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
  • 8369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 5p94b*l  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 5^GUuFt5m  
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, (LTm!"Q  
\[]36|$LS  
:8E(pq|1PB  
5U3="L  
  class filler k2<VUeW5  
  { \ zhT1#O  
public : H]UM2.  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} x~j%  
} ; \P}~ICZA  
vsqfvx  
"]*0)h_  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: S=krF yFw  
exTpy  
eO (VSjo'`  
l]T|QhiVd  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); '"~|L>F%G  
{G%`K,T  
1xL2f&bG  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 o8 q@rwu3  
9"=:\PE  
3UslVj1u  
`-]*Qb+  
二. 战前分析 .FqbX5\p,  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 2[r#y1ro  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 `cy_@Z5A  
%$`pD I)  
SD8Q_[rY  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); g>/,},jv[x  
  /* --------------------------------------------- */ Wl;F]_|*(  
vector < int *> vp( 10 ); tP"C >#LO  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Q;)[~p  
/* --------------------------------------------- */ \uQ(-ji  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 3"6lPUS  
/* --------------------------------------------- */ *S:^3{.m=  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); "sUL"i  
  /* --------------------------------------------- */ dF5EIPl;J  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); xs.>+(@|;  
/* --------------------------------------------- */ ,wlF n  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ",w@_}z:  
7xO =:*  
V~+Oil6sa  
\WQ\q \  
看了之后,我们可以思考一些问题: =n cu# T]  
1._1, _2是什么? (5cc{zKtR  
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^tUyhCb  
2._1 = 1是在做什么? /v U$62KA  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 i 'H{cN6  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 K``MS  
QpBgG~h"  
FF0N{bY  
三. 动工 `J'xVq#O  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ~-.}]N+([  
SGXXv  
g"EvMv&  
sG=D(n1  
template < typename T > n!2"pRIi  
class assignment a:r8Jzr  
  { .__XOd} K  
T value; s )POtJ<  
public : }3E@]"<cVR  
assignment( const T & v) : value(v) {} O:IU|INq8  
template < typename T2 > {pH{SRM)B  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } GbUw:I  
} ; 3k.{gAZKh  
?3D|{  
N7Kq$G2O  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 4zkn~oy  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment AyKvh  
]v(8i3P84  
2&MIt(\-  
)e(Rf!P{  
  class holder ]-QY, k  
  {  s6bILz-u  
public : ~b}a|K  
template < typename T > 0{^@kxV  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const |5oK04<  
  { Px{Cvc  
  return assignment < T > (t); e/Wrm^]y  
} Ydm 0  
} ; 6i|5`ZO  
f4UnLig  
7|%|w  
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: i8iv{e2  
_1Iy/T@1  
  static holder _1; KJn@2x6LP  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 \UA\0p  
}(k#,&Fv`  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); TUHm.!+a  
而不用手动写一个函数对象。 h sG~xRA\  
O#LG$Y n*  
pRWEBd1U  
$mdmuUIy-3  
四. 问题分析 *j5>2-C &  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 %:2EoXN"  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 jBZlN Ew  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 QZ?#ixvJ  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。  ;wo  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 > %h7)}U  
% `Q[?(z  
五. 问题1:一致性 c%y(Z5  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| vT/e&8w  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 2-!OflkoM0  
\d"JYym  
struct holder h1}U#XV  
  { R=&9M4  
  // gZA[Sq  
  template < typename T > Hdvtgss!  
