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
  • 6299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 P@S;>t{TD  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 U"Ob@$ROFy  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, elHarey`f  
He_(JXTP  
';CuJ XAj  
[+cnx21{  
  class filler E<G@LT  
  { a]=vq(N'r  
public : ?`*-QG}  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} :iOHc-x  
} ; Z6/~2S@  
qLi1yH  
IWRq:Gw  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: {s^ryv_}  
+(P 43XO08  
!DUg"o3G>  
m ?"%&|  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); /zP)2q^  
E `j5y(44  
!m:PBl5  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 mW(_FS2%,  
Y l3[~S  
'UG}E@G  
]! J3?G  
二. 战前分析 {$TB#=G  
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。 ~TK^aM  
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 l:Xf(TLa  
Nb9V/2c;V  
OVo  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ~aR='\<  
  /* --------------------------------------------- */ ysT!^-&p  
vector < int *> vp( 10 ); PdN\0B `  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); a.U:B [v`  
/* --------------------------------------------- */ e2o9)=y  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); DW%K'+@M  
/* --------------------------------------------- */ 1eyyu!  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); BG?2PO{  
  /* --------------------------------------------- */ h _7;UQH  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); w7?9e#> Z  
/* --------------------------------------------- */ ]4Yb$e`  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ?$&rC0 t  
h|uP=0   
T(Gf~0HYF  
.O-DVW Cm  
看了之后,我们可以思考一些问题: 9X&qdA/q  
1._1, _2是什么? &OR*r7*Z  
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。 ^V,/4u  
2._1 = 1是在做什么? E6-(q!"A  
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。 ?,e:c XhE2  
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。 Bv]wHPun  
Y},GZ^zqy  
Y'H/ $M N  
三. 动工 PL_wa(}y]D  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 3rdxXmx  
2DqHqq9m  
5$Q`P',*Ua  
%c2i.E/G  
template < typename T > 4qcIoO  
class assignment %=O!K>^vt<  
  { 4^}PnU7z  
T value; }`FC__  
public : 'xI+kyu  
assignment( const T & v) : value(v) {} 19{?w6G<k  
template < typename T2 > b/}0 &VXo  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } &r%^wfp  
} ;  y] r~v  
ZUI9[A?  
4xn^`xf9  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 a} 7KpKCD  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment MCpK^7]k  
@gGuV$Mw  
^M5uLm-_s  
1L qJ@v0  
  class holder rL/7wa  
  { &_9e g  
public : I2!HXMrp  
template < typename T > 4n)Mx*{  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 7TY"{? ~O5  
  { kV9NFo22  
  return assignment < T > (t); /j\TmcnU^  
} V+5 n|L5  
} ; >ZsK5v  
w7V W   
S2SQ;s-t_  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上:  #X_M  
uQ+$HzxX  
  static holder _1; 19`0)pzZ*P  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 JN-8\ L  
U*h)nc  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ^S2} 0N f  
而不用手动写一个函数对象。 \)kAhKtG  
?|YQtY  
gy`qEY~B&  
R}<s~` Pl  
四. 问题分析 JY8pV+q @=  
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。 ]J]p:Y>NL  
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。 4c@F.I  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 'E8Qi'g  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 X_8NW,  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 <"%h1{V  
%4K#<b"W  
五. 问题1:一致性 #T`+~tW'|  
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?| j" .6  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 [+7X&B  
7)wq9];w  
struct holder y~1php>2f1  
  { =B%e0M  
  // FEswNB(]*  
  template < typename T > - $/{V&?t  
T &   operator ()( const T & r) const !Shh$iz  
  { "g[UX{L  
  return (T & )r; _I5+o\;1  
} xF+x I6  
} ; rWmi 'niu  
M_I\:Q  
这样的话assignment也必须相应改动: M)Q+_c2*  
 Vp4]  
template < typename Left, typename Right > @eU/g![u  
class assignment UbH=W(%  
  { ka [NYW{.  
