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
  • 3992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 |0Y: /uL#)  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ?n0Z4 8%  
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, eGF+@)K1"  
`{GI^kgJ9  
^KRe(  
a6<UMJ  
  class filler & uMx*TTY  
  { d)yu`U  
public : Vw>AD<Rl  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} [S<1|hk s(  
} ; bCbpJZ  
[)wLji7MK  
jr`;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: U-mZO7y!  
-\dcs?  
NQpC]#n  
G9 g -EP\  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); (.Th?p%>7  
vi1 D<  
)oU%++cdo  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 4v?}K   
pcrarj  
cKM#0dq  
)d$FFTH  
二. 战前分析 &h<\jqN/  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 F).7%YfY  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 BGOajYD  
Dm+[cA"I  
*&nIxb60b{  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); BJNZH#"  
  /* --------------------------------------------- */ H,q-*Kk  
vector < int *> vp( 10 ); ;rqW?':(i  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 3Ud{W$Ym  
/* --------------------------------------------- */ dWK"Tkf\  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); gx ]5)O  
/* --------------------------------------------- */ y`Nprwb  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 2P( 6R.8;6  
  /* --------------------------------------------- */ LyuA("xB#  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); &`^P O $  
/* --------------------------------------------- */ qvs&*lBY  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); >f*-9  
"pInb5F  
089 <B& <  
]p-x ds#d  
看了之后,我们可以思考一些问题: /a7N:Z_Bz  
1._1, _2是什么? =v:}{~M^$  
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。 2K VX  
2._1 = 1是在做什么? Mc@_[q!xY?  
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。 6F8TiR&  
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。 vi; yT.  
_X]\#^UiO2  
3o^~6A  
三. 动工 ~LF1$Cai  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: rf=oH }  
%F2T`?t:  
57jDsQAj  
=_=0l+\}  
template < typename T > >z|bQW#2  
class assignment zb,YYE1  
  { dIq*"Ry+~  
T value; i*jnC>  
public : "%rzL.</  
assignment( const T & v) : value(v) {} #\ l#f8(l  
template < typename T2 > pJo#7rxd6  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } [O@U@bD9  
} ; me YSW  
E@J}(76VS  
ZE[NQ8  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 =v(&qh9Q2  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment HXb^K  
U: q4OtiP  
E|"QYsi.Ck  
9 Eqv^0u  
  class holder c yH=LjgJf  
  { c1M *w9o  
public : ql I1<Jx  
template < typename T > pqDlg  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const f7?u`"C  
  { :/\KVz'fw}  
  return assignment < T > (t); DCSmEy`.  
} j*_>/gi  
} ; q"-+`;^7(-  
U]PsL3:  
kIJ=]wU|v  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: _T(77KLn;  
5 D[`nU}  
  static holder _1; q-r5zGI  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ,E &W{b  
PnJA'@x  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); !N74y%=M  
而不用手动写一个函数对象。 f3SAK!V+s  
8E|FFHNK<2  
*(o^w'5  
TeHxqWx  
四. 问题分析 4hWFgk  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 Exz(t'  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 "P!zu(h4  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ekCt1^5Y  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 p?#xd!tc2N  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 /xb37,   
gJg%3K~,  
五. 问题1:一致性 I|tn7|*-A[  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| I3A xK A  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 3^`.bm4 ^  
p]Q(Z  
struct holder rU_FRk  
  { }w5`Oig[  
  // yHs'E4V`$  
  template < typename T > GiKmB-HO  
T &   operator ()( const T & r) const l:(?|1_  
  { v M $Tn  
  return (T & )r; 2>vn'sXdj  
} B&sa|'0U  
} ; -ze@~Z@  
NC%)SG \  
这样的话assignment也必须相应改动: OyATb{`'  
yJ2A!id  
template < typename Left, typename Right > rW[7 _4  
class assignment )AXa.y  
  { 2$O6%0  
Left l; :9W)CwZ)V  
Right r; Wl{wY,u  
public : kj@m5`G  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} +K61-Div  
template < typename T2 > P`y 0FKS  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } *]e 9/f  
} ; `r+`vJ$  
]64?S0p1c!  
