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
  • 7726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 2!B|w8ar  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 &k}B66  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, @- |G_BZ  
t7x<=rW7u  
a}FyJp  
6#CswSpS  
  class filler #vyf*jPr  
  { cw 2!V@  
public : 8YlZ({f  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} H OWpTu(  
} ; Fovah4q%V  
bs)wxU`Q*  
a"U3h[;$y  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: -sJD:G,%  
q&v~9~^}d  
E:**gvfq  
8o%Vn'^t  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); {X(nn.GpC  
@#,/6s7?  
FD 8Lk  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 1[Yl8W%pj  
?|W3RK;  
Lv%t*s2$/  
E#(e2Z=  
二. 战前分析 4uoZw 3O  
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。 QH(&Cu,  
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 k $gcQ:|  
Sj(>G;  
vJ'22)n  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); {*O+vtir%  
  /* --------------------------------------------- */ Bv@p9 ] n  
vector < int *> vp( 10 ); <H60rON  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); +CBN[/Z^i  
/* --------------------------------------------- */ W1"NKg~4  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); )$E){(Aa  
/* --------------------------------------------- */ PA,aYg0f  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); -Z ,r\9d  
  /* --------------------------------------------- */ `Ze$Bd\  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); JX 5/PCO  
/* --------------------------------------------- */ 0$Rn|yqf%  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ~\NQkaBkY  
|Vz)!M  
ms}o[Z@n  
\X*y~)+K`  
看了之后,我们可以思考一些问题: LZ_VLW9w E  
1._1, _2是什么? ,S`n?.&& 7  
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。 5O]tkHYR  
2._1 = 1是在做什么? p )JR5z  
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。 |Sjy   
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。 !% W5@tN  
F6yFKNK!n  
pI K:$eN!/  
三. 动工 fG>3gS6&  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: *Ts$Hj[  
"QXnE^  
kK4 a;j.#  
>Df; 1:U  
template < typename T > ]m 3cm  
class assignment hIqUidJod  
  { N80ogio_Tk  
T value; AA,/AKikd  
public : nD eVYK  
assignment( const T & v) : value(v) {} Het"x  
template < typename T2 > oA-,>:}g{  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } R~a9}&  
} ; o#wly%i')  
(y!bvp[" m  
:B5*?x  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 v^o`+~i  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment D^%IFwU^  
X5.9~  
GBBr[}y-  
LhAW|];  
  class holder 3h.,7,T  
  { eJ45:]_%I@  
public : N(4y}-w$  
template < typename T > }gX hN"  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const JGvhw,g  
  { 3;Yd"  
  return assignment < T > (t); qdpi-*2  
} 3)W_^6>bM  
} ; HJg&fkHn1  
ER9{D$  
F5x*#/af  
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: (kY  0<  
S"G(_%  
  static holder _1; uQ_C<ii"W  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 s&V sK#  
M-h+'G  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 1K/ :  
而不用手动写一个函数对象。 VV1sadS:S`  
Am@Ta "2  
!`Kg&t [&V  
tc`3-goX  
四. 问题分析 4s:M}=]N  
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。 Zx{Sxv"  
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。 V0>[bzI  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 b6k_u9m^E  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 @R`6j S_gK  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 D ON.)F  
E@k'uyIu  
五. 问题1:一致性 XTX/vbge3m  
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?| y{3+Un  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 R3og]=uFzm  
AC <2.i_  
struct holder U { 0~&  
  { a"YVr'|  
  // 9jf9 u0  
  template < typename T > p : z ][I  
T &   operator ()( const T & r) const WynTU?  
  { [N~7PNdS  
  return (T & )r; X(x,6cC  
} 0|-}>>qb\  
} ; <?IDCOt ?  