Left l; P*sCrGO%  
Right r; Sd11ZC6  
public : +q%goG8  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} IvH+94[)  
template < typename T2 > #+nv,?@  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } <N&f >7  
} ; DL{a8t1L  
+=$G6uR$  
同时,holder的operator=也需要改动: j'n= Xh  
n8,/olqwW  
template < typename T > QV1%Zou  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const [}3Y1t{G  
  { 1Xc%%j  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); ghiElsBU  
} 7|Y8^T s  
8G<.5!f7`N  
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。 /RJSkF+!  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 FgaBwd^W  
XE\bZc  
return l(rhs) = r; ]0E-lD0J  
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。 T+hW9pa)  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 7X>3WF  
SBt: `,  
template < typename Tp > inrL'z   
class constant_t z0Hh8*  
  { 0l*/_;wo  
  const Tp t; MLX.MUS  
public : +M:Q!'  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} |05LHwb>  
template < typename T > @DR&e^Zz  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 9hU@VPB~  
  { (FHh,y~v  
  return t; )cXc"aj@s  
} z>~3*a9&  
} ; krU2S-  
|{Q,,<C  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 Gx)D~7lz  
下面就可以修改holder的operator=了 =Y0m;-1M  
MvFXVCT#  
template < typename T > RR|Eqm3)  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const i|Wn*~yFOO  
  { RJM(+5xQ|  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); /2 N%Z  
} 5Tq 3L[T5;  
&h-1Z}  
同时也要修改assignment的operator() kE h# 0  
gE~31:a^  
template < typename T2 > !5-[kG&  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } `R^VK-=C  
现在代码看起来就很一致了。 =|/b[Gd(  
I%`2RXBt3^  
六. 问题2:链式操作 K9=_}lS@'  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 M#m7g4*L!  
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。 #S)*MT4ke  
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。 7 &Aakl  
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。 gK'MUZ()  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct rOGJ%|%(  
gu!A:Q  
template < typename T > arJ[.f9s  
struct result_1 3ssio-X  
  { p"Y=  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; H Vy^^$  
} ; hV)I C9  
hAdEq$  
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: *RO ~%g  
[A47OR  
template < typename T >  CgWj9 [  
struct   ref Pcc%VQN  
  { gMbvHlT  
typedef T & reference; Z[VKB3Pb8  
} ; )NK2uD  
template < typename T > RWE%? `   
struct   ref < T &> M}>q>  
  { JQqDUd  
typedef T & reference; frt?*|:  
} ; iy 5  
ZpyRvDz  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ~A)$="  
Zl)|x%z  
template < typename T > 1N &U{#4  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const [*(MI 9WM  
  { V*N9D>C  
  return l(t) = r(t); FYJB.lAT  
} shB(kb{{  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 2%I:s6r  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 t9}XO M*  
f  W )  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 v3p..A~XZ.  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: j.K yPWO  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ':=C2x1d|  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 t65!2G"<  
最后的布局是: \ gN) GR  
                Add , F[mh  
              /   \ VF-d^AGt  
            Divide   5 h$!qb'|  
            /   \ 2-~oNJqX  
          _1     3 fjb2-K  
似乎一切都解决了?不。 )UeG2dXx7  
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。 5^k#fl2  
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。 9fiZ5\  
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: DEBgb  
vlD]!]V:h  
template < typename Right > =Y BJ7.Y  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const I6\3wU~).  
Right & rt) const <j>@Fg#q  
  { ,-Na'n  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); I.>LG  
} 1L0ku@%t9Y  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 Qmrcng}P  
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。 _C4^J  
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。 IO+z:D{  
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。 U;31}'b  
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。 E*%{Nn  
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? k}/: xN"  
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: P/_XDP./U  
dx~Wm1  
template < class Action > Kk,->q<1  
class picker : public Action 9T]]TEv4  
  { +0OQ"2^&  
public : {`'b+0[;@  
picker( const Action & act) : Action(act) {} sk5\"jna  
  // all the operator overloaded rk~/^(!  