同时,holder的operator=也需要改动: Q@- h  
EoOwu-{  
template < typename T > ;|.IUXEgcF  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const V&>mD"~MP  
  { "FXT8Qxg  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); '_%`0p1  
} k7=mxXF  
3M[5_OK   
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。 ePY69!pO5e  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ol@LLT_m  
TN.&FDqC9  
return l(rhs) = r; RQW<Sp~  
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。 YA@OA$`E  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 6@J)k V  
$jN,] N~  
template < typename Tp > F17nWvF  
class constant_t 0[!38  
  { ZZU"Q7`^  
  const Tp t; ;op 8r u  
public : IfpFsq:  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} u =|A  
template < typename T > z/t+t_y  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const r8vF I6J  
  { bS*oFm@u  
  return t; /;xmM 2B'  
} Gu\lV c  
} ; c{cJ>d 0  
6Ej@;]^^-  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 xyRZ v]K1  
下面就可以修改holder的operator=了 2w67 >w\  
84YZT+TEN  
template < typename T > $jNp-5+Q;  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const n##d!d|g  
  { |d=MX>i|G  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ns9a+QQ  
} j:J{m0  
`"<tk1Kq"  
同时也要修改assignment的operator() P:2 0i*QU  
}~$96|J  
template < typename T2 > N TL`9b  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } uNG?`>4>  
现在代码看起来就很一致了。 16n8[U!  
CDgu`jj%]  
六. 问题2:链式操作 %yP*Vp,W  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 s9b 6l,Z  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 ypsT: uLT  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 #ZPy&GIr  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 or..e  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct O;~d ao  
Pdw[#X<[`  
template < typename T > 9Sk?tl  
struct result_1 "jEf$]  
  { 'U3+'du^8  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; w65D;9/;  
} ; 3*$)9'  
nK5FPFz8  
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: &[ 4lP~  
K(B|o6[  
template < typename T > gv,8Wo  
struct   ref :,BKB*a\  
  { }dO^q-t$3  
typedef T & reference; 9?#L/  
} ; 7!-y72qx  
template < typename T > 63n<4VSH  
struct   ref < T &> ZdY)&LJ  
  { "R v],O"  
typedef T & reference; -% Z?rn2  
} ; #OVf2  "  
::A]p@  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 5cE?>  
U#U nM,3%  
template < typename T > 298@&_  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const sy;_%,}N  
  { c;pv< lX'  
  return l(t) = r(t); 6_h'0~3?`  
} M;K%=l$NG  
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。 fG*366W  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 m6oaO9"K  
l gzA) (  
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 d y^zOqc  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: BR [3i}Ud  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 +>wBGVvS  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 e4/Y/:vFO  
最后的布局是: 5T4!' 4n  
                Add >|@i8?|E  
              /   \ ~i y]X:U  
            Divide   5 ?#0|A?U  
            /   \ W6 U**ir.  
          _1     3 [:(^n0%  
似乎一切都解决了?不。 w `0m[*  
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。 o0'!u  
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。 Au-h#YV  
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: WVfwt.Y  
H~Fb=.h]U  
template < typename Right > :7-2^7z)  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const xLmgr72D  
Right & rt) const ~'<ca<Go|  
  { o)pso\;  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); >l3iAy!sZ  
} <|MF\D'  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 QZs ]'*=#  
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。 aEW sru  
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。 =~f\m:Y  
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。 }hy, }2(8  
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。  F6\Hqv  
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? e7^B3FOx  
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: X|w[:[P  
mWPA]g(  
template < class Action > ^E^Cj;od@  
class picker : public Action - .EH?{i  
  { J@vL,C)E6  
public : ,=@%XMS  
picker( const Action & act) : Action(act) {} O.% $oV  
  // all the operator overloaded :]hNw1e  
} ; ]F4 .m  
L d;))e  
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。 qXw^y  
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: Z.D O 2=+=  
TppuEC>  
template < typename Right > fT.GYvt`  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const $)O=3dNbo  
  { q&RezHK l  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); R@8pKCL.  
