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
  • 6855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 ]Kjt@F";  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 pFMjfWD,C  
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, 5V(#nz  
dKEy6C"@  
w2b(,w  
(5Q<xJ  
  class filler RgH 6l2  
  { v9@_ DlV\  
public : Lbrn8,G\  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} (FGy"o%TP'  
} ; H1?C:R  
#'f5owk>,  
ddl]! ^IK  
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: CIo`;jt K  
Kp7)my  
X4\T=Q?uLx  
Or$"f3gq  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); ?1r;6  
QPp31o.!5  
~eP~c"L  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 JP"#9f  
#"r_ 3  
f-i5tnh  
KY< $+/B!  
二. 战前分析 w#a`k9y  
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。 *B@#A4f"  
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 ]b;a~Y0  
QhTn9S:D  
t5b c Q@Y  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); @kDY c8 t9  
  /* --------------------------------------------- */ jT0iJ?d,!  
vector < int *> vp( 10 ); %/\sn<6C}  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); G2n. NW#d4  
/* --------------------------------------------- */ 5FB3w48  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 46 0/eW\  
/* --------------------------------------------- */ lz>.mXdx  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); XD6Kp[s  
  /* --------------------------------------------- */ QYDI-<.(  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); K ~-V([tWg  
/* --------------------------------------------- */ 2 7dS.6  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); $ SA @ "  
(aJ$1bT=T  
:rufnmsP<U  
4Hyp]07  
看了之后,我们可以思考一些问题:  )D+eWo  
1._1, _2是什么? =s:kC`O  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 e)-$ #qW  
2._1 = 1是在做什么? \N|}V.r  
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。 6&~Z3|<e  
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。 M/F <W!  
'Q]Wk75  
d7g$9&/q  
三. 动工 46l*ui_  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: gL| 9hvHr[  
01 +#2~S  
".AW   
V1nqEdhk  
template < typename T > &q-P O  
class assignment ,=@WE> ip  
  { d8 v9[ 4  
T value; V$$9Rh  
public : 79 _8Oh  
assignment( const T & v) : value(v) {} k'F*uS  
template < typename T2 > DN*M-o9  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } iV@\v0k  
} ; oWDn_GnG`h  
`T%nGVl>\  
[zP}G?(  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 LoJEchRK  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment r da: ~  
.;bU["fn)  
,B x0  
=b)!l9TX  
  class holder 8&+u+@H  
  { :*l\j"fX5  
public : tmoclK-  
template < typename T > ?a, `{1m0\  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const ?)Gb=   
  { %qrUP\rn  
  return assignment < T > (t); \q!TI x  
} meap;p  
} ; S n~P1C  
9zBt a  
g[ @Q iy  
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: D 7thLqA  
ei]Q<vT6  
  static holder _1; VJr~h "[  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 wB[ JFy"E  
mH<|.7~0  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Yu[MNX ;G  
而不用手动写一个函数对象。 *ZRk)  
6khm@}}  
W8]?dL}|  
_S &6XNV  
四. 问题分析 F5UHkv"K&O  
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。 [ f<g?w  
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。 4w 7vgB  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 .",BLuce  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 b?M. 0{"H  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 D iHj!tZN  
^h`rA"F\  
五. 问题1:一致性 Hp(41Eb,  
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?| :q2RgZE  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 5Ktll~+:#  
- ikq#L){  
struct holder |`I9K#w3  
  { :Xx7':5  
  // -=u9>S)!c  
  template < typename T > #H8QX5b)  
T &   operator ()( const T & r) const YAi@EvzCVy  
  { JV2[jo}0 N  
  return (T & )r; PI *Z>VE?  