} ; ^Iz.O  
}X UHP%  
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。 ?:ZH%R_`a  
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:  u32<=Q[  
zb<+x(0y"  
template < typename Right > &$=F $  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const WM#!X!Vo  
  { AIeYy-f  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); @.0,k a,X  
} bhI8b/  
S$#Awen"@  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > myo/}58Nv  
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。 )-9/5Z0v  
&`9lIVB,K  
template < typename T >   struct picker_maker =FE,G*  
  { $$4% .J26Z  
typedef picker < constant_t < T >   > result; kO4C^pl"v  
} ; X>CYKRtb  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > DFiexOb  
  { (X8N?tJ  
typedef picker < T > result; L]V K9qB  
} ;  }N[sydL  
7+c@pEU]  
下面总的结构就有了: r'8e"pTi  
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。 PyoLk  
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。 4e:hKv,+4  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 e'ZgF~  
至此链式操作完美实现。 Wj3H  y4  
aV ^2  
"[%NXan  
七. 问题3 j}|6k6t  
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。 <D=%5 5  
!>+ 0/   
template < typename T1, typename T2 > e0q a ~5  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const HG^8&uh]  
  { hk=+t&Y<H  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); *D'V W{  
} D H/1 :H  
U!Lws#\X  
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: j04Q3d \f  
ed{9UJWh  
template < typename T1, typename T2 > XH. _Z  
struct result_2 HqbTJ!a  
  { ED6H  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; NZ_45/(dx  
} ; 4M:oa#gh@  
K+7xjFoDIR  
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? [;2v[&Po  
这个差事就留给了holder自己。 u66w('2  
    xW09k6   
2|T@  
template < int Order > cz0tnF*&  
class holder; >#'6jm  
template <> Vf:t!'WD?2  
class holder < 1 > |XsW)/  
  { !=-l760  
public : bNC1[GG[  
template < typename T > 9Hu%Z/[!p  
  struct result_1 8FMP)N4+  
  { FrVD~;  
  typedef T & result; iD\joh-C  
} ; +EFur dX\  
template < typename T1, typename T2 > 0t9G $23  
  struct result_2 Fm@GU  
  { t;*'p  
  typedef T1 & result; `R^)< v*  
} ; T}zi P  
template < typename T > T.xW|Iwx  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const CzK X}  
  { :S%|^Q AN  
  return (T & )r; \&cVcA g  
} "?Y0Ng[  
template < typename T1, typename T2 > S`-z$ph}  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const A(C3kISM  
  { Cjd +\7#G  
  return (T1 & )r1; f(3#5288  
} M_PL{  
} ; d BJM?/  
b w cPY  
template <> 9|go`^*.  
class holder < 2 > /E*P0y~KTW  
  { )~Q$ tM`  
public : TKmC/c  
template < typename T > UqAvFCy  
  struct result_1 w0.#/6  
  { 0D\FFfs  
  typedef T & result; f[z#=zv  
} ; 3U}z?gP[  
template < typename T1, typename T2 > CfVz'  
  struct result_2 lUp 7#q  
  { :gR`rc!  
  typedef T2 & result; <}e<Zf!  
} ; 1mB6rp  
template < typename T > U$-FQRM4K  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const lKm?Xu'yH  
  { yn7n  
  return (T & )r; 8>w/Es5  
} KJ-D|N,8@^  
template < typename T1, typename T2 > yeW|Ux:  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const "c}b qoN  
  { vzVl2  
  return (T2 & )r2; 6h5*b8LxA  
} YX~H!6l  
} ; *d%m.:)N  
]2( %^#qBG  
v"s}7trWV  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 KsHMAp3  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: rVz#;d!`z  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: %7{6>6%  
L 5>>gG ,  
return l(i, j) = r(i, j); 2\7]EW  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) F<I-^BY)  
7igrRU#1%  
  return ( int & )i; {yJ{DU?%Y  
  return ( int & )j; o`& idn|,  
最后执行i = j; j6Vuj/+}  
可见,参数被正确的选择了。 Sd{>(YWx~  
SQEXC*08  
Q.5a"(d@  
ov|s5yH8e  
7%o\O{,U  
八. 中期总结  - @  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: =EIsqk^*  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 Hiw{1E:rW  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 NE/3aU  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor k1]?d7g$w  
r*kk/ $,2  
n9)/(=)>*  
)EO$JwQ  
4YdmG.CU  
/423!g0Q  
九. 简化 :CV&WP  
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。 aZmSCi:&'  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 2Qn%p[#n  
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: `B^?Za,xN  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 VD1*br^,  
  +-*/&|^等 KC  
2. 返回引用。 ^^v\ T  
  =,各种复合赋值等 "F0,S~tZZ  
3. 返回固定类型。 "--rz;+K  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) Ar>-xCT D  
4. 原样返回。 6 Iup4sP  
  operator, d,$[633It}  
5. 返回解引用的类型。  vH` u  
  operator*(单目) 'a4xi0**I  
6. 返回地址。 @O4m-Oosi  
  operator&(单目) /Cwt4.5  
7. 下表访问返回类型。 >bmL;)mc&  
  operator[] l_$~~z ~  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 R|Ykez!D  
  operator<<和operator>> T8ZsuKio]  