%E@o8  
这样的话assignment也必须相应改动: m_Ed[h/I  
tik*[1it  
template < typename Left, typename Right > | WJ]7C  
class assignment `T+>E0H(f  
  { xV+\R/)x  
Left l;  \H>T[  
Right r; ,_(=w.F   
public : ~cp=B>*(  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 3 xW:"  
template < typename T2 > T'7>4MT(  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } jEQ_#KKYJ  
} ; wxK71OH  
)vOBF5  
同时,holder的operator=也需要改动: %fS1g Sf h  
<Ez@cZ"  
template < typename T > 0$`pYW]  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ] +%`WCr9  
  { z6M5 '$\y  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); ^,=}'H]  
} ~28{BY  
p#4*:rpq4  
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。 cu?6\@cD  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 \6a' p Q,  
8wd["hga<%  
return l(rhs) = r; t1iz5%`p}  
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。 N)H+N g[  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: DI;LhS*z  
g&p(XuN  
template < typename Tp > <?KgzIq2  
class constant_t cu5}(  
  { WLU_t65  
  const Tp t; Z)xcxSo  
public : j8e=],sQ  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Y{e,I-"{  
template < typename T > & ;5f/  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const e^~dx}X  
  { :tFc Pc'  
  return t; rusM]Z  
} ]6v7iuvI  
} ; J_&cI%.  
o92BGqA>&  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 /o$6"~t  
下面就可以修改holder的operator=了 GBg  
]5*H/8Ke7  
template < typename T > S`mB1(h  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ;6 d-+(@  
  { `xv Uq\  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ;dZZOocV1  
} 7mi=Xa:U  
.XK3o .ZhW  
同时也要修改assignment的operator() D.7cWR`Wp  
d/oD]aAEr  
template < typename T2 > %CQa8<q  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } E 8W*^^z(  
现在代码看起来就很一致了。 SLkgIb~'X  
bSI*`Dc"!  
六. 问题2:链式操作 G DBV  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 t`}=~/#`X  
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。 !7]^QdBLY  
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。 ?t\GHQ$$?  
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。 7w5l[a/  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct /P[u vO  
4>Ht_B<<  
template < typename T > K-*ZS8  
struct result_1 er 1zSTkg  
  { `3K."/N6c  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; I YptNR  
} ; UZiL NKc  
<uoVGV5N  
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: 0.!vp?  
UDk H'x$=  
template < typename T > +('xzW  
struct   ref Xsb.xxK.  
  { (Y&gse1}!  
typedef T & reference; }|=Fnyj  
} ; 33}p02#  
template < typename T > th"Aatmp  
struct   ref < T &> 9XS>;<"2  
  { g:c?%J  
typedef T & reference; g rQ,J  
} ; {RsdI=%  
5``usn/&Kj  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: vsA/iH.  
Q}lY1LT`  
template < typename T > %AT/g&M&1#  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const HuA4eJ(2  
  { f0g_Gn $  
  return l(t) = r(t); <[gN4x>'  
} 8&x&Ou$("V  
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。 /^~)iTwH  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 y(C',Xn  
8-L -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 qw|B-lT{:  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: #'#@H  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 *gwo.s  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 X"f]  
最后的布局是: vvG*DGL)qL  
                Add Kx;la  
              /   \ ~-yq,x  
            Divide   5 z^KBV ^n  
            /   \ n? ^oQX}.\  
          _1     3 l~1l~Gx_&n  
似乎一切都解决了?不。 =jG."o  
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。 K[V#Pj9  
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。 ^m.%FIwR  
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: 2R3)/bz-SV  
+9;6]4  
template < typename Right > \$,;@H5I^  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const [].euDrX  
Right & rt) const RbA.&=3  
  { 8X\":l:  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 0w2<2grQ  
} H7{kl  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 }mk z_P(Z  
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。 );p:[=$71  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 @C~gU@F  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 gHH[QLD=I  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 IV`+B<3  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? .g_Kab3?L  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: >bwq  
py/#h$eY  
template < class Action > N71%l  
class picker : public Action k <LFH(  
  { 6I5LZ^/G9  
public : NdI~1kemr  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ~MK%^5y?  
  // all the operator overloaded +'g~3A-G  
} ; 9$R}GK  
vWYU'_=  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 ^{O1+7d[.  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: _6sSS\  
V$  MMK  
template < typename Right > Ez^wK~  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const Q"GZh.m  
  { O 0P4uq  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); u>03l(X6f  
} ,V+,3TT  
j;&su=p"  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > {9./-  
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。 /yO0Z1G  
H$3:Ra+ S  
template < typename T >   struct picker_maker 7Rr +Uzb(  
  { $r(9'm}W  
typedef picker < constant_t < T >   > result; ~Y7:08  
} ; ~2 J!I^ J  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > Y c>.P  
  { `Y<FR  
typedef picker < T > result; mx0EEU*  
} ; #<R6!"TNoz  
WSx0o}  
下面总的结构就有了: { =IAS}  
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。 E*UE?4FSw|  
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。 ]6?6 k4@  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 x?G"58  
至此链式操作完美实现。 wvEdZGO8!  