T &   operator ()( const T & r) const HYcLXhvgu  
  { G>Fk )  
  return (T & )r; \WS2g"(  
} }L mhM  
} ; !d nCrR  
g)0>J  
这样的话assignment也必须相应改动: YnM&t ;TX  
w-iu/|}  
template < typename Left, typename Right > < z':_,  
class assignment V"Cx5#\7C  
  { I(^pIe-  
Left l; {1?94rz  
Right r; U*sjv6*T  
public : w`BY>Xft0  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Kny0 (  
template < typename T2 > KLb"_1z  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } MWdev.m:Z  
} ; L& =a(  
}9:( l  
同时,holder的operator=也需要改动: d}D%%noIu  
S]!s)q-- z  
template < typename T > (=A61]yB  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const grD[7;1~:)  
  { TF]bmM})0  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); *JnY0xP  
} J?6.yL;  
X,5}i5'!  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 /x%h@Cn!  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 %MG{KG=&o  
E_q/*}]pE  
return l(rhs) = r; L hp  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 jej.!f:H  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ),{v  
r ^=rs!f@  
template < typename Tp > EPEWyGw  
class constant_t 8y:/!rRN  
  { ;x<5F+b  
  const Tp t; mJxr"cwHl  
public : (vX) <Z !  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Zv]'9,cbk  
template < typename T > / esdtH$=  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 6=cfr; BH2  
  { ( p(/  
  return t; yMG(FAyu  
} z*V 8l*  
} ; su$IXI#R-&  
9sP;s^#t7U  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 j_I[k8z  
下面就可以修改holder的operator=了 In[rxT~K}Q  
BiY-u/bH9a  
template < typename T > dU}Cb?]7s  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const m+UWvUB)  
  { G2$<Q+UYs?  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); jz,K>   
} _0cCTQE  
^C=dq(i=[  
同时也要修改assignment的operator() Vc[aNpE  
r'J="^k{  
template < typename T2 > O]4v\~@-j  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } X<%`  
现在代码看起来就很一致了。 K}t=Y  
agV z  
六. 问题2:链式操作 }SfS\b{|~  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 noNJ+0S  
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。 M)F_$ ICE-  
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。 c,2OICj  
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。 tJG+k)EE  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct g6 H}a  
bO i-QD  
template < typename T > 6i+<0b}!/  
struct result_1 ~dO+kD  
  { gt(^9t;  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; Pz^C3h$5_  
} ; b(IZ:ekZ5  
6"Ze%:AZZ  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: F9} zt 9  
lw]uH<v  
template < typename T > eo@kn yA<&  
struct   ref hv  
  { +\doF  
typedef T & reference; |(%=zb=?X  
} ; tk)J E^'  
template < typename T > .5"s[(S  
struct   ref < T &> pG6?"*Fz;  
  { &SG5 f[  
typedef T & reference; >'lvZt  
} ; xfF;u9$;  
u`.3\Geh  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: )3 I~6ar  
yV~TfTJ  
template < typename T > 3'Hz,qP  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const J9*i`8kU.  
  { M }! qH.W  
  return l(t) = r(t); n^q%_60H   
} qyBC1an5,  
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。 'fs tfk  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 PNz]L  
 bUsX~R-  
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 *rgF[ :  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: y6dQ4Whv&  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 iT;Ld $!{f  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 +7Uv|LZ~@  
最后的布局是: fN1b+ d~*6  
                Add Vx}e,(i  
              /   \ ddS3;Rk2  
            Divide   5 $bDaZGy  
            /   \ }[{9u#@#  
          _1     3 O14\_eAu6  
似乎一切都解决了?不。 A<] $[2qPj  
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。 ?y]R /?  
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。 !|W.YbS  
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: eslvg#Q  
 _!_^B  
template < typename Right > NQGa=kXeJ  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const 4ClSl#X#i  
Right & rt) const C2aA])7 D  
  { **\?-*c=U  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); p+pu_T;~  
} &mW7FR'(  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 cyLl,OA  
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。 .VR ~[aD  
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。 ;PB_ @Zg  
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。 +1a3^A\  
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。 M&jlUr&l  
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? {!j)j6(NY  
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: L PS,\+  
S&'?L0  
template < class Action > aNn4j_V(  
class picker : public Action 9Trk&OB  
  { VP~(;H5%  
public : !7f,gvk  
picker( const Action & act) : Action(act) {} mrq,kwM  
  // all the operator overloaded 33 S CHQ  
} ; cV"Ov@_.k  
v8WT?%  
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。 yM}3u4FG  
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: bSz@@s.  
