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
  • 4652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 MFO%F) 5  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 g0a!auWM  
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, WuF\{bUh  
v,N!cp1  
Q2]7|C  
"30=!k  
  class filler U v>^ Z2  
  { ! @Vj&>mH$  
public : J32{#\By  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} u 1}dHMoX~  
} ; %jq R^F:J  
veh=^K%G |  
@W(,|xES  
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: jL5O{R[ x:  
_}']h^@ Z  
:mCGY9d4L  
+|+fDQI  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); >2}*L"YC  
_f "I%QTL  
*"F*6+}w"  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 !f/^1k}SR  
FU}- .Ki  
s:,fXg25J  
ka R55  
二. 战前分析 u|EJ)dT?  
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。 Sqmjf@o$>  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 e 1bV&  
7|"G 3ck  
R~TG5^(  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ko!aX;K  
  /* --------------------------------------------- */ ^H<VH  
vector < int *> vp( 10 ); A"+t[0$.  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); (lit^v,9  
/* --------------------------------------------- */ )F'hn+(B|G  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); ahM? ;p  
/* --------------------------------------------- */ c- @EHv  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); pAN$c "  
  /* --------------------------------------------- */ T%}x%9VO7  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); +{)V%"{u:  
/* --------------------------------------------- */ |?' gT" #  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); l~kxK.Ru  
^MT20pL  
\vj xCkg{  
=PLy^%  
看了之后,我们可以思考一些问题: ;4oKF7]   
1._1, _2是什么? hE2{m{^A  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 t `\l+L  
2._1 = 1是在做什么? !a5e{QG0  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 9@Z++J.^y  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 S|@ Y !  
)s 1 Ei9J  
c1f`?i}.  
三. 动工 Hpp;dG  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 2PSv3?".  
SnO,-Rg  
Qej<(:J5  
uA%F0oM  
template < typename T > XT==N-5,  
class assignment Gn10)Uf8X  
  { A#79$[>w  
T value; SS,'mv  
public : aMJ9U )wnK  
assignment( const T & v) : value(v) {} bV@5B#] 2R  
template < typename T2 > <("P5@cExU  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 3URrK[%x`  
} ; 6XeqK*r*  
}T=\hM  
,}Ic($ To  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 AlgVsE%Va  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment \ $9n `  
Y:'c<k  
jLul:* L  
k1FG$1.  
  class holder ~BI! l  
  { < *{(>  
public : -f(< 2i  
template < typename T > gBd~:ZUa  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const (W`=`]!  
  { |qibO \_  
  return assignment < T > (t); -32.g \]  
} +G!;:o  
} ; A)^A2xZQ  
_Q\u-VN*hv  
><;.vP  
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: QlxlT$o}  
w{ x=e  
  static holder _1;  YwB\kN  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 t4iV[xl3F  
j7Lw( AJ  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); lG X_5R  
而不用手动写一个函数对象。 Zxv{qbF  
FEg&EYI  
s8kkf5bu  
fbW#6:Y  
四. 问题分析 W&a<Q)o*I  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 {D&:^f  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 \hZ9in`YlR  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 <.6$zcW  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 9hs7B!3pc>  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ch}(v'xv(  
nr{ }yQ u  
五. 问题1:一致性 gCS%J40r  
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?| F (:] lM|  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 3gmu-t v  
D'Sdz\:4  
struct holder 7Y'.yn  
  { We#O' m  
  // IqONDdep9  
  template < typename T > o#&;,9  
T &   operator ()( const T & r) const E)l@uPA'1  
  { nbz?D_  
  return (T & )r; Rs%6O|u7  
} {mV,bg,}~  
} ; c7N`W}BZ  
T\Q)"GB  
这样的话assignment也必须相应改动: 8/E?3a_g-  
Fop "m/  
template < typename Left, typename Right > uBC*7Mkm  
class assignment %S4pkFR  
  { -T-h~5   
Left l; CpICb9w  
Right r; )<jT;cT!&  
public : $PNIuC?=  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} M3dNG]3E  
template < typename T2 > enJE#4Z5&s  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } qu/59D  
} ; 47XQZ-}4  
#r)c@?T@j  
同时,holder的operator=也需要改动: "eal Yveu  
P/FO,S-V  
template < typename T > #fYz367>  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const bKH8/*Yk  
  { /CN^">|_  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); cB7=4:U  
} G P/3r[MH  
7nHlDPps)  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 "VcG3.  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 t1 .6+  
wBXgzd%L  
return l(rhs) = r; KArnNmJ9  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 eESJk 14  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: P A9 ]L  
U(=cGA.$  
template < typename Tp > -pR1xsG  
class constant_t RyxIJJui  
  { 1]v.Qu<  
  const Tp t; U;4:F{3m   
public : rT ~qoA\  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} u]ZCYJ>  
template < typename T > @[S\ FjI  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const c;bp[ Y3R  
  { Jj'~\j  
  return t; /Et:',D  
} #3u;Ox  
} ; o^},L?  