} Mp J3*$Dr  
} ; E%f!SD  
& )-fC  
这样的话assignment也必须相应改动: C}o^p"M*B3  
b!EqYT  
template < typename Left, typename Right > 0*uJS`se6Z  
class assignment zJ8jJFL+Y  
  { sv\=/F@n  
Left l; ,>pv>)u{  
Right r; ypA 9WF  
public : puF*WxU)  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} #Oa`P  
template < typename T2 > h9. Yux  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } q}"HxMJ  
} ; $nf %<Q  
8rz ,MsFR  
同时,holder的operator=也需要改动: f[OJ qk  
FT gt$I  
template < typename T >  )Z:maz  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const MLDAr dvK  
  { Zc9S[ivq  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); eQ#"-i  
} LXc;`]  
_UF'Cf+Y  
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。 kRiZ6mn  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 8 vvNn>Q  
3-![% u  
return l(rhs) = r; *+ O  
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。 o-AAx#@  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:  A1jA$  
V#DNcF~v]f  
template < typename Tp > O;#0Yg  
class constant_t "[ >ql1t{b  
  { Op iVQr:  
  const Tp t; lYrW"(2  
public : <+`}: A  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} |e&hm ~R1  
template < typename T > Hn?v  /3  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const s:sk`~2<gd  
  { ).r04)/  
  return t; dM5N1$1,  
} 73E[O5?b  
} ; t(- 5l  
pH?"@  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 m8v=pab e  
下面就可以修改holder的operator=了 :\#/T,K"  
)-LS n  
template < typename T > ZV:0:k.x  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const k/%n7 ;1  
  { I}/-zyx>=  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); Z&y9m@  
} /}-LaiS  
Y &*nj`n  
同时也要修改assignment的operator() ` H|#l\  
[PU0!W;  
template < typename T2 > !~f!O"n)3r  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } #_fL[j&  
现在代码看起来就很一致了。 ,09d"7`X  
</h}2x  
六. 问题2:链式操作 |H-zm&h>'  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 t=r*/DxX=  
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。 ^/Frg<>'p  
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。 GEfTs[  
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。 WcE/,<^*  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct N1z:9=(I  
Bf6\KI<V2  
template < typename T > 'uF"O"*  
struct result_1 E`UEl$($  
  { nOUF<DNQ  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; !\1Pu|  
} ; O<qo%fP  
6y)NH 8l7  
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: 5!d'RBO   
oOy_2fwZPp  
template < typename T > j}@n`[V1  
struct   ref {rZ )!  
  { JXF@b-c  
typedef T & reference; Q>>II|~;J  
} ; l=t$ XWh!  
template < typename T > q{oppali  
struct   ref < T &> \MFjb IL  
  { 1mz72K  
typedef T & reference; !5[5l!{x  
} ; 2z0 27P-Q  
x]jJ  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: X/`M'8v.%  
*`wgqin  
template < typename T > A;C)#Q/  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const G8!* &vR/  
  { CN<EgNt1kN  
  return l(t) = r(t); Ln5g"g8gb%  
} A<s9c=d6  
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。 -85W/%  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 xsdi\ j;n>  
0:4w@"Q  
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 qEV>$>}  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: VTvNn  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 %13V@'e9  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 :B]yreg  
最后的布局是: *4|]=yPU  
                Add _+2Jc}Yf  
              /   \ H{j jA+0  
            Divide   5 E?[]N[0Kl  
            /   \ ,[<+7  
          _1     3 @a}jnl(2  
似乎一切都解决了?不。 Omy<Y@$  
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。 +yo1&b 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。 =F"vL  
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: z;ko )  
eUE(vn#  
template < typename Right > '?MT " G  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const $^j#z^7  
Right & rt) const /L? ia  
  { 2io~pk>  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); MF/@Efjn ]  
} &i?>mt  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 zsuXN*  
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。 Ub-q0[6  
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。 'PVxc %[  
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。 Rk@xv;t;  
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。 2VyJ  
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? l's*HExR  