K+n6.BzW  
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。 f\Pd#$3  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: Mj[ v _&N  
tdEu4)6  
template < typename Left > '?q|7[SU  
struct value_return Yj;$hV8j(  
  { G`w7dn;&  
template < typename T > Tl9_Wi  
  struct result_1 {Rbc  
  { Ll&Y_Ry  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; <~f/T]E,  
} ; 2<<,aL*  
GT* \gZ  
template < typename T1, typename T2 > J#bEAK^L,l  
  struct result_2 .(3B}}gB>  
  { W4T>@ b.  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; (3 B; V  
} ; ]W]Vkkg]  
} ; sgFpZk  
E@t^IGD r  
+\Rp N  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 27gK Y Zf;  
M]eH JZ~v  
下面我们来剥离functor中的operator() *p+%&z_<  
首先operator里面的代码全是下面的形式: L{osh0  
sexnO^s  
return l(t) op r(t) Av7bp[OD  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) e>Is$+[`7  
return op l(t) R$NH [Tz  
return op l(t1, t2) WCU[]A  
return l(t) op Wrt3p-N"D  
return l(t1, t2) op HlLF<k~}  
return l(t)[r(t)] NNSn]LP  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] o9>r -  
T*O!r`.Ak  
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: G^oBu^bq~  
单目: return f(l(t), r(t)); Xv6z>z.  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); = R; 0Ed&b  
双目: return f(l(t)); 8!E$0^)c|  
return f(l(t1, t2)); 8%2*RKj  
下面就是f的实现,以operator/为例 pX|\J>u)  
6i,d|  
struct meta_divide 0l{').!_  
  { 7w YSP&$  
template < typename T1, typename T2 > q4Qm: |-  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) )k=8.j4  
  { [\eUCt F  
  return t1 / t2; "wA3l%d[Y  
} ,Rz,[KI|  
} ; zN*/G6>A  
(lT H EiX  
这个工作可以让宏来做: ME{i-E4  
\2pJ ]  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ USJ4qv+-  
template < typename T1, typename T2 > \ r(0I>|u  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; Pa%XLn'5  
以后可以直接用 , )u}8ty3j  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 7DXT1+t  
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 I3p ~pt2  
(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。。。) 6D@tCmmq  
'd(OFE-hn  
KhYGiVA  
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 cBiv=!n  
On d"Eq=r  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > R2Lq,(@-  
class unary_op : public Rettype 5fSDdaO  
  { yUqvF6+26  
    Left l; >J|I  
public : {b8!YbG  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} _ i.CvYe  
JaiYVx(  
template < typename T > kfM}j  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const n-}.Yc  
      { a|  
      return FuncType::execute(l(t)); {HlUV33O  
    } bvk+i?{H  
TdG[b1xN  
    template < typename T1, typename T2 > u7<B*d:  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const E&jngxlN  
      { m RxL%!  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); >{$ ;O  
    } qXCl6Yo8  
} ; :Dw;RcZQ  
JP S L-j  
45W:b/n\  
同样还可以申明一个binary_op 45> w=O  
(;+ JM*c2N  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > [p_R?2uT  
class binary_op : public Rettype $BwWhR  
  { lTDF5.aE  
    Left l; E _/v$  
Right r; Y[X5S{H`wj  
public : cg}46)^<QH  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} JIjqGxR  
84cmPnaT  
template < typename T > :~{XL>:S  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const QaUh+k<6  
      { &B/cy<;y,  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); *<OWd'LI  
    } w[n|Sauy,  
3T|:1Nw  
    template < typename T1, typename T2 > 6WzE'0Nyr  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const VgN`' iC`I  
      { !c\s)&U7B  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); &:nWZ!D  
    } mAX]m1s  
} ; -P!vCf^{ t  
j}X4#{jgC  
^-f5;B`\i  
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 x\3tSP7Vp  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 |Gzd|$%Oq  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) |bVNlL"xN  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 Xa Yx avq  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! >OBuHqC  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 U3&*,xeU@H  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 I^qk`5w  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) >8#(GXnSt  
下面是修改过的unary_op o.Mb~8Yu  
ec)G~?FH  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > I,l%6oPa  
class unary_op \4bma<~a  
  { 0 jVuF l  
Left l; 0/#XUX 4  
  "mSDL:$  
public : O_FT@bo\  
.KIAeCvl\  
unary_op( const Left & l) : l(l) {}  #Z"N\49  
@R9  
template < typename T > 0v,DQJ?w8  
  struct result_1 44 o5I:  
  { ^>72<1U%  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; m32OE`s  
} ; L>).o%(R  
i/, G=yA  
template < typename T1, typename T2 > VX[{X8PkS  
  struct result_2 EJNj.c-#  
  { ~bWqoJ;Q  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ;KbnaUAS8  
} ; w(k7nGU]  
{t;Q#Ou.  