w]\O3'0Js  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 |L7 `7!Z  
下面就可以修改holder的operator=了 4>Q6!"  
NPEs0|  
template < typename T > .)mw~3]  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 9oY%v7  
  { h7  >  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); "Gxf[6B  
} q$s0zqV5  
U:xr['  
同时也要修改assignment的operator() M(S:&GOU  
8\t~ *@"  
template < typename T2 > mY3x (#I  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } m`-{ V<(M  
现在代码看起来就很一致了。 j4Cad  
H6*d#!  
六. 问题2:链式操作  $3%EKi  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 Y] nY.5irL  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 e2%Y8ZJG.  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 #2&_WM!   
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 0*8[m+j1  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct !K1[o'o#  
[>4Ou^=1  
template < typename T > 1< ;<?  
struct result_1 :NO'[iE  
  { U)+Yh  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; }} l04kN_  
} ; -pc*$oe  
O6;7'  
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: 7WW@%4(  
~FM5]<X)  
template < typename T > K9gfS V>]  
struct   ref #tdI;x3  
  { (~N &ov  
typedef T & reference; cyG3le& +G  
} ; {v56k8uZ  
template < typename T > 2bfKD'!aH  
struct   ref < T &> o|AV2FM)  
  { b4s.`%U  
typedef T & reference; Z@ * ^4Ve  
} ; $v+Q~\'  
N'!a{rF  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: `(EY/EsY  
=\?KC)F*e  
template < typename T > BD9W-mF  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ,)nO   
  { PygaW&9Z|d  
  return l(t) = r(t); Lu6!W  
} WeE>4>^  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 ,Rk;*MEMJ  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ">lu8F  
Y|g8xkI}XB  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 '$PiyM|V  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: InMF$pw  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 Id(L}i(X  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 z'JtH^^Z  
最后的布局是: kA{[k  
                Add EV z>#GC  
              /   \ )&<BQIv9/  
            Divide   5 me#VCkr#  
            /   \ KZ pqbI Z  
          _1     3 Uoh!1_oV  
似乎一切都解决了?不。 kb ]PW Oz  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 CYmwT>P+*4  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 2}[)y\`t3  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: l_y:IY$"  
U|={LU  
template < typename Right > #)2'I`_E  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const Lk6UT)C  
Right & rt) const f3]Z22Yq  
  { r:2G11[  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); DDyeN uK  
} V.6h6B!vB  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 /Zap'S/  
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。 9H$#c_zrq  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 oEd+  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 [*Nuw_l  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 VChNDHiH  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? )"2)r{7:  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: U@!e&QPn  
+LCpE$H  
template < class Action > F??})YX  
class picker : public Action /mX/ "~  
  { _$]3&P  
public : ] hGU.C"(  
picker( const Action & act) : Action(act) {} u;GS[E4  
  // all the operator overloaded #!l\.:h%  
} ; V<Q''%k  
LWuciHfd+  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 Ly0^ L-~|  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: V)72]p  
j BS$xW  
template < typename Right > Q\z6/1:9Z  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const fwK5p?Xhm  
  { t23uQR#>b_  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); D |kdk;Xv  
} EaaQC]/OX5  
`+[Ct08  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > Z1 %"w*U  
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。 $' }rBPA/  
D]\of#%T  
template < typename T >   struct picker_maker V}o`9R@tx}  
  { $8vZiB!"  
typedef picker < constant_t < T >   > result; ZgK[,<2  
} ; xr}3vJ7  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ]KdSwIbi  
  { ^pruQp1X  
typedef picker < T > result; N"1o> !  