:T/I%|;f  
GaOM|F'>  
七. 问题3 lMb&F[KJ7  
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。 'iEu1! t\0  
7MwS[N%#  
template < typename T1, typename T2 > qZh}gu*>  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const PCiwQ4~  
  { 4Mv]z^  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); hyC]{E  
} 2?(dS  
[Pz['q L3t  
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: ~d=Y98'xS  
Zopi;O J  
template < typename T1, typename T2 > #J*hZ(Pq  
struct result_2 p) m0\  
  { Uizg.<.  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; j:'8yFi_  
} ; 43BqNQ0  
D'\gy$9m1  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? 2j-^F  
这个差事就留给了holder自己。 )SWLX\b  
    :Mnl1;oh  
JR4fJG  
template < int Order > :z%q09.)  
class holder; %1kIaYZ  
template <> )8JM.:,  
class holder < 1 > 78t:ge eX  
  { yo!Y%9  
public : kuo!}QFL  
template < typename T > 7toDk$jJRg  
  struct result_1 eIt<da<G?  
  { 8@d@T V!n&  
  typedef T & result; c#`&uLp  
} ; #-bz$w#*  
template < typename T1, typename T2 > t,308Z  
  struct result_2 EVDcj,b"^  
  { d&t,^Hj  
  typedef T1 & result; +E }q0GV  
} ; +;N;r/d_i  
template < typename T > ?4YLt|sn  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const =r>u'wRQ  
  { v1\/dQK  
  return (T & )r; OH6-\U'.Z  
} } o@Dsx5  
template < typename T1, typename T2 > trMwFpfu  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const RZqou|ki  
  { H[U"eS."  
  return (T1 & )r1; *w[0uQL5Z  
} >|g(/@IO  
} ; 0K^?QM|S  
K5}0!_)G  
template <> @ 3,:G$,  
class holder < 2 > ugS  
  { dc,qQM  
public : Nd%j0lj  
template < typename T > E5g|*M.+f  
  struct result_1 &ZI-#(P  
  { &r1]A&  
  typedef T & result; O*ER3  
} ; sk7]s7  
template < typename T1, typename T2 > E$USam  
  struct result_2 Pd;Gc@'~  
  { 0@kL<\u  
  typedef T2 & result; y=SVS3D  
} ; J1@skj4#\~  
template < typename T > "43F.!P  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const yVgHu#?PM  
  { FPukV^  
  return (T & )r; _~O*V&  
} c[a^fu!  
template < typename T1, typename T2 > u Fn?U)  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const /^=8?wK  
  { Nf)$K'/  
  return (T2 & )r2; K#xL-   
} 2$FH+wuW  
} ; t"jiLOQ[6  
/o9 0O&  
Q+ZZwqyxD  
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> >。 1\-r5e; BE  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: '+7"dHLC;  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: H7(D8.y )  
40}7O<9*  
return l(i, j) = r(i, j); U;t1 K  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) %BF,;(P  
qIvnPaYW  
  return ( int & )i; [G' +s  
  return ( int & )j; $0|`h)&  
最后执行i = j; vL8Rg} Jh4  
可见,参数被正确的选择了。 5:(/k\9+yv  
"<&) G{  
DcN!u6sJ  
~]SCf@pRk  
63/a 0Yn  
八. 中期总结 4))N(m%3F  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: bD. KD)5  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 CZog?O}<  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 |!{ Y:f;  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor `N8t2yF  
}VeE4-p B  
; *\xdg{d  
ox5WboL  
~bsdy2&/q  
^G4@cR.An  
九. 简化 J T6}m  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 R5&<\RI0  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 h.q9p!  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: Ko0?c.l  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 p}8?#5`/w  
  +-*/&|^等 `R!Q(rePx  
2. 返回引用。 zwk& 3  
  =,各种复合赋值等 h s_x @6  
3. 返回固定类型。 zI4d|P  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 9 !$&1|,*  
4. 原样返回。 ~BMUea(  
  operator, wHh6y?g\  
5. 返回解引用的类型。 oX7_v_:J\R  
  operator*(单目) {.ypZ8JU  
6. 返回地址。 (__$YQ-  
  operator&(单目) {vdY(  
7. 下表访问返回类型。 \ &47u1B  
  operator[] $gZiW8  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 =\G`g #  
  operator<<和operator>> yhrjML2K  
HuR774f[  
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。 M4(57b[`  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: b[<L l%K  
/B)2L]6p  
template < typename Left > Mfnfp{.)  