template < typename T1, typename T2 >  4O[5,  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const k(3 s^B  
  { uY5f mM9  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); aL-V9y  
} D@"q2 !  
a`~$6 "v  
template < typename T > hOO)0IrIM*  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Z5bmqhDo[  
  { @J!)o d  
  return OpClass::execute(lt(t)); KVSy^-."  
} Rl=NVo  
49 fs$wr@  
} ; <Lyz7R6  
|*Z'WUv  
|/]bpG'z  
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 qV@xEgW#r  
好啦,现在才真正完美了。 3S_KycE{  
现在在picker里面就可以这么添加了: Yu9Ccj`  
g5M-Vu  
template < typename Right > |2 g }i\  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const Z@t).$  
  { }u5 Mexs  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); hh|'Uq3  
} `Rm2G  
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。 [A yq%MA  
P=KOw;bs  
h7~&rWb  
l9qq;hhGP,  
dG Qy=T:  
十. bind VrQw;-rQ  
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。 @Ys(j$U't  
先来分析一下一段例子 TAi |]U!  
7`~h'(k  
OJbY\U  
int foo( int x, int y) { return x - y;} UDt.w82  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 [ }jSx]  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 :>Z0Kb}7  
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。 IE|x+RBD  
我们来写个简单的。 ^NHQ[4I  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: Q'7o_[o/  
对于函数对象类的版本: .J&NM(qeZ  
{SqY77  
template < typename Func > P`-(08t  
struct functor_trait P7 (&*=V  
  { zblh_6  
typedef typename Func::result_type result_type; S]K^wj[  
} ; ]m=* =LLC  
对于无参数函数的版本: R)nhgp(~  
Mf%/t HK  
template < typename Ret > nUs)  
struct functor_trait < Ret ( * )() > ;}.jRmnJ  
  { !}l)okQH<#  
typedef Ret result_type; ",#rI+ el  
} ; RLw=y{%p  
对于单参数函数的版本: D<5gdIw  
\X Nb9-  
template < typename Ret, typename V1 > '/z.\S  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > sN5 x\9U  
  { NV36Q^Am[  
typedef Ret result_type; HTQ .kV  
} ; p%xo@v(  
对于双参数函数的版本: {|%5}\%  
4{}u PbS  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > NO`LSF  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > tN3Xn]   
  { iBV*GW  
typedef Ret result_type; qAivsYN*  
} ; .NQoqXR  
等等。。。 v;JY;Uh|  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy m-, '  
Z !wDh_  
template < typename Func > ##}a0\x|  
struct func_return :}+U?8/"7  
  { IR5 S-vO  
template < typename T > $daI++v`  
  struct result_1 KD-0NO=oL  
  { h+R}O9BD  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; g#Zb}^  
} ; BL]!j#''KE  
p KKn  
template < typename T1, typename T2 > _YmY y\g  
  struct result_2 V=3NIw18  
  { kYPowM  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; T_5 E  
} ; K 2LLuS!  