} ; @&#k['c  
SEa'>UG  
下面总的结构就有了: `>-fU<Q1  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 ]-h;gN  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 tBC`(7E}  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 v1h\ 6r'  
至此链式操作完美实现。 \H^DiF%f9  
r==d^  
IcRA[ g  
七. 问题3 <ZO"0oz%  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 Vea2 oQq  
5]pvHc  
template < typename T1, typename T2 > U{/d dCf7  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Z0HfrK#oU  
  { h|qTMwPr  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); R8|H*5T?+  
} M#%l}  
OSreS5bg  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: ])F*)U  
*?bOH5$@Nw  
template < typename T1, typename T2 > 0z&]imU  
struct result_2 @+Ch2Lod  
  { {\zTE1X9  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 3/_rbPr  
} ; pGz 5!d  
K!W7a~ @  
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? q:h7Jik  
这个差事就留给了holder自己。 )!z4LE  
    T_iX1blrgh  
E2dl}S zp  
template < int Order > 6S K;1Bp-{  
class holder; ymH>] cUm  
template <> m1bkY#\ U|  
class holder < 1 > [g )HoR=&  
  { j.=&qYc0"  
public : h</,p49gM  
template < typename T > 0V;9v  
  struct result_1 XhEZTg;  
  { Ckd j|  
  typedef T & result; 6z`l}<q  
} ; ^m0nInH  
template < typename T1, typename T2 > O2xbHn4  
  struct result_2 3dO~Na`S  
  { 4eVQO%&2  
  typedef T1 & result; [B~*88T  
} ; dfy]w4ETB  
template < typename T > ;wGoEN  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 6%yt"XmT  
  { E8X(AZ 2  
  return (T & )r; D6+^Qmu"p  
} 5@QJ+@j|  
template < typename T1, typename T2 > F*u"LTH  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const p^.qwP\P  
  { X$r5KJU  
  return (T1 & )r1; +O$`8a)m  
} aSse' C<a  
} ; R+sv?4k  
}%75 Wety  
template <> z)%Ke~)<\@  
class holder < 2 > S\76`Ot  
  { u~rPqBT{d3  
public : Q|KD$2rB  
template < typename T > /]U),LbN  
  struct result_1 8*zORz  
  { 3~q#P   
  typedef T & result; B*Z}=$1j  
} ; osM[Xv  
template < typename T1, typename T2 > {Jbouj?V!  
  struct result_2 +{~ cX] |  
  { 'p_|Rw>  
  typedef T2 & result; u.yYE,9  
} ; oUl0w~Xn  
template < typename T > tt&#4Z  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const `d c&B  
  { /,d]`N!  
  return (T & )r; \jmT#Gt`9  
} ?,}:)oA_  
template < typename T1, typename T2 > inHlL  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const a``/x_EZMn  
  { 8u%rh[g'  
  return (T2 & )r2; QLxe1[qI  
} D :)HK D.  
} ; hKVb#|$  
= }ELu@\V[  
s4uZ>  
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> >。 <) cJz  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: *epK17i=  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: \h>6k  
n\GN}?4  
return l(i, j) = r(i, j); x)R1aq  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) DX0#q #  
b.q/? Yx  
  return ( int & )i; {K N7Y"AI  
  return ( int & )j; q# 6|/R*  
最后执行i = j; t/lQSUip  
可见,参数被正确的选择了。 -{2Vz[[  
XqLR2 d  
G#L6;  
63`5A3rii  
`#*`hH8  
八. 中期总结 "M;[c9  
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: &t U&ZH  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 '2qbIYanh  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 z? Iu;X  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor AvVPPEryal  
v65]$%F?  