V%{WH}  
template < typename Right > ')}itS8  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const rq^%)tR  
  { 0~EGrEt  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); s3T7M:DM4  
} [K@(,/$  
c|d,:u#  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > '7pzw>E=:  
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。 RH:vd|q+  
<@# g2b  
template < typename T >   struct picker_maker Y]=k"]:%  
  { "hQGk  
typedef picker < constant_t < T >   > result; cRMyYdJ o  
} ; q`'"+`h  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > t`'jr=e,~  
  { LXWI'nxV  
typedef picker < T > result; qco uZO  
} ; A|,qjiEJCc  
+~BP~  
下面总的结构就有了: 7x=4P|(\}  
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。 @)x*62r+  
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。 ,a?oGi  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 3;FV^V'  
至此链式操作完美实现。 Fc8 0HK5R  
dF09_nw  
J2 /19'QE  
七. 问题3 BG8/  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 a'`?kBK7`U  
Ch3MwM5]  
template < typename T1, typename T2 > 9=j)g  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ahIDKvJ4  
  { |V4<eF-0S  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); $.t>* Bq  
} mBJr*_p  
D)pTE?@W'  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: >_xuXEslUz  
YF-A8gXS  
template < typename T1, typename T2 > TpwN2 =  
struct result_2 )#8g<]q  
  {  \m~p;B  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; *sZH3:  
} ; 6-uLK'E  
3z, Ci$[  
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? +Z2XP76(4A  
这个差事就留给了holder自己。 x;sc?5_`  
    |` ?&  
%$kd`Rl}  
template < int Order > }vh4ix  
class holder; q*4U2_^.  
template <> \ {]y(GT  
class holder < 1 > (5E09K$  
  { ?pfr^ !@$  
public : Ue60Mf  
template < typename T > ;2\6U;  
  struct result_1 W8$0y2  
  { 122s 7A  
  typedef T & result; dCS f$5  
} ; ]jm:VF]4  
template < typename T1, typename T2 > ?]D))_|G  
  struct result_2 utBrH  
  { Ef?hkq7X<  
  typedef T1 & result; 7)Vbp--b#  
} ; <ShA_+Nd  
template < typename T >  T&MhSJf#  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const me{u~9&  
  { r#2Fk &Z9  
  return (T & )r; Z~QLjv&$/r  
} xp'Q>%v  
template < typename T1, typename T2 > .4U*.Rf  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const M2w'cdHk  
  { L@/IyQ[H1  
  return (T1 & )r1; 5-$D<}Z  
} b=1E87i@W  
} ; \lm]G7h  
v*qbzW`  
template <> -aVC`  
class holder < 2 > ZZZ9C#hK^9  
  { b=xn(HE8|  
public : $ ,]U~7S  
template < typename T > ~Gz9pBv1  
  struct result_1 e3W~6P  
  { j*gJP !  
  typedef T & result; K0_gMi+bR  
} ; @v ^j<B  
template < typename T1, typename T2 > }mK,Bi?bj  
  struct result_2 ^g|cRI_"  
  { s[y.gR.(  
  typedef T2 & result; !&hqj$>-}  
} ;  U-4F  
template < typename T > ~CkOiWC0  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const :>;F4gGVG  
  { r~h#  
  return (T & )r; Fz,jnV9=j  
} +)WU:aKI  
template < typename T1, typename T2 > J ffaT_"\  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const {4,],0bjx/  
  { /z4c>)fV  
  return (T2 & )r2; Y8]@y0(  
} 2vLun   
} ; 72"H#dy%U  
r *6S1bW  
(g/A uL  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 =t)qy5  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: eh<mJL%T  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: :&TM0O  
YfB)TK\W9/  
return l(i, j) = r(i, j); 85H \v_[  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 9QLG:(~;  
d[p2? ]  
  return ( int & )i; <>9!oOa  
  return ( int & )j; 1u7D:h>#  
最后执行i = j; ?YS>_ MN  
可见,参数被正确的选择了。 pKy4***I3  
E5)0YYjHZ  
9l &q}  
gee~>l  
m<-!~ ew  
八. 中期总结 4jC)"tch  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: h2f8-}fsq  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 I2}eFz&FE  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 UAhWJ$(C  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor kl.;E{PL  
;]Q6K9.d8  
bV&9>fC  
CAC4A   
3MNM<Ih  
"W%YsN0  
九. 简化 c_*w<vJ-'  
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。 > B@c74  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 reh{jMC  
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: Dk^AnMx%_  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 0Q&(j7`^@  
  +-*/&|^等 r5S/lp+Y+N  
2. 返回引用。 ;Go^)bN ;  
  =,各种复合赋值等 S\8v)|Pr  
3. 返回固定类型。 h Fv{?v  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) oH%[8!#  
4. 原样返回。 I{g.V|+ x  
  operator, ApeqbD5g&  
5. 返回解引用的类型。 IoLi7NKw  
  operator*(单目) s__xBY  
6. 返回地址。 sV a0eGc  
  operator&(单目) \Dq'~ d  
7. 下表访问返回类型。 3;BIwb_  