struct value_return %+/Dv  
  { sR/y|  
template < typename T > $9P=  
  struct result_1 5)A[NTNJx  
  { .5);W;`X  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; q;*'V9#  
} ; _D$1CaAYo  
+;4;~>Y  
template < typename T1, typename T2 > QAAuFZs  
  struct result_2 yzZzaYv "/  
  { !{fu(E  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; c\/-*OYr<  
} ; _>ZC;+c?  
} ; suE8"v!sk  
[5ncBY*A7  
i[I&m]N  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait Ve${g`7&  
a,(nf1@5  
下面我们来剥离functor中的operator() TO.STK`  
首先operator里面的代码全是下面的形式: (V1;`sI8  
w 62m}5eA  
return l(t) op r(t) $@O?  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ]>1`Fa6_  
return op l(t) 4>OS2b`.;  
return op l(t1, t2) /:ZwGyT;  
return l(t) op (:F]@vT  
return l(t1, t2) op :W6'G@ p  
return l(t)[r(t)] HB`'S7Q  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 9yaTDxB>  
&nwS7n1eb  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: pU'${Z~b  
单目: return f(l(t), r(t)); M?DZShkV_  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2));  P_'{|M<?  
双目: return f(l(t)); -v-kFzu  
return f(l(t1, t2)); ![$`Ivro`  
下面就是f的实现,以operator/为例 [+QyKyhTO  
P j,H]  
struct meta_divide 8:)[.  
  { ?zQW9e  
template < typename T1, typename T2 > &iZt(XD  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) (P;TM1k  
  { K^o{lyK;@~  
  return t1 / t2;  Na@;F{  
} \o=9WKc  
} ; 5gV,^[E-z  
DBG0)=SHy  
这个工作可以让宏来做: LT>_Y`5>  
hW'b'x<  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 'n>44_7L  
template < typename T1, typename T2 > \ O2?yI8|Jn  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; FPkk\[EU  
以后可以直接用 8#g}ev@|u  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) t- TUP>_  
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 .c&&@>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。。。) V8nQ/9R;  
$_;rqTk]g  
Z,/^lg c,  
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 i/I  
F(zCvT   
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ju3@F8AI  
class unary_op : public Rettype :*BN>*1^\r  
  { jMCd`Q]K  
    Left l; q,<l3rIn  
public : 6 rj iZ%  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} !.^x^OK%y  
\y%"tJ~N{  
template < typename T > he/rt#  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const .ahY 1CO  
      { \!30t1EZ  
      return FuncType::execute(l(t)); $]Ix(7@W  
    } tu"-]^  
3 !8#wn  
    template < typename T1, typename T2 > (9ZW^flY  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const G_5{5Ar  
      { Y0kcxpK/  
      return FuncType::execute(l(t1, t2));  B9y5NX  
    } FyWf`XTO  
} ; ("ix!\1K@  
38m9t'  
W1<*9O  
同样还可以申明一个binary_op ^|6#Vx  
DBHHJD/q  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > QI U%!9Y  
class binary_op : public Rettype rqiH!R  
  { rp dv{CUp7  
    Left l; rPBsr<k#5  
Right r; &=*1[j\  
public : =,q/FY:  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} [%R?^*]  
re/u3\S  
template < typename T > <9"@<[[,  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const /Dd x[P5p=  
      { eY`9J4o'  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 37:tu7e~c  
    } BeQ'\#q,  
Ix,b-C~  
    template < typename T1, typename T2 > N0}[&rE 8  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ;<[!;8  
      { XUh&an$  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); "~EAt$  
    } 9S17Lr*c  
} ; x 9\{a  
Z:,\FB_U  
\Gk}Fer  
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 U&:-Vf~&  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 c(vi,U-hC  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) >T*BEikC  
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。 E #Ue9J  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 1|-C(UW>  
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。。。 -c1-vGW/  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 mt0v (  
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) i <gt`UCO  
下面是修改过的unary_op 04=RoYMM  
Iurz?dt4w  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > z1,#ma}.  
