker < T > result; S>jOVWB  
} ; E%a&6W  
#c~- 8=  
下面总的结构就有了: R 83PHM  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 'lOQb)  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 K>n@8<7  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 7G0;_f{  
至此链式操作完美实现。 qq@]xdl  
mE &SAm5#d  
vI:_bkii  
七. 问题3 *w/N>:V0p  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 NLUiNfCR  
Iz>\qC}  
template < typename T1, typename T2 > Y=y 0`?K  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const G3h"Eo?>g  
  { PH'n`D #  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); *e:2iM)8~  
} 4 []!Km  
kYR ^  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: b;NVvc(  
LLbI}:  
template < typename T1, typename T2 > D}U gC\u  
struct result_2 mP?}h  
  { )}Cf6 m}  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; lI@Z)~  
} ; !sYZ1;WAO  
7p>T6jK)  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? [w)KNl  
这个差事就留给了holder自己。 Dw y|mxlFn  
    d@zxgn7o  
Yu9VtC1  
template < int Order > q Oa*JA`  
class holder; a>+m_]*JZ  
template <> LLoV]~dvUu  
class holder < 1 > LLMGs: [  
  { 'R99m?"  
public : 6z'0fi|EN  
template < typename T > 77j"zr7v  
  struct result_1 C:f^&4 3  
  { q ;_?e_  
  typedef T & result; 'Zqt~5=5  
} ; @X=sfygk  
template < typename T1, typename T2 > R[TaP 7n  
  struct result_2 ]I]G3 e  
  { CZ%KC$l.5  
  typedef T1 & result; /;xrd\du  
} ; +?{LLD*2e  
template < typename T > K1-RJj\L  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const i~*6JB|  
  { *z_`$Y  
  return (T & )r; =5:kV/p  
} ZVit] 3hd  
template < typename T1, typename T2 > ~{N#JOY}Z  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const z]=Ks_7  
  { U.ZA%De  
  return (T1 & )r1; JV+Uy$P!  
} JIc9csr:b  
} ; @ ]42.oP  
8: uh0  
template <> :_+U[k(#  
class holder < 2 > K9 K.mGYc  
  { XXQC`%-]<i  
public : ' -aLBAxy  
template < typename T > TGjxy1A  
  struct result_1 $}EARW9  
  { n"Jj'8k  
  typedef T & result; hqwsgJ  
} ; wzZ]| C(vp  
template < typename T1, typename T2 > YfNN&G4_  
  struct result_2 Iv{iJoe;UH  
  { QD1&"T<.d.  
  typedef T2 & result; IWwOP{ <ZQ  
} ; t{B6W)q  
template < typename T > {7v|\6@e3  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const brL u~]I  
  { {nS(B  
  return (T & )r; RusiCo!r  
} D>`{f4Y  
template < typename T1, typename T2 > w2^s}NO  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const C[+?gQJ[9  
  { aD~S~L!  
  return (T2 & )r2; [~;wCW,1  
} /Wdrpv-%,1  
} ; ,eL&Ner  
J|cw9u  
Cn.dv-  
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> >。 .I>CL4_  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: #;m^DX QZn  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: $lJ!f  
b0tbS[j  
return l(i, j) = r(i, j); YYvX@f  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) :JXcs39  
0|4R8Dh*-  
  return ( int & )i; j9cB<atL  
  return ( int & )j; g1B P  
最后执行i = j; U<'$ \ P  
可见,参数被正确的选择了。 Eh"Y<]$  
PC%_^BDW  
B E#pHg  
"#{b)!EH  
AAF;M}le,  
八. 中期总结 /N@NT/.M<  
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: mmMiA@0  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 =s S=  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 IEfm>N-]  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor GW]t~EL  
XD[9wd5w8  
lHu/pSu@k  
9(bbV5}  
GW9,%}l^;  
&((04<@e  
九. 简化 +^$;oG  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 HS1{4/  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 kC'm |Y@T  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: d 5h x%M  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ~{6}SXp4U  
  +-*/&|^等 B\`${O(  
2. 返回引用。 cL"Ral-qB  
  =,各种复合赋值等 bnE&-N*  
3. 返回固定类型。 LI"N^K'z  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) /4+*!X  
4. 原样返回。 CKDg3p';  
  operator, )EN ,Ry  
5. 返回解引用的类型。 26j-1c!NGd  
  operator*(单目) `EiL~*  
6. 返回地址。 4@-Wp]  
  operator&(单目) 3V]psZS  
7. 下表访问返回类型。 ;[|+tO_  
  operator[] ^SwU]e  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ikPr>  
  operator<<和operator>> J/[PA[Rf  
UG<<.1JL  
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。 WkoYkkuzj  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: pU u')y  
D P:}<  
template < typename Left > g G|4+' t  
struct value_return 4&~*;an7  
  { I*(7(>zgyv  
template < typename T > >EgMtZ88.<  
  struct result_1 W7IAW7w8U  
  { rE\&FVx  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; *`tQX$F  
} ; F<,"{L  
t 9_&n.z  
template < typename T1, typename T2 > CY)[{r  
  struct result_2 EhN@;D+  
  { L_IvR 4:j~  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; =1mIk0H`  
} ; 3LVL5y7|  
} ; &2W`dEv]?  