  operator[] =;uMrb4  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 7\2I>W  
  operator<<和operator>> )8W! |  
h>\C2Q  
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。 P\ke%Jdpw?  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: /ki-Tha  
+:;ddV  
template < typename Left > bp:`m>4<  
struct value_return Mww^  
  { \(j*K6#  
template < typename T > .yZLC%}  
  struct result_1 =eQB-Xe8Y  
  { l EFd^@t  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; H575W"53  
} ; _P qq*  
W^ L ^7  
template < typename T1, typename T2 > /_qq(,3  
  struct result_2 r9_ ON|  
  { hbx4[Pf  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; Cj8&wz}ez  
} ; `w:kY9  
} ; 9hIKx:XCg  
Ldz]FB|  
WDIin6u-  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait *{w0=J[15  
M<w.q|P  
下面我们来剥离functor中的operator() (O0Ry2u k  
首先operator里面的代码全是下面的形式: ]64}Xob87_  
B~Kx Up  
return l(t) op r(t) ?/3wO/7[  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) W|>jj$/o  
return op l(t) QLO;D)fC  
return op l(t1, t2) NLMvi!5w,  
return l(t) op ,w#lUg p  
return l(t1, t2) op R}0gIp=  
return l(t)[r(t)] R|\eBnfI  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] hD ~/ywS&  
d,(y$V+  
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: CwX?%$S   
单目: return f(l(t), r(t)); 1PwtzH .w  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 7 <^+)DsS?  
双目: return f(l(t)); 2 L4[~>  
return f(l(t1, t2)); ]H n:c'aT  
下面就是f的实现,以operator/为例 rS BI'op  
A{zqr^/h  
struct meta_divide N 3L$"g5^  
  { h(/? 81:  
template < typename T1, typename T2 > PF`uwx@zH  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) AfTm#-R  
  { Df4O~j$U"s  
  return t1 / t2; (WT\HR  
} 8/aJ4w[A  
} ; m| ,Tk:xH  
zas&gsl-;  
这个工作可以让宏来做: jum"T\  
SF:98#pg  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ `Ow]@flLI  
template < typename T1, typename T2 > \ VAL? Z  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ZwMVFC-d  
以后可以直接用 6LDZ|K@  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) a20w.6F  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 %1A8m-u]M  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) 7p.8{zQ*  
Z?o0Q\ }1  
;O hQBAC  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 yQrgOdo,w  
< c^'$  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 2.Vrh@FNRo  
class unary_op : public Rettype /+92DV  
  { Cb+sE"x]  
    Left l; XS&Pc  
public : *U1*/Q.  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} [}4zqY{  
#g6_)B=S  
template < typename T > H2jypVs$2  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const A5Jadz~  
      { Dr.eos4 ~  
      return FuncType::execute(l(t)); ; pBLmm*F  
    } u;t<rEC2  
1 Gr^,Ry  
    template < typename T1, typename T2 > -KGJr  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const j-1V,V=  
      { ~%*l>GkP*  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); U%@PY9#  
    } ">Qxb.Y}  
} ; PL= v,NB  
vb~%u;zrC@  
;&j'`tP  
同样还可以申明一个binary_op )W\ )kDh!  
wnX;eU/n  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > viG=Ap.Th  
class binary_op : public Rettype 6n2RTH  
  { R9A:"sJ  
    Left l; 2@a'n@-  
Right r; KJT N"hF   
public : .vKgiIC:  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} oi0O4J%H  
IMD^(k 2  
template < typename T > hFA |(l6  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 961&rR}d  
      { zRjbEL  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); {1)bLG|$  
    } V Dnrm*  
w~B1TfqNo  
    template < typename T1, typename T2 > K;"H$0 !9  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const DL,R~  
      { $HQ~I?r{Hf  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); Q I";[  
    } wBpt W2jA  
} ; ia\Gmh  
%t&Lq }e  
h{mzYy} b  
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 H,KH}25  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 $CB&>?~  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) -J63'bb7oi  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 'n7|fjX?Y  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! BPkMw'a:  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 6g-jhsW6  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 P7}w^#x  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) w-WAgAch  
下面是修改过的unary_op k`>qb8,  
M %zf?>])  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > +iN!$zF5]  
class unary_op DH\Ox>b=  
  { 9'p| [?]v  
Left l; aN"YEL>w  
  LeN }Q  
public : TgV-U  
?5">50  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} \_.'/<aQ  
mL1ZSX o!  