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: tKKQli4Mn4  
,c9K]>8m`  
template < class Action > &pZn cm  
class picker : public Action RYuR&0_{  
  { zyi;vu  
public : w_]`)$9  
picker( const Action & act) : Action(act) {} p? L*vcU  
  // all the operator overloaded QNe siV0MI  
} ; .-HwT3  
- HiRXB  
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。 8Xjp5  
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: 2\J-7o=P  
$|%BaEyk  
template < typename Right > r>ca17  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const -oR P ZtW  
  { R /0zB  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); @Xg5 E  
} o{?Rz3z  
4RoE>m1[G  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > g,] GzHV1  
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。 Ek%mX"  
XlDN)b5v{  
template < typename T >   struct picker_maker `4kVe= {  
  { GP{$w_'!J0  
typedef picker < constant_t < T >   > result; @m+2e C77  
} ; %29lDd(<  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > B EB[K2[9  
  { !)$e+o^W  
typedef picker < T > result; @\s*f7  
} ; S5>?j n1  
ft><Ql3  
下面总的结构就有了: f )Ef-o  
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。 KO3X)D<3  
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。 ur K~]68  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 AMf{E  
至此链式操作完美实现。 Z(:q.{"r  
{k8R6l1  
~D\zz }l  
七. 问题3 hxe X6  
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。 e .1! K  
*BFG{P  
template < typename T1, typename T2 > PEDV9u[A  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const >PmnR>x-rj  
  { S";c7s  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); &f($= 68  
} 9mRP%c#(  
KI Xp+Z  
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: ]wm<$+@  
;nbV-<e  
template < typename T1, typename T2 > (utk)  
struct result_2 g?E8zf `  
  { Q"F" 13  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 8]j*z n?,  
} ; 3}kG ]#  
q@[UeXu?pZ  
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? c.4WwzK  
这个差事就留给了holder自己。 IF'Tj`yD  
    o'J^kd`  
*!m(oP  
template < int Order > u1;sH{YK>  
class holder; mr2fNA>kR  
template <> hAU@}"=G  
class holder < 1 > 34<k)0sO  
  { y/>IF|aX  
public : uF<}zFS  
template < typename T > x@#aOf4<U  
  struct result_1 zw[ #B #  
  { as3*49^9  
  typedef T & result; ;:obg/;uJ  
} ; Tnoy#w}Ve  
template < typename T1, typename T2 > 7&&3@96<*#  
  struct result_2 tE WolO[\  
  { 7A"v:e  
  typedef T1 & result; z9Nial`p  
} ; <%?!3 n*  
template < typename T > c"lblt5  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const QERj`/g  
  { _qa9wK/  
  return (T & )r; Z;~7L*|  
} S\L^ZH?[2  
template < typename T1, typename T2 > H/}W_ h^^  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const bJoP@s  
  { +$$5Cv5#<&  
  return (T1 & )r1; &lnM 1W  
} $O_{cSKg7  
} ; ftxy]N LF  
9";qR,  
template <> 21[=xboU  
class holder < 2 > 7sq15oL  
  { z-N N( G+  
public : >!MRk[@ V-  
template < typename T > ek1<9" y  
  struct result_1 Q6;bORN  
  { =$SvKzN  
  typedef T & result; o1R:1!"2  
} ; c2Wp 8l  
template < typename T1, typename T2 > MSE0z !t  
  struct result_2 {t!Pv 2y<  
  { S SfNI>  
  typedef T2 & result; d <RJH  
} ; w@WPp0mny  
template < typename T > Fv<3VKueK[  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const K57u87=*X?  
  { MU:q`DRr  
  return (T & )r; i}5M'~ F  
} apjoIO-<  
template < typename T1, typename T2 > hc*tQ2  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const pi5DDK  
  { [<WoXS1LX  
  return (T2 & )r2;  [ J4n%  
} CsEU:v  
} ; A|YiSwyy  
_*ar\A`  
XhUVDmeUMb  
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> >。 %UlgG 1?A  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 35J VF*z  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: CbwQbJ/v7  
Pk>S;KT.  
return l(i, j) = r(i, j); nK}-^Ur  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) &H[7UyC  
f2u4*X E\  
  return ( int & )i; g@Pq<   
  return ( int & )j; Tvt(nWn(H1  
最后执行i = j; 5Od&-~O  
可见,参数被正确的选择了。 &"( zK"O  
T: SqENV  
?&!e f {  
,Xxp]*K2  
k$GtzjN  
八. 中期总结 2~R%_r+<  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: 5Q\ hd*+g  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 wjXv{EsMq  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 vNju|=Lo  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 9_O6Sl  
|w{C!Q8l  
CB#B!;I8v  
]k8f1F  
0BH-kr  
(/FG#D.  