} ; dWI/X  
4w2V["?X1  
S4~^HvMG[Y  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 oYlq1MB?  
gA" =so  
template < typename Func, typename aPicker > UrN$nhH  
class binder_1 &XrF#s  
  { s]U'*?P  
Func fn; hCQ{D|/  
aPicker pk; q'C'S#qqn  
public : q^"P_pV\  
}9 qsPn  
template < typename T > XO"!)qF  
  struct result_1 #uuwzE*M_  
  { }eEF/o  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 6&.[ :IHw  
} ; q^(A6W  
*M"lUw#(f  
template < typename T1, typename T2 > r>$jMo.S"  
  struct result_2 `9zP{p  
  { ~uzu*7U  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; "O9uz$  
} ; xV}|G   
WVJN6YNd V  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} \<T6+3p  
H{p+gj^J  
template < typename T > 8QFY:.h&  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const \DeZY97p%  
  { A3C<9wXx  
  return fn(pk(t)); ?|N:[.  
} e)cmZ8~S  
template < typename T1, typename T2 > w`F}3zm  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const top3o{ 4  
  { 8Ln:y'K  
  return fn(pk(t1, t2)); MbY a6jrF  
} iOj mj0  
} ; xqb I~jV#  
Zt[ P kBi  
(VC{#^2l  
一目了然不是么? 1G{$ B^ f  
最后实现bind j%[|XfM  
QL_bg:hs  
i` Lt=)@&  
template < typename Func, typename aPicker > +~w '?vNc  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) Q? W]g%:)  
  { ={#r/x  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ApU5,R0  
} owmA]f  
l~F,i n.  
2个以上参数的bind可以同理实现。 0fi+tc 30  
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。 L|!9%X0.  
ZiVTc/b  
十一. phoenix 9)l[$X  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: DC[ -<:B  
;9B:E"K?@1  
for_each(v.begin(), v.end(), }6^(  
( |JuXOcr4  
do_ hb`b Q  
[ A6TNtXk  
  cout << _1 <<   " , " 96MRnj*Y[  
] HbZ3QWP  
.while_( -- _1), mgH4)!Z*56  
cout << var( " \n " ) Tvf]OJ9N  
) CO4*"~']t  
); j&Z:|WniK  
i>b^n+74>  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: k"GW3E;  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor /F/`?=1<$  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 0($MN]oZa  
那么我们就照着这个思路来实现吧: /PHktSG  
s- g[B(  
W!GgtQw{F  
template < typename Cond, typename Actor > ]%shs  
class do_while 3&x_%R  
  { @kI^6(.  
Cond cd; 5hg>2?e9s?  
Actor act; -kQ{~"> w  
public : h'IBVI!P  
template < typename T > h2h$UZIv  
  struct result_1 B-r9\fi,  
  { r95$B6  
  typedef int result_type; -I\_v*nA  
} ; mIl^  
bLaD1rnGi  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} )oHIRsr  
Q0ev*MS9Z  
template < typename T > {[)J~kC+  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const V `@@ufU}  
  { j_p.KF'[?  
  do d~GT w:  
    { p]=8=pE<  
  act(t); 9dy"Y~c  
  } |l7e*$j  
  while (cd(t)); )h>Cp,|{  
  return   0 ; [x-Z)Q. 5  
} i"sVk8+o!  
} ; C.pNDpx-  
"6Ly?'H K  
\*d@_oQ$  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). }JrM!'  
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。 y~p7&^FeR  
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。 F}i rCi47c  
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`nKC(=z  
下面就是产生这个functor的类: 36&7J{MU  
@: %}clZ  
tEBf2|<  
template < typename Actor > +>c)5Jih  
class do_while_actor !=k\Rr@qx  
  { cs~ }k7><  
Actor act; _;X# &S(q-  
public : UmInAH4  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} R1J"QU  
0&-!v?6 )  
template < typename Cond > e J2[=L'  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; dtm_~r7~  
} ; `I_%`15>  
~>s^/`|?  
shnfH   
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 v_)cp9d]  
最后,是那个do_ 6mMJ$FY+  
&e3z)h  
oaRPYgh4  
class do_while_invoker \!z=x#!O$  
  { :vX;>SH$p  
public : 8=)A ksu  
template < typename Actor > P#rwYPww\  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const q0DoR@  
  { )p12SGR5  
  return do_while_actor < Actor > (act); =NyzX&H6  
} @oYTJd(v{  
} do_; 0#sk]Qz  
s( 2=E|  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? |~v($c  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 j!:U*}f  
最后来说说怎么处理break和continue #@lr$^M  
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。 -v>BeVF  
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