f{'N O`G  
JJP!9<  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait y<y9'tx  
_Aw-{HE'  
下面我们来剥离functor中的operator() j9= )^?  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 1mx;b)4t  
@9MrTP  
return l(t) op r(t) EFs\zWF  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 4ug4[  
return op l(t) j!a&l  
return op l(t1, t2) dp:5iuS  
return l(t) op {|Fn<&G  
return l(t1, t2) op QRER[8]r$  
return l(t)[r(t)] K*"Fpx{M  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] e4 cWi  
0#F<JsO|u  
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: "04:1J`  
单目: return f(l(t), r(t)); M5]$w]Ny9  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 5eas^Rm  
双目: return f(l(t)); J {\]ZPs  
return f(l(t1, t2)); *0 ;|  
下面就是f的实现,以operator/为例 @h7 i;Ok  
j,N,WtE  
struct meta_divide I4zm{ 1g  
  { QFEc?sEe  
template < typename T1, typename T2 > l{_1`rC'  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) &|Vzo@D(!  
  { }z2K"eGt  
  return t1 / t2; ]tEH`Kl  
} (DTkK5/%  
} ; IPnx5#eB  
Ly6) ,[q~  
这个工作可以让宏来做: M,P:<-J  
hQDl&A  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ R"QWap}  
template < typename T1, typename T2 > \ f<@`{oP@  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; $`/F5R!  
以后可以直接用 mmEe@-lE  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ~G~:R  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 0"`|f0}c  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) <9?`zo$y  
'S; l"  
vslN([@JR  
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 iIg99c7/&9  
?yvjX90  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > cX48?srG  
class unary_op : public Rettype Z`@< O%  
  { Za1VJ5-  
    Left l; -O[9{`i]  
public : W; ?'  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} kL%o9=R1  
w Yr M2X@  
template < typename T > |B@\Nf7  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const +/8KN  
      { Yo2n [  
      return FuncType::execute(l(t)); "H)D~K~ *  
    } XO4rrAYvW  
u[coWaPsZ  
    template < typename T1, typename T2 > ldWr-  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const .^uYr^( |[  
      { xA"7a  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); X1lL@`r.5  
    } K]Q1VfeL=  
} ; eHI7= [h  
Jgf= yri  
gz"I=9  
同样还可以申明一个binary_op )Ft>X9$  
d##'0yg   
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > UmA'aq  
class binary_op : public Rettype BO-=X 78f@  
  { /;r k-I  
    Left l; l":Z. J  
Right r; ;S^7Q5-  
public : pkEqd"G  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} OYNPZRu  
/9 soUt  
template < typename T > _cXLQ)-  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const w]Vd IS  
      { z T#j.v  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); ngQ]  
    } !4!Y~7sI"\  
\Y}nehxG@  
    template < typename T1, typename T2 > /g]m,Y{OI  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const RU GhhK  
      { npdpKd+*K"  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); {!7 ^ w  
    } t0gLz J  
} ; 5oE!^bF?  