九. 简化 ]=PkgOJD  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 GI@;76Qf  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 C3'?E<F  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: izzX$O[=:  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 l6zYiM  
  +-*/&|^等 1Tr%lO5?6  
2. 返回引用。 =RAojoN  
  =,各种复合赋值等 ^B1$|C D,  
3. 返回固定类型。 >pp#>{}  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) NFF!g]QN  
4. 原样返回。 7'#_uA QR  
  operator, R3>c\mA  
5. 返回解引用的类型。 E 02Y,C  
  operator*(单目) H>o \C  
6. 返回地址。 %|j8#09  
  operator&(单目) A/{!w"G  
7. 下表访问返回类型。 C80< L5\  
  operator[] b +Z/nfS  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 Ahc9HA2  
  operator<<和operator>> ;2$0j1>  
M2\c0^R  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 I E{:{b\  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: \}~71y}  
34Cnbtq^  
template < typename Left > P&Uj?et"  
struct value_return )x~ /qHt  
  { PE g]z  
template < typename T > 4Y1dkg1y  
  struct result_1 ZtmaV27s/  
  { 'Yi="kno  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; qzEv!?)a  
} ; &;~?\>?I  
i[ >U#5  
template < typename T1, typename T2 > ^C92R"*Qu  
  struct result_2 fz A Fn$[  
  { x6^Y&,y9kU  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 4oL .Bt  
} ; OL%}C*Zq  
} ; 4H NaE{O4  
B]vR=F}*  
*;xGH  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 3@:O1i  
MkhD*\D /  
下面我们来剥离functor中的operator() )+DDIq  
首先operator里面的代码全是下面的形式: Y`#6MhFT7  
pmOUl 8y4  
return l(t) op r(t) 9aNOfs8(  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) (#Xs\IEVF  
return op l(t) =z]rZSq*o  
return op l(t1, t2) &H P g>  
return l(t) op |sY  
return l(t1, t2) op )0DgFA6k_  
return l(t)[r(t)] }+Q4s]  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] b^&azUkMN  
bWSc&/ 9y  
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: QBGjH^kL  
单目: return f(l(t), r(t)); Fq_>}k@fI  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ~y?Nn8+&f  
双目: return f(l(t)); $VB dd~f  
return f(l(t1, t2)); dwQ1~  
下面就是f的实现,以operator/为例 q]?)c  
H%etYpD  
struct meta_divide K&zW+C b  
  { 8};kNW^2m  
template < typename T1, typename T2 > KVr9kcs  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) GzBPI'C  
  { ,k=8|=aF  
  return t1 / t2; ~#i2reG5  
} J@"UFL'^  
} ; ,RM8D)m\  
\I-e{'h  
这个工作可以让宏来做: #p7gg61  
1X7GM65#  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ tC(MaI  
template < typename T1, typename T2 > \ p2k`)=iX  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; "}#%h&,  
以后可以直接用 \*'@F+  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) Kn<+Au_]L  
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 =mF"D:s*  
(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。。。) >3pT).wH|M  
TOF V`7q;3  
RwYFBc  
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 ?{jey_]M  
e9 @{[  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > wu><a!3`=o  
class unary_op : public Rettype /-i m g^^  
  { ivn2   
    Left l; x0jaTlU/  
public : @x!,iT  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} KO~KaN  
nlI3|5  
template < typename T > {I0U 4]  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ~\i(bFd)  
      { LMx/0  
      return FuncType::execute(l(t)); $v[mIR  
    } S89j:KRXH%  
3 o$zT9j  
    template < typename T1, typename T2 > +RJKJ:W  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const WJu(,zM?G  
      { >j3':>\U  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); U\B9Ab  
    } _P!b0x~\  
} ; :o8|P  
$5.52  
E?czolNl  
同样还可以申明一个binary_op Dr:M~r'6  
ACi,$Uq6R  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ZSW@,Ti  
class binary_op : public Rettype c"-X: m"  
  { XzSl"UPYH  
    Left l; @eeI4Jz  
Right r; U,Uy0s2r  
public : od5nRb  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} m;\nMdn  
8Iu6r}k?~`  
template < typename T > q g=`=]j  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const {? Y \T  
      { r5ldK?=k+*  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); [DDe}D3C  
    } /RMtCa~  
4v |i\V>M  
    template < typename T1, typename T2 > D!! B4zt  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const yYYP;N?g4k  
      { |>.MH  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); @'):rFr@F  
    } 3<"j/9;K'  
} ; @&`^#pok  
O ylUuYy~j  
yj#FO'UY  
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 ZS4dW_*[  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 sS;)d  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) k}qQG}hB  
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。 1.k=ji$D0  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! |9\i+)C  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 k ,ldi  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 G+Z ,i c  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) >r7PK45.K  
下面是修改过的unary_op ?d%{-  
=X^a  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > _u^3uzu  
class unary_op m"/..&'GC  
  { gaz",kK<  
Left l; hnB`+!  