lFp:F5  
XL/V>`E@  
o\<JG?P  
FM=XoMP q  
九. 简化 e%km}mA  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 dUQ )&Hv  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 i,zZJ=a$  
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: a8YFH$Xh  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 !a4`SjOgu  
  +-*/&|^等 ')T*cLQ><  
2. 返回引用。 ]`q]\EH  
  =,各种复合赋值等 %!7A" >ai  
3. 返回固定类型。 ^S`N\X  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) mg< v9#  
4. 原样返回。 d};[^q6X  
  operator, 9ec>#Vxx  
5. 返回解引用的类型。 z57q |  
  operator*(单目) t*`G@Nj  
6. 返回地址。 )EK\3q  
  operator&(单目) S c ijf 9  
7. 下表访问返回类型。 gj7'4 3 ?W  
  operator[] VtzBYza  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 33ZHrZ  
  operator<<和operator>> Jt:)(&-t   
>E7s}bL"  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 4~AY: ib|  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: >uo=0=9=  
?AVnv(_  
template < typename Left > bN&DotG  
struct value_return :*vSC:q  
  { _}gfec4o  
template < typename T > e#vGrLs.  
  struct result_1 }Ui)xi:8  
  { y(*5qa<>  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; x6Tpt^N}  
} ; HqI[]T@  
Y=i_2R2e2  
template < typename T1, typename T2 > KGf@d*ZOMz  
  struct result_2 k$.l^H u  
  { M96Nt&P`  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; </B:Zjn  
} ; sDvy(5  
} ; cJ>^@pd{  
tiy#b8  
r3Kx  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait /g1;`F(MS/  
~<}?pDA}~  
下面我们来剥离functor中的operator() o{' J O3  
首先operator里面的代码全是下面的形式: /eBcPu"[Vb  
;Za^).=  
return l(t) op r(t) sHPlNwyy  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) +f}w+  
return op l(t) oore:`m;  
return op l(t1, t2) gk}.L E  
return l(t) op LWxP}? =  
return l(t1, t2) op S#0C^  
return l(t)[r(t)] cpH*!*S  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] M=fhRCUB  
('`mPD,  
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: kaRjv   
单目: return f(l(t), r(t)); *c( J4  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); s]HJcgI  
双目: return f(l(t)); Gx|/ Jq  
return f(l(t1, t2)); #4AqWyp#f  
下面就是f的实现,以operator/为例 UZL-mF:)&  
.G}$jO}  
struct meta_divide vos-[$  
  { ZSB;4 ?:h  
template < typename T1, typename T2 > fc<,kRp  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) j'XND`3  
  { BA9;=orx  
  return t1 / t2; U4lAo  
} QbYNL9%  
} ; BPy pA $  
AY]rQ:I  
这个工作可以让宏来做: )LL.fPic  
S,s") )A1  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ (9)uZ-BF,  
template < typename T1, typename T2 > \ [C3wjYi  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; U9Lo0K  
以后可以直接用 tbB.n  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) t?p>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 v){X&HbP  
(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。。。) r2&/Ii+  
RRtOBrIedI  
km}E&ao  
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 CbMClnF  
@ 3b-  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ]Gl5Qf:+z  
class unary_op : public Rettype R;w1& Z  
  { s="cg0PD  
    Left l; j[w5#]&%  
public : nB |fw"  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} >SS979  
%"3tGi:/  
template < typename T > AVp"<Uv  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ?o(Y\YJf  
      { I -XkxDw  
      return FuncType::execute(l(t)); ,`(Qs7)Xx  
    } zENo2#{_N  
/j:-GJb*!u  
    template < typename T1, typename T2 > ]r1Lr{7^S  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Y2>*' nU  
      { k")3R}mX  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); )1&,khd/u  
    } SU4~x0  
} ; AH ]L C6-  
$t>ow~Xi  
rzKn5Z  
同样还可以申明一个binary_op a@-!,Hi  
e)4L}a  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > jE$]Z(Ab  
class binary_op : public Rettype =l$qwcfbo  
  { (<yQA. M  
    Left l; o&E2ds3  
Right r; <-|g>  
public : j2:A@ a6  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} i^/D_L.  