} dRD t.U!T  
b&j}f  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > EDf"1b{PX  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 0;V "64U  
,p\:Z3{ZH  
template < typename T >   struct picker_maker Adma~]T9  
  { ^L@2%}6b`  
typedef picker < constant_t < T >   > result; e: aa  
} ; d~F4  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 34gC[G=  
  { 4Lb!Au|Y  
typedef picker < T > result; /Qnq,`z  
} ; GWvw<`4  
0mMoDJRy  
下面总的结构就有了: %qYiE!%&  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 t3// U#  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 Glw_<ag[  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 qTuQ]*[-  
至此链式操作完美实现。 miTySY6 ^  
~>"m`Q&[  
zvgy$]y'\  
七. 问题3 ~]_U!r[FA  
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。 Ump$N#  
?;0w1  
template < typename T1, typename T2 > 7a_tT;f;  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const j LS<S_`  
  { QK`5KB(k'  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); nR(v~_y[V  
} 5Y(<T~  
Bgvv6(i  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: L HW\A8  
iX|K4.Pz{  
template < typename T1, typename T2 > lPaTkZw  
struct result_2 =+z+`ot  
  { NtfzAz/  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; S<Os\/*  
} ; w$##GM=Tq  
x,% %^(  
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? a7@':Rb n  
这个差事就留给了holder自己。 R ~ZcTY[8  
    ("r\3Mvs  
[  ^S(SPL  
template < int Order > :2zga=)g  
class holder; N|@jHx y  
template <> o^ zrF  
class holder < 1 > NZoNsNu*C.  
  { 6D&{+;  
public : <c77GimD?  
template < typename T > QB.QG!@  
  struct result_1 SYE+A`a  
  { 2t[P-on  
  typedef T & result; dtT: ,&  
} ; @y!oKF  
template < typename T1, typename T2 > -Is;cbfLj/  
  struct result_2 j"F?^0aR,Q  
  { R0g^0K.  
  typedef T1 & result; #=g1V?D  
} ; vk0b b3){D  
template < typename T > |ns B'Q  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const DEw>f%&4  
  { tP][o494\&  
  return (T & )r; BICG@  
} .mbqsb]&Y  
template < typename T1, typename T2 > ~jR4%VF  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const qipV'T,S  
  { K2> CR$L  
  return (T1 & )r1; { )-8P  
} !sG# 3sUe[  
} ; g2;lEW  
;p+[R+ )  
template <> [eO^C  
class holder < 2 > :;hz!6!  
  { 7,lnfCm H  
public : C<Z{G%Qm  
template < typename T > U EjP`  
  struct result_1 ;aN_!! r  
  { 5MCnGg@  
  typedef T & result; QdrZi.qKH  
} ; smUSR4VK  
template < typename T1, typename T2 > K0YQ b&*k  
  struct result_2 m{;j r<  
  { yT~rql  
  typedef T2 & result; OUk"aAo  
} ; -3K01p  
template < typename T > \(A A|;  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const (Z0_e&=*  
  { @jxP3:s  
  return (T & )r; Rb!y(&>v  
} F )Iz:  
template < typename T1, typename T2 > @C|nc&E2s  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Obf RwZh?q  
  { D3B]  
  return (T2 & )r2; 45?% D}  
} ?g9:xgkF ^  
} ; d9&   
`/O AgV"`  
jF}-dfe  
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> >。 L^jjf8_  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: M#_|WL~  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: F8S>Ld  
s IFE:/1,  
return l(i, j) = r(i, j); -VeC X]  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) xg}Q~,:  
bksv2@ar  
  return ( int & )i; ?I[*{}@n"  
  return ( int & )j; ^TtL-|I  
最后执行i = j; 3vs{*T"  
可见,参数被正确的选择了。 0|Xz-Y  
N=PSr4  
=C2KHNc  
vc :%  
/&c2O X|Z  
八. 中期总结 )n]" ~I^  
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: o1vK2V  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 5X f]j=_  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 _ 6SAU8M,  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor v\[+  
Cyos *  
$g^D1zkuDT  
cNbUr  
a%A!Dz S  
GsmXcBzDw2  
九. 简化 &+n9T?+b  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 P)kJ[Zv>f  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ! ,bQ;p3g|  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: j^7A }fz  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ?j0yT@G  
  +-*/&|^等 hrm<!uKn  
2. 返回引用。 au04F]-|j8  
  =,各种复合赋值等 vK%*5  
3. 返回固定类型。 -p>~z )  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) !~&& &85  
4. 原样返回。 |his8\C+x  
  operator, N+ak{3  
5. 返回解引用的类型。 ?G5,}%  
  operator*(单目) _6Y+E"@zs  
6. 返回地址。 lXg5UrW  
  operator&(单目) tYXE$ i  
7. 下表访问返回类型。 xbBqR _ H_  