  K>e-IxA);0  
public : V0Oqq0\  
^67}&O^1 ,  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} l0`bseN <  
0m]QQGvJ{  
template < typename T > F~fBr  
  struct result_1 T9& {s-3*  
  { }T(=tfv@  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ~!~i_L\V  
} ; u&uFXOc'  
KJ32L  
template < typename T1, typename T2 > Q"D  
  struct result_2 tc[Ld#  
  { )W p7e51  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; } % Ie  
} ; PN?;\k)"  
COu5Tu^  
template < typename T1, typename T2 > xWXLk )A  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const @ Do.Wgt  
  { O50<h O]l  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); _b&26!gl  
} 8.. |-<w  
J^yqu{  
template < typename T > X,aRL6>r  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 6`Y:f[VB  
  { ``k[CgV  
  return OpClass::execute(lt(t)); dWiNe!oY2  
} P?f${ t+  
 K];]  
} ; F"k`PF*b  
 B>:U  
i6k6l%  
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 0C%IdV%CU  
好啦,现在才真正完美了。 lSaX!${R'T  
现在在picker里面就可以这么添加了: XXn3K BIf  
xtD(tiqh.;  
template < typename Right > \P+^BG!  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ]  &"`  
  { }(!Uq  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); HQ9tvSc  
} 2"Wq=qy\J  
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。 gAorb\iJ  
Z;a)P.l.>  
F7O*%y.';  
9%|skTgIqH  
LH_H yP_  
十. bind $Z]@N nA9N  
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。 [ !#Dba#  
先来分析一下一段例子 D!Y@Og.  
?M&@# lbG  
>Rt:8uurAG  
int foo( int x, int y) { return x - y;} }=R0AKz!Cv  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 :{)uD ;  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 fXWE4^jU  
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。 )'f=!'X  
我们来写个简单的。 -r<8mL:yW  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: $Ugc:L<h+  
对于函数对象类的版本: #~/9cVm$  
(0Br`%!F  
template < typename Func > )#M$ov  
struct functor_trait )#i"hnYpQ  
  { %i3[x.M  
typedef typename Func::result_type result_type; %.f%Q?P  
} ; |wv+g0]Pg^  
对于无参数函数的版本: *,CJ 3< >  
lMu9Dp  
template < typename Ret > 9y&;6V.'  
struct functor_trait < Ret ( * )() > Xw'sh#i2  
  { 0nCiN;sA  
typedef Ret result_type; 2e1%L,y{W  
} ; YYFS ({  
对于单参数函数的版本: Cq/u$G  
n:wAxU  
template < typename Ret, typename V1 > ]zyT_}&  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > AN:s%w2  
  { f/8&-L  
typedef Ret result_type; >SvS(N{  
} ; mMllen  
对于双参数函数的版本: nTo?~=b  
go yDG/  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > U4-RI]Cpf  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > $$.q6  
  { ,.( :b82$  
typedef Ret result_type; BC_<1 c  
} ; R\3v=PR[  
等等。。。 ;}f {o^]'  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy |-{e!&  
bws}'#-*  
template < typename Func > zE1=P/N  
struct func_return hQe78y  
  { 3GKKC9C6  
template < typename T > $rk=#;6]v;  
  struct result_1 !ck~4~J  
  { D :j5/ *  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; R'tvF$3=i  
} ; A9@coP5  
zL}`7*d:v  
template < typename T1, typename T2 > PPV T2;9  
  struct result_2 *2-b&PQR{  
  { {ixKc  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 6(7{|iY  
} ; Q%q;=a  
} ; hG~.Sc:G  
-a>CF^tH  
LNR1YC1c  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 k)D5>T  
`a[fC9  
template < typename Func, typename aPicker > hNYO+LrI)  
class binder_1 zQ,M795@EA  
  { I>l^lv&[+  
Func fn; Lz_.m  
aPicker pk; q%q+2P>  
public : g}Lm;gs!>  
r ^*D8  
template < typename T > 2^`k6V!  