(8OaXif  
Q:!.YSB  
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 M }tr*L  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 CZ_ (IT7  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) O[#pB. 4  
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。 IH0qx_;P&  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! BF>3CW7  
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。。。 3 ~^}R  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 &5F@u IA  
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) mkOj&Q  
下面是修改过的unary_op 9DP6g<>B  
,Q8)r0c  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > fu?Y'Qet  
class unary_op m\xE8D(,  
  { <xQHb^:  
Left l; fo30f =^Gi  
  )mMHwLDwH  
public : _ Tj`  
jB!Q8#&Q  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} Z &R{jQ,  
;.P9t`*  
template < typename T > ]za1=~[  
  struct result_1 AT4G]pT  
  { mOvwdRKn  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; +c^[[ K"  
} ; C@i4[g){  
#x;i R8^  
template < typename T1, typename T2 > ' |>  
  struct result_2 {`vv-[j|  
  { (lY< \l  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ^}4=pkJ;s  
} ; Ju"*>66  
J_^Ml)@iy  
template < typename T1, typename T2 > e$+?l~  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const +TnRuehtk  
  { %XieKL  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 71ctjU`U2  
} ?`%)3gx|  
vg5 ;F[e  
template < typename T > P}+-))J  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 8}kY^"*&X  
  { I?mU_^no  
  return OpClass::execute(lt(t)); `:XrpD  
} sA u ;i  
Vg)]F+E  
} ; ovn)lIs  
^gpswhp 5  
*MFsq}\ $  
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 hDJ84$eVZ  
好啦,现在才真正完美了。 E%vG#  
现在在picker里面就可以这么添加了: <|'C|J_!  
cR+9^DzA  
template < typename Right > 45;{tS.z,B  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const CYZx/r<  
  { ?=;dNS@i@  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); OJL?[<I  
} /M;A)z  
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。 Gdd lB2L)x  
{-( B  
=gb.%a{R  
):lq}6J#  
l`s_ #3  
十. bind k]=Yi;  
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。 $6a55~h|(  
先来分析一下一段例子 =sk]/64h``  
}.x&}FqXE  
hi I`ot  
int foo( int x, int y) { return x - y;} ?-P]m&nh|  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1  m%-  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 6+9inWTT(  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 4Y[uqn[  
我们来写个简单的。 T _O|gU  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 4$oX,Q`#  
对于函数对象类的版本: 8%s_~Yc  
A3C#w J  
template < typename Func > u[_~ !y  
struct functor_trait b NBpt}$  
  { V3'QA1$  
typedef typename Func::result_type result_type; h-Q3q:  
} ; =Zcbfo_&  
对于无参数函数的版本: $4\,a^  
]C =+  
template < typename Ret > &xlz80%  
struct functor_trait < Ret ( * )() > i6p0(OS&D  
  { -o\r]24  
typedef Ret result_type;  2L~[dn.s  
} ; j"aimjqd3  
对于单参数函数的版本: vt3yCS  
w6M EY"<L  
template < typename Ret, typename V1 > G(-1"7  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > *5bKJgwJ  
  { c[4  H  
typedef Ret result_type; 777N0,o(  
} ; /XG4O  
对于双参数函数的版本: iD)R*vnAi  
^@'LF T)  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > e 'I13)  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > jjgjeY  
  { w1-/U+0o  
typedef Ret result_type; -,t2D/xK  
} ; Q Fv"!Ql  
等等。。。 }%B^Vl%ZZ  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ~G!>2 +L  
F^Yt\V~T  
template < typename Func > 15i8) 4h  
struct func_return T&Y?IE}  
  { 3_JxpQg  
template < typename T > E"e<9  
  struct result_1 0^VA,QkQ\  
  { 5+<<:5_6l  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Zb)j2Xgl  
} ; []D@"Bz  
$okGqu8z.O  
template < typename T1, typename T2 > 0s"g%gq|  
  struct result_2 ppt`5F O  
  {  R ^Wed  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; sEj?,1jk  
} ; >qjQ;z[  
} ; ULq#2l  
d>z?JD t  
xyK_1n@b  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 Re3vW re  
1/>#L6VAZ  
template < typename Func, typename aPicker > '"{ IV  
class binder_1 _C3l 2v'I$  
  { P>/n!1c  
Func fn; V 45\.V  
aPicker pk; A+Nf]([  
public : U$j*{`$4  
W8:?y*6  
template < typename T > iq>PN:mr  
  struct result_1 ?:(BkY,K5  
  { PSX-b)wb  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; eJ+V!K'H2  
} ; 3+gp_7L  
X8 uVet]D~  
template < typename T1, typename T2 > 5UE5;yo  
  struct result_2 {umdW x.*  
  { u?[dy n  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; +5Yf9  
} ; T!.6@g`x>  
%/17K2g  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} Yb8o`j+t  
[bd fp a  
template < typename T > xWX1P%`  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const jX5lwP Q|F  
  { : [o0Va2 d  
  return fn(pk(t)); |EuWzhNAO  
} tgn_\-+  
template < typename T1, typename T2 > l][{ #>V  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const [U_S u,  
  { ViqcJD  
  return fn(pk(t1, t2)); .,t"i C:E  
} bq5tEn  
} ; H"8fnN=xB  
qy1$(3t$  
q.6$-w  
一目了然不是么? {8Jr.&Y2  
最后实现bind nd(O;XBI  
Ay'2! K,I  
u(B0X=B  
template < typename Func, typename aPicker > V_JM@VN}Kk  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) t0XM#9L  
  { trL:qD+{(  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); UTw f!  