template < typename T > Z%o.kd"  
  struct result_1 6'*6tS  
  { [5xm>Y&}  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Lb$Uba-_  
} ; O8hx}dOjA  
}%w;@[@L  
template < typename T1, typename T2 > K_U`T;Z\  
  struct result_2 .n IGs'P  
  { Q']'KU.  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ){GJgk|P  
} ; jR1^e$  
Nkb%4ofKqu  
template < typename T1, typename T2 > AIl`>ac  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const TCzz]?G]la  
  { IJ.H/l}h  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); `ci  P  
} 1Mq"f 7X8  
suQ`a_ zJ  
template < typename T > KUX6n(u  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const L' _%zO  
  { fPN/Mxu  
  return OpClass::execute(lt(t)); 5Zc  
} hK4ww"-  
=:T"naY(  
} ; P `<TO   
;xTMOuI*  
? }^ y6  
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 9i#,V@  
好啦,现在才真正完美了。 T\zn&6  
现在在picker里面就可以这么添加了: ~xam ;]2  
)`k+Oyvi<  
template < typename Right > >.39OQ#  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const Q >yj<DR  
  { m?Jnb\0  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); =WCE "X  
} z1RHdu0;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。 )e[q% %ks  
Wsd_RT}ww  
,f>^ q"  
 b%F'Ou~  
fm^tU0DY  
十. bind n}%_H4t  
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。 x2~fc  
先来分析一下一段例子 r_ 9"^Er  
zGO_S\  
;,/G*`81B  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 5-a^Frmg#"  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 .}R'(gN\6  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 qYqd-R  
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。 9%k4Ic%P  
我们来写个简单的。 ! , ]Fx  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: Qmd2C&Xw  
对于函数对象类的版本: 31g1zdT!  
|L;Hd.l7^*  
template < typename Func > fiAj# mX  
struct functor_trait K~&3etQF  
  { BR6HD7G  
typedef typename Func::result_type result_type; z,qNuv"W  
} ; :'H}b*VWx  
对于无参数函数的版本: -K^(L #G  
UHl1>(U  
template < typename Ret > >SZuN"r8`  
struct functor_trait < Ret ( * )() > AnsJ3C  
  { 6(Cjak+~!  
typedef Ret result_type; _n*gj-  
} ; Oa5-^&I  
对于单参数函数的版本: B 4e}%  
/KiaLS  
template < typename Ret, typename V1 > +ZwTi!W  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > UA0R)BH'  
  { Dxr4B<  
typedef Ret result_type; q<g!bW%  
} ; \>/AF<2"  
对于双参数函数的版本: _}`y3"CD7  
{yBd{x<>/  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > -RThd"  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > U$ZbBVa`~  
  { 2JHF*zvO-  
typedef Ret result_type; gcM(K.n  
} ; FP6Jf I8  
等等。。。 k"`^vV[{F  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy e $5s],,n  
{>&M:_`k  
template < typename Func > j]9,yi  
struct func_return /3`fO^39Ta  
  { {2&MyxV  
template < typename T > sMw"C~XL  
  struct result_1 =?B[oq  
  { y*sqnzgF  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 49#?I:l  
} ; wlX K2D  
-uK@2} NZ  
template < typename T1, typename T2 > ;xE1#ZT  
  struct result_2 iEBxBsz_  
  { 6[1lK8o  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; *5'l"YQ@1  
} ; w >#.id[k  
} ; y{qKb:~wv  
1b"3]?  
BG@[m  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 k$K>ml/h  
cNuBWLG  
template < typename Func, typename aPicker > .`N&,&H  
class binder_1 P?U}@U~9  
  { 6~(iLtd#  
Func fn; cU=/X{&Om  
aPicker pk; $QuSmA<4lS  
public : 8J#TP7;  
Fm.IRu<\`  
template < typename T > Q-S5("  
  struct result_1 T_?,?  