  operator[] cGiL9|k  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 *f3StX  
  operator<<和operator>> :\vs kk),  
|{&M#qXe  
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。 )S 7+y6f&*  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: +SR{ FF  
S3:AitGJ  
template < typename Left > zs~Tu  
struct value_return lH;V9D^  
  { }DXG;L  
template < typename T > =gs-#\%  
  struct result_1 (-g*U#   
  { 1$8@CT^m  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ~_-]> SI  
} ; jM&di  
;F#(:-:  
template < typename T1, typename T2 > F~8'3!<9  
  struct result_2 NNF"si\FE  
  { h~m,0nGO  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; KW(a@X  
} ; +i!5<nn  
} ; wS);KLe3  
CVW T >M<  
+rJ6DZ  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ."H;bfcL_  
:{#O   
下面我们来剥离functor中的operator() odSPl{.>d  
首先operator里面的代码全是下面的形式: G0{Z@CvO'  
T#H^ }`  
return l(t) op r(t) : oXSh;\  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 4/Y?eUQ  
return op l(t) J\r\_P@;c  
return op l(t1, t2) ]bJz-6u#:  
return l(t) op QJ3#~GYNr  
return l(t1, t2) op oX;.v9a  
return l(t)[r(t)] N^dQX,j  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 54CJ6"q  
R7/S SuG6\  
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: Xva(R<W7d<  
单目: return f(l(t), r(t)); bAPMD  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); G;3%k.{  
双目: return f(l(t)); 7-``J#9=  
return f(l(t1, t2)); VD$5 Djq  
下面就是f的实现,以operator/为例 1>OlBp  
E=N$JM  
struct meta_divide @QQ%09*  
  { g#=<;X2  
template < typename T1, typename T2 > >I|8yqbfm  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) st;iGg  
  { b2OwLt9  
  return t1 / t2; b)<WC$"  
} r*+~(83k  
} ; .`}TND~  
@"@|O>KJ  
这个工作可以让宏来做: +Yc^w5 !(  
->rqr#  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ {5~h   
template < typename T1, typename T2 > \ F(yR\)!C  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 68XJ`/d  
以后可以直接用  xgcxA:  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) Cgx:6TRS  
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 k1<^Ept  
(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。。。) `Pvi+:6\Y  
8f9wUPr  
ZC N}iQu4  
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 [(heE  
%dzt'uz  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > TP rq:"K  
class unary_op : public Rettype NX& dJ 6a  
  { uQIPnd(V  
    Left l; ?> }p'{I  
public : Nvgi&iBh8  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} i%-yR DIX  
hSm?Z!+  
template < typename T > Hz.i$L0}  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const t1Fqq4wRi  
      { xoKK{&J  
      return FuncType::execute(l(t)); Byc;r-Q5V  
    } -G.N  
]p`y  
    template < typename T1, typename T2 > l8FJ\5'M  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 5vyg-'  
      { s<zN`&t  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); lxyTh'  
    } )8A.Wg4S;c  
} ; &DWSf`:Hx  
+]eG=. u  
M-nRhso  
同样还可以申明一个binary_op '2.ey33V  
0]4X/u#N  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ij$NTY=u  
class binary_op : public Rettype ubM1Qr  
  { ZaYiby@Ci  
    Left l; 2Mt$Dah  
Right r; ,Z~`aHhr  
public : !T,<p    
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} x4I!f)8Q  
tnJ7m8JmC  
template < typename T > F9 r5 Z  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const h9QM nH'  
      { SaXt"Ju,AH  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); EHwb?{  
    } gD9CA*  
-TF},V~  
    template < typename T1, typename T2 > l zFiZx  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const sfX~X/  
      { uOA/r@7I}S  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); k+9F;p7  
    } uppa`addK  
} ; HPt3WBRzS;  
z\m$>C|  
U4"^NLAq  
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 nnyT,e%  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 v#?DWeaFS_  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ?{ )'O+s  
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。 ;0dH@b  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! tg\Nm7I  
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。。。 lwQ!sH[M  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 zDdo RK@  
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) t{] 6GlW  
下面是修改过的unary_op d~aTjf  