} HMbF#!E  
V3O<l}ak  
2个以上参数的bind可以同理实现。 D&q-L[tA@  
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。  PDaD:}9  
eIjn~2^  
十一. phoenix b_xn80O  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: p!<Y 'G  
wjGD[~mB  
for_each(v.begin(), v.end(), Gp.+&\vi  
( ^ sxcBG  
do_ |,c\R"8xS  
[ :d7Ju.*J  
  cout << _1 <<   " , " Ie(vTP1Cj  
] VmM?KlC  
.while_( -- _1), #8P9}WTno.  
cout << var( " \n " ) d4h1#MK  
) n!5 :I#B  
); ]t-_.E )F  
{] 1+01vI-  
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: |IL..C  
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 MY1 1 5%  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 '&{`^l/ MH  
那么我们就照着这个思路来实现吧: |T:' G  
e1ru#'z  
>gqM|-uY  
template < typename Cond, typename Actor > / $7E  
class do_while ZW\}4q;[A  
  { ^mbpt`@  
Cond cd; JAM4 R_  
Actor act; C FY3D|  
public : 1PLxc)LsG  
template < typename T > < &[=,R0 @  
  struct result_1 FZTBvdUYp  
  { *I 7$\0Q  
  typedef int result_type; dx{ZG'@aH  
} ; yD6lzuk{X  
S<"T:Y &  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} _h1n]@ d5  
KTX;x2r  
template < typename T > C.M]~"e  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Y <;A989D  
  { 8w &A89  
  do ).HYW _Yih  
    { J0@ ^h  
  act(t); yZJR7+  
  } r:u,  
  while (cd(t)); tkr RdCq  
  return   0 ; '(M8D5?N-  
} / 0Z_$Q&e  
} ; |Rk$u  
5nL,sFd  
z.itVQs$I  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). X2PQL"`  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 86(8p_&zC  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 -z%| Jk  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 wmu#@Hf/[h  
下面就是产生这个functor的类: o'S&YD  
03aa>IO  
9 z_9yT  
template < typename Actor > O+U9 p  
class do_while_actor %j9'HtjEa  
  { <a_Q1 l  
Actor act; Bd8,~8  
public : oW]~\vp^0  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} ^3*k6h [(  
OEc$ro=m*  
template < typename Cond > :n36}VG|  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; >% a^;gk(  
} ; Wx&gI4~  
L$*sv.  
 ?Y4$  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 Vm NCknG  
最后,是那个do_ ;  ntq%  
:BFecS&i5  
 =lIG#{`Q  
class do_while_invoker r@;n \  
  { C^vB&3ghi  
public : fba QXM  
template < typename Actor >  h"<-^=b  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const 5"1kfB3v  
  { G2Zr (b')  
  return do_while_actor < Actor > (act); Ms8& $  
} -ZXC^zt  
} do_; E>xd*23+\  
w>M8 FG(4]  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?  'Q\I@s }  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 mouLjT&p  
最后来说说怎么处理break和continue pUV3n 1{2  
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。 ~Xa8\>  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八