  { K"ytE2:3  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; e/u (Re  
} ; N%+C5e<  
[kg*BaG:  
template < typename T1, typename T2 > [ U?a %$G>  
  struct result_2 lF1ieg"i M  
  { 0f|nI8,z  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; V\><6v  
} ; sr,8Qd 0M  
h7W<$ \P  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} B6a   
,!g%`@u  
template < typename T > <)9E.h  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const qw%wyj7  
  { }>u<,  
  return fn(pk(t)); ~C2[5r{So  
} -7l)mk  
template < typename T1, typename T2 > MDKiwT@#  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const #~88[i-6  
  { ,;wc$-Z!8  
  return fn(pk(t1, t2)); f)K1j{TZ  
} 8a4&}^|  
} ; rY&Y58./  
% 2lcc"'  
('.r_F  
一目了然不是么? (|<.7K N  
最后实现bind rn8t<=ptH3  
#>\+6W17U  
v5o@ls  
template < typename Func, typename aPicker > 86\B|!   
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) s\dF7/b  
  { ; X3bgA']  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); G_a//[p  
} m`lsUN,  
Z}'"c9oB  
2个以上参数的bind可以同理实现。 BAS3&fA  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 i^'Uod0d.  
j8Csnm0  
十一. phoenix #/ Qe7:l  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: %@Ty,d:;=  
(Q09$  
for_each(v.begin(), v.end(), FO5'<G-  
( !EQMTF=(  
do_ v(tr:[V  
[ cU'^ Ja?%  
  cout << _1 <<   " , " Lcyj, R  
]  $VCWc#  
.while_( -- _1), $w$4RQk3n  
cout << var( " \n " ) 7EAkY`Op  
) [8QE}TFic  
); pP6pn~ }  
W=T}hA#`  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: _:tisr{  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor lx&ME#~  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 #E( n  
那么我们就照着这个思路来实现吧: Ll L8Q  
<ZM8*bqi  
yr /p3ys  
template < typename Cond, typename Actor > 7BhRt8FSD+  
class do_while h[O!kwE  
  { T;%ceLD  
Cond cd; _ %HyXd  
Actor act; iE$/ Rcp  
public : ?g$dz?^CK&  
template < typename T > ~\z\f} w  
  struct result_1 jci'q=Vpu  
  { JUlV$b.)J  
  typedef int result_type; 4V`ypFme  
} ; /# M|V6n  
[=Yfdh M8S  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} kEQ${F{  
@:s|X  
template < typename T > >aZ$x/U+Iw  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const `8 Dgk}  
  { y^oSVj  
  do MyOdWD&7  
    { b)A$lP%`  
  act(t); J 8"Cw<=O  
  } g[P8  
  while (cd(t)); J8x>vC  
  return   0 ; r$*p  
} %HJ_0qg  
} ; N*Owfr1 N  
;Vad| -  
K6.*)7$#  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). "(+ >#  
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。 46dh@&U  
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。 EnrRnVB  
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。 RJ%~=D  
下面就是产生这个functor的类: l*]L=rC  
;!k1LfN  
*p.P/w@1  
template < typename Actor > $siiG|)C1  
class do_while_actor B=/*8,u  
  { 8yH) 8:w  
Actor act; bYEq`kjzc  
public : }cll? 2  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} PF1m :Iz`d  
{}ZQK  
template < typename Cond > m.MOn3n]  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; V$wf;v0d(  
} ; ?.:C+*+  
bQ=R,  
1_7}B4  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 1@H3!V4  
最后,是那个do_ MdWT[  
0j1I  
FxC@KZG  
class do_while_invoker _wg6}3  
  { MS6^= ["  
public : {O6f1LuH  
template < typename Actor > oU m"qt_  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const WZ'3  
  { $+sNjwv^F  
  return do_while_actor < Actor > (act); N"b>]Ab] ;  
} `?Wak =]g  
} do_; }Y5Sf"~M  
UKx91a}g  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? Y XH9Q@Gn  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 <BQ4x.[  
最后来说说怎么处理break和continue 6ZVJ2xs[%  
显然break的语义超出了我们的能力范围,然而却是有一个东西很适合模拟其行为,那就是异常。 !9i,V{$c`"  
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 或 注册
温馨提示:欢迎交流讨论,请勿纯表情、纯引用!
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八