class unary_op m(:R(K(je  
  { +h/OQ]`/m  
Left l; Ksh[I,+N\  
  tj0 0xYY  
public : H|aC(c  
(zy|>u  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} g'T L`=O  
B/K=\qmm  
template < typename T > @oj_E0i3  
  struct result_1 #Pz'-lo  
  { CE  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; muF&t'k  
} ; ow 6\j:$?  
dc~vQDNw[X  
template < typename T1, typename T2 > K%BFR,)g  
  struct result_2 ^/Yk*Ny  
  { ^t<L  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; rfQs 7S;G  
} ; Sh-B!  
Z ]ZUK  
template < typename T1, typename T2 > ^-s7>F`jx  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const {Fyw<0 [@  
  { oa7 N6  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); Ekrpg^3qp"  
} W^ask[46R  
bT9:9LP  
template < typename T > s5{H15  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ^mI`P}5Y  
  { v6aMYmenBH  
  return OpClass::execute(lt(t)); X=6L-^ o)  
} hHcevSr  
K^GvU0\  
} ; d/3&3>/  
j+/EG^*/  
&.z-itiV  
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 *"F*6+}w"  
好啦,现在才真正完美了。 h<?I?ZR0$  
现在在picker里面就可以这么添加了: L:lnm9<  
#q0xlF@  
template < typename Right > =8p[ (<F=  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const o!y<:CGL  
  { #&S<{75A  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); B}p.fE  
} kaEu\@%n  
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。 5qqU8I  
"4smW>f:%  
e 1bV&  
DX3jE p2  
2%fkXH<  
十. bind [vY)y\W{  
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。 p"cY/2w:j  
先来分析一下一段例子 c[OQo~m$  
M5`m5qc3  
/n,a0U/  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 6w{""K.{  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 :t+Lu H g  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 5HvYy *B/  
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。 Xe/7rhov  
我们来写个简单的。 T%}x%9VO7  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: +{)V%"{u:  
对于函数对象类的版本: |?' gT" #  
vl%Pg !l  
template < typename Func > +`m0i1uI3  
struct functor_trait u |$GOSD  
  { !a'{gw  
typedef typename Func::result_type result_type; \4*i;a.kU  
} ; =<= [E:B  
对于无参数函数的版本: )In;nc  
)5;|mV  
template < typename Ret > d +eb![fi  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 4HXNu,T'  
  { W"xRf0\V  
typedef Ret result_type; q>#P|  
} ; <sGioMr  
对于单参数函数的版本: >6;RTN/P2  
cetlr  
template < typename Ret, typename V1 > }LZz"b<aw  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 1&kf2\S  
  { tE=$#  
typedef Ret result_type; +#'QP#  
} ; u`*$EP-%  
对于双参数函数的版本: c/3]M>+M  
@(tuE  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > <("P5@cExU  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > hM(Hq4ed,  
  { mA3yM#  
typedef Ret result_type; hJJo+NNN  
} ; (jE[W:  
等等。。。 \ $9n `  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy n6INI~,  
h&{>4{  
template < typename Func > xoE,3Sn  
struct func_return 4Gy3s|{  
  { hA"z0Fszh  
template < typename T > mO\=# Q>  
  struct result_1 a>nV!b\n5  
  { 9>5]y}.{  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; E|B1h!!\c  
} ; cXOb=  
)jRaQ~Sm  
template < typename T1, typename T2 > q]*:RI?wGT  
  struct result_2 f6HDfJmE  
  { Z:MU5(Te  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; =(5}0}j  
} ; QV%eTA  
} ; zhwajc  
j7Lw( AJ  
lG X_5R  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 =Sn!'@%U]  
F8Z6Ss|v3  
template < typename Func, typename aPicker > TUd=qnu  
class binder_1 W}oAgUd  
  { rMUQh~a/  
Func fn; `qbsDfq@  
aPicker pk; s0'Xihsw6  
public : <QE/p0.  