  struct result_1 _~yd  
  { =&k[qqxg  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 9pj6`5Zn@6  
} ; u@:[ dbJ  
K@2"n| S;  
template < typename T1, typename T2 > Z-4/xi7  
  struct result_2 zmD7]?|  
  { t+F_/_"B  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ?MSwr_eZH  
} ; ~e hN%-  
A:y^9+Da  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} j~.tyxOq#  
x%H,ta%  
template < typename T > tj*0Y-F~  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const T YR \K  
  { wBw(T1VN  
  return fn(pk(t)); Iy;"ht6  
} jHE^d<=O^  
template < typename T1, typename T2 > z#`Qfvu6Hi  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const tUOY`]0  
  { Zw{?^6;cS  
  return fn(pk(t1, t2)); GNuIcy  
} j -"34  
} ; TUwX4X6m  
N8kNi4$mp=  
V'dw=W17V  
一目了然不是么? m##!sF^k~J  
最后实现bind 9* 3;v;F  
-~JYfj@  
c V MRSp  
template < typename Func, typename aPicker > HrZX~JnTmf  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) :|ah u  
  { nIL67&  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); B:UM2Jl   
} KlS#f  
GB}=  
2个以上参数的bind可以同理实现。 :Sd`4"AA  
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。 sz/^Ie-~  
W?wt$'  
十一. phoenix 8_Uh h5[  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: m:0[as=  
3'i(wI~<[  
for_each(v.begin(), v.end(), %LmsywPPp  
( s3@mk\?qMe  
do_ P4{~fh(  
[ E8nj_ ^Z  
  cout << _1 <<   " , " x3U>5F@  
] :/$_eg0A  
.while_( -- _1), iWA?FBv  
cout << var( " \n " ) gxUa -R  
) 'xnI N u  
); 7p!ROl^  
`J03t\  
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: nq>F_h  
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 $~1mKx]]  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 uF}B:53A  
那么我们就照着这个思路来实现吧: za 7+xF  
!J@!2S 9  
<z#Fj`2{  
template < typename Cond, typename Actor > :O&jm.2m  
class do_while iV#A-9  
  { [\h?mlG?  
Cond cd; PP!-*~F0Jr  
Actor act; A X1!<K  
public : [ "3s  
template < typename T > .Oc j|A6  
  struct result_1 (.Ak*  
  {  CDuA2e  
  typedef int result_type; *pnaj\  
} ; Uz rf,I[  
6L\]Ee  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} zd!%7 UP  
xb0,dZb  
template < typename T > K*,,j\Q.  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ),Yk53G6c  
  { P?|\Ig1Gk  
  do gzat!>*  
    { , #GB  
  act(t); "zXrfn  
  } d2gYB qag  
  while (cd(t)); rMjb,2*rC7  
  return   0 ; kF,ME5%  
} /)K;XtcN  
} ; I 2OQ  
5cU:wc  
Rcw[`q3/  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). T!41[vm(  
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。 ~QPTs1Vk8  
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。 B B69U  
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。 -}!mi V  
下面就是产生这个functor的类: OX]P;#4tU  
^=5y;  
s]kzXzRC?  
template < typename Actor > c[ 0`8s!  
class do_while_actor +U_1B%e(%  
  { gCG #?f  
Actor act; 0} &/n>F  
public : bE2O[B  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} R'>@ja*  
\SO)|M>.a  
template < typename Cond > Lr8|S  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; (>x05nh  
} ; :KXI@)M  
mDbTOtD  
z9OpxW@Ou  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 >!']w{G  
最后,是那个do_ z^&$6c_  
Tl[*(| /C  
w3>11bE  
class do_while_invoker F$'u`  
  { $Q'z9ghEg  
public : v_/<f&r  
template < typename Actor > k_1@?&3  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const m F+8Q  
  { !V/\_P!I  
  return do_while_actor < Actor > (act); Nz`v+sp  
} r[;d.3jtP  
} do_; X;)/<:mX  
yx4pQL7  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? qS!N\p~>  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 Pz:,de~5Qm  
最后来说说怎么处理break和continue 9Sd?,z  
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。 G![4K#~NM  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五