ArtY;.cg%  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > {'{}@CuA2  
class unary_op mW"e  
  { }!iopu  
Left l; jA1S|gV  
  xRWfZ3E#  
public : o DZZ  
TB>_#+:  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} }rJqMZ]w  
6|EOB~|  
template < typename T > i3)3. WK^  
  struct result_1 jwk+&S  
  { Tv|'6P  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; }ekNZNcuM  
} ; k M /:n  
lf( +]k30  
template < typename T1, typename T2 > wrkw,H  
  struct result_2 P'Y(f!%  
  { u0wu\  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; j EbmW*   
} ; $*{,Z<|2  
;l;jTb^l  
template < typename T1, typename T2 > "Erphn  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const NuO@N r  
  { )j8'6tk)Z  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); oc"p5Y3,Os  
} Zna6-0o  
~;HASHu  
template < typename T > ?*~ ~Ok  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const [\ku,yd%0  
  { \;-Yz  
  return OpClass::execute(lt(t)); niS\0ZA  
} YMw,C:a4  
(h wzA *(c  
} ; @>z.chM;  
F[c oa5  
eYv^cbO@:  
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 Tcy9oYh!Pn  
好啦,现在才真正完美了。 D!* SA  
现在在picker里面就可以这么添加了: CRo @+p10  
QO$18MBcc  
template < typename Right > <@M5 C -hH  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ^h_rE |c  
  { KYTXf+oh  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); Zdrniae ah  
} "I=Lbh-`  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 -d?<t}a  
` &=%p|  
D Z~036  
9vi+[3s/=;  
_&HFKpHQ  
十. bind vm gd  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 F~v0CBcAL  
先来分析一下一段例子 F4=X(P_6  
Ne9VRM P  
%5L~&W}^"  
int foo( int x, int y) { return x - y;} l%V+] skS  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 ."Pn[$'.  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 Ks3YrKk;p  
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。 "U9e)a0v  
我们来写个简单的。 ~e|E5[-i  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: <YCjo[(~  
对于函数对象类的版本: GB+$ed5@<  
7IUJHc?  
template < typename Func > [?6+ r  
struct functor_trait ^E, #}cW  
  { l )r^|9{  
typedef typename Func::result_type result_type; 0]ai*\,W7~  
} ; sfVzVS[  
对于无参数函数的版本: E.C=VfBW  
1&h\\&ic  
template < typename Ret > Uv k:  
struct functor_trait < Ret ( * )() > "wVisL2+.  
  { )[99SM   
typedef Ret result_type; Z2;~{$&M+  
} ; ,wr5DQ  
对于单参数函数的版本: ZHRMW'Ne  
3Q&@l49q  
template < typename Ret, typename V1 > Bz{"K  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > /?>W\bP<  
  { f3;[ZS  
typedef Ret result_type; -R9{Ak  
} ; UnDX .W*2  
对于双参数函数的版本: M3eSj`c3  
BD$Lf,_  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 5-4  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > af[dkuv  
  { <'T DOYb  
typedef Ret result_type; Us[F@  
} ; #.FhN x  
等等。。。 ,A#gF_8  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy KsTE)@ F:  
$LBgBH &z  
template < typename Func > t%y i3  
struct func_return Yl1l$[A$  
  { Ut%{pc 7^F  
template < typename T > U+-;(Fh~  
  struct result_1 x[&)\[t  
  { MTR+|I3V  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; P e} T  
} ; z3^gufOkQ  
>of9m  
template < typename T1, typename T2 > CTqhXk[  
  struct result_2 &i805,lx  
  { *>GRU8_}  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; D=f$-rn  
} ; n-?zH:]GG{  
} ; B0g?!.#23  
2Z9ck|L>  
\R 3O39[  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 >kuu\  
Vo%ikR #  
template < typename Func, typename aPicker > `/G9*tIR8g  
class binder_1 -lfbn =3  
  { {rF9[S"h  
Func fn; }_}LaEYAo  
aPicker pk; c ? Zi/7  
public : DEPsud;  
(nkiuCO  
template < typename T > N7q6pBA"E  
  struct result_1 B90fUK2g  
  { {\h:k\k  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; &`'@}o>2  
} ; 'v(b^x<ZS  
wgQx.8 h>  
template < typename T1, typename T2 > :VR% I;g;  
  struct result_2 f]Zj"Tt-  
  { %xX b5aY  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; *aYuuRx  
} ; 6 ZXRb  
a!j{A?7Kw.  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} Z0 c|;  
;b|=osyT\  
template < typename T > n "I{aJ]K  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ,{'ZP_  
  { LCSJIt  
  return fn(pk(t)); QqC-ztz  
} R2Q1Rk#  
template < typename T1, typename T2 > =QwT)KRB%  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const dA#'HMh@  
  { Co/04F.  