\hZ9in`YlR  
template < typename T > 1FC 1*7A[  
  struct result_1 a,p7l$kK  
  { ch}(v'xv(  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;  qZP>h4  
} ; D#&N?< }  
F (:] lM|  
template < typename T1, typename T2 > gMZ?MG  
  struct result_2 4,R1}.?BzJ  
  { 7Y'.yn  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; V|dKKb[Lve  
} ; D&&11Iz&  
b*qC  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} K<tkNWasQ  
8DNGqaH;dt  
template < typename T > uH!;4@ uI  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const s|&2QG0'7  
  { c7N`W}BZ  
  return fn(pk(t)); T\Q)"GB  
} 8/E?3a_g-  
template < typename T1, typename T2 > F%QVn .  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Ndx  ]5  
  { 4;d9bd)A  
  return fn(pk(t1, t2)); .W%{j()op  
} |"a%S,I'  
} ; zc-.W2"Hu  
J;BG/VI1  
e c`3Qw  
一目了然不是么? G@QZmuj&KH  
最后实现bind |+i?FYA\  
}mw31=2bD  
3AD^B\<gB  
template < typename Func, typename aPicker > tpi63<N  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) "n@=.x  
  { w_i$/`i+  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 6*2z^P9FRj  
} I6FglVQ6  
N5[fw z w  
2个以上参数的bind可以同理实现。 } Pc6_#  
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。 O-vvFl#4  
kST  
十一. phoenix R:v`\  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 1)M>vdrP  
QJ s /0iw  
for_each(v.begin(), v.end(), ;dYpdy  
( z|SLH<~  
do_ R3$e q )  
[ 2$? )VXtw  
  cout << _1 <<   " , " =lG5Kc{B  
] 8f|  
.while_( -- _1), 0Q5ua `U  
cout << var( " \n " ) CxtH?9# |  
) `7|v  
); N|h}'p  
=`rESb[  
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: d&0^AvM@  
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 %zB `Sd<  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 w]\O3'0Js  
那么我们就照着这个思路来实现吧: |L7 `7!Z  
(byFr9z  
7@Qz  
template < typename Cond, typename Actor > S-:l 60.  
class do_while T;}pMRd%  
  { |S:St HZm  
Cond cd; ,.f GZ4  
Actor act; /cDla5eej  
public : ` oYrW0Vm  
template < typename T > ' 7>V4\"  
  struct result_1 PhM3?$  
  { nK6{_Y>  
  typedef int result_type; C (_xqn  
} ; u*&wMR>Crf  
7{X I^I:n  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} l23#"gGb  
K$\]\qG6  
template < typename T > VHB5  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const A=|&N%lP'  
  { o% !a  
  do c0jC84*v  
    { =8fp4# ]7  
  act(t); dM7-,9Vc  
  } Vo"\nj  
  while (cd(t)); \ey3i((L  
  return   0 ; t*^Q`V wQ  
} +B%ZB9  
} ; nYMdYt04sl  
eEQ 4L\d  
3m?3I2k  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). t8 #&bU X  
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。 X'WbS  
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。 -2mm 5E~N  
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。 QE$sXP7 &u  
下面就是产生这个functor的类: (~N &ov  
pVP CxP  
{cKKTDN  
template < typename Actor > s&!g )  
class do_while_actor zD-.bHo>.  
  { 50Co/-)j  
Actor act; =g$%.  
public : 9#.nNv*z3  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} QkwBw^'_5  
7\K=8G  
template < typename Cond > 3j(GcR 9  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; z6b!,lp  
} ; N%:QaCZKw  
Ylll4w62N  
BYrj#n5  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 gz-}nCSi  
最后,是那个do_ Y+sycdq  
c63DuHA*C  
Y|g8xkI}XB  
class do_while_invoker '$PiyM|V  
  { p0UR5A>p  
public : Edc<  8-  
template < typename Actor > Id(L}i(X  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const z'JtH^^Z  
  { kA{[k  
  return do_while_actor < Actor > (act); Uo<d]4p $  
} +glT5sOk  
} do_; )&<BQIv9/  
me#VCkr#  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? KZ pqbI Z  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 Uoh!1_oV  
最后来说说怎么处理break和continue kb ]PW Oz  
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。 `[w:l[i  
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
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五