  return fn(pk(t1, t2)); 7 $dibTER  
} qnU`Q{  
} ; !Ks<%; rb  
GG4FS  
Jg&f.  
一目了然不是么? U*BI/wZ  
最后实现bind $GD Q1&Z  
u`*1OqU  
0 \1g-kc!v  
template < typename Func, typename aPicker > k]c$SzJ>/  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) w,1*dn  
  { XCGK&O GI  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 0Fs2* FS  
} "JgwL_2  
_Q*,~ z~  
2个以上参数的bind可以同理实现。 OL.{lKJ3DV  
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。 cVaGgP}\  
0c&DSL}6  
十一. phoenix Gl4f:`  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: ~kI$8oAry  
K;R!>p}t  
for_each(v.begin(), v.end(), YCG $GD  
( cU "uKR  
do_ wk2Ff*&  
[ &!>.)I`  
  cout << _1 <<   " , " <Ug1g0.  
] =>e> r~cW  
.while_( -- _1), +[V.yY/t|>  
cout << var( " \n " ) !^aJS'aq  
) WXa<(\S\V  
); ,C^u8Z|T  
Z>.('  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: g T0@pxl  
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 LO,:k+&A+  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 LoO"d'{  
那么我们就照着这个思路来实现吧:  {T5u"U4  
}gQnr;lv  
$F@ ,,*  
template < typename Cond, typename Actor > 5"L.C32  
class do_while s[t?At->  
  { w*7wSP  
Cond cd; Dd:48sN:Jq  
Actor act; b}ODc]3  
public : (I#3![q  
template < typename T > R E9 `T  
  struct result_1  %d0BQ|  
  { }n k [WW  
  typedef int result_type; rDLgQ{Sea  
} ; @,q<CF@Y  
>%c>R'~h  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} l(Uwci  
5C5OLAl v  
template < typename T > !wo  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const G9~ 4?v6:  
  { /!pJ"@  
  do \[]4rXZN0  
    { CH0Nkf  
  act(t); j HEt   
  } nx5I  
  while (cd(t)); q]Af I(  
  return   0 ; D1wONss  
} {Ok]$0L  
} ; -=2V4WU~  
-T>i5'2)  
V17!~  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). Eu[/* t+l  
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。 T@ zV   
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。 8M7Bw[Q1  
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。 $AdBX}{  
下面就是产生这个functor的类: |u#7@&N1  
Z)<lPg!YAR  
&[5pR60  
template < typename Actor > ;esOe\z jE  
class do_while_actor HDj260a  
  { a-NicjV#  
Actor act; V=H:`n3k  
public : Oh,]"(+  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} +?6@%mW'  
Bk/&H-NI  
template < typename Cond > && b;Wr  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; :c9 H2  
} ; X?'pcYSL  
]3L/8]:  
}qBmt>#  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 5I/lFoy7  
最后,是那个do_ fN6n2*wr(  
"Ve9\$_s  
yKC1h`2  
class do_while_invoker 1H8/b D  
  { [=^Wj`;  
public : Yb%#\.M/y  
template < typename Actor > vU9:` @beu  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const _>4)q=  
  { U,Fyi6{~  
  return do_while_actor < Actor > (act); ^`bMFsP  
} c-ql  
} do_; D"&Sd@a{  
v4, Dt  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? *$@u`nM  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 A}(o1wuw  
最后来说说怎么处理break和continue FzG>iC}  
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。 (btm g<WT"  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五