.Tc?9X~4  
template < typename T > MLn?t^v-  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const G]I^zd&P  
      { ?tYc2R9x6"  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); R(A"6a8*  
    } !xD_=O  
,,(BW7(  
    template < typename T1, typename T2 > SVT'fPm1M  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const }/z\%Y  
      { wk6tdY{&s  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); u=B,i#>s  
    } _lG\_6oJ,  
} ; .w~zW*M0  
,:3Di (  
v&u8Ks  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 =A^VzIj(  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 0Yc#fD  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 6H!"oC&  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 ]m""ga  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! @33-UP9o  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 iLkP@OYgQ  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 CA ,0Fe3  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) J_ `\}55n  
下面是修改过的unary_op B ? D|B  
t/:]\|]WB  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 51x)fZQ  
class unary_op %-[U;pJe;  
  { AY%Y,< a  
Left l; Og<UW^VR  
  YS&Q4nv-  
public : ^1+&)6s7V  
s& WHKCb  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 9@z"~H  
TWJ%? /d  
template < typename T > ?1MaA  
  struct result_1 v]BMET[w  
  { 4O3-PU>N  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; gR) )K)  
} ; 6\?< :Qto  
Kg;1%J>ee  
template < typename T1, typename T2 > *.Ceb%W7C  
  struct result_2 b$'}IWNV  
  { i9k/X&V  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; .TetN}w  
} ; a;e~D 9%1  
'#0'_9}  
template < typename T1, typename T2 > p/inATH  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const V$fvf#T  
  { fP:g}Z  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); /0qLMlL$  
} &\GB_UA  
\LpR7D  
template < typename T > Kdwt^8Umh  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const X Sw0t8  
  { 7{e*isV  
  return OpClass::execute(lt(t)); QGQ> shIeZ  
} IXef}%1N?  
[.NG~ cpb  
} ; )R'~{;z }  
]J7.d$7T  
DZ Q=Sinry  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug Ljjuf=]  
好啦,现在才真正完美了。 BSB;0OM  
现在在picker里面就可以这么添加了: G\ht)7SGgf  
~1v5H]T{  
template < typename Right > F"Y.'my8  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const +1%7*2q,  
  { ^p 4 33  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); Q4,!N(>D  
} 3ud_d>  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 h+7THMI  
kKqb:  
zn'F9rWx>  
F"<TV&xf  
&{c.JDO  
十. bind hf~'EdU  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 GF-\WD  
先来分析一下一段例子 o1 kY|cnGH  
89[5a  
ub/9T-#l  
int foo( int x, int y) { return x - y;} = j,Hxq  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 LJ Aqk2k  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 D-tm'APq  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 r#%z1u  
我们来写个简单的。 Xo:!U=m/#  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 0qj:v"~Q  
对于函数对象类的版本: Ej]:j8^W  
"ebm3t@C  
template < typename Func > Nf<mgOAT1  
struct functor_trait ?(4E le  
  { U\ Et  
typedef typename Func::result_type result_type; xQ=sZv^M  
} ; |99/?T-QW  
对于无参数函数的版本: eZMDtB  
jLRh/pbz4  
template < typename Ret > [Grd?mc#  
struct functor_trait < Ret ( * )() > %|:Gn)8  
  { OJGEX}3'  
typedef Ret result_type; Xv%1W? >@/  
} ; #Jo#[-r  
对于单参数函数的版本: 5HZt5="+  
{T^"`%[   
template < typename Ret, typename V1 > YnzhvE  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 1sqBBd"=PY  
  { j[Y$)HF  
typedef Ret result_type; kIlc$:K^  
} ; 1@)kNg)*$  
对于双参数函数的版本: N:]71+  
Wz~=JvRHh  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > s?8vs%(l  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > .I"Qu:``  
  { +EZ Lic  
typedef Ret result_type; SCCBTpmf2B  
} ;  a9ko3L  
等等。。。 ")t ^!x(v  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy *,:>EcDr  
q*|H*sS  
template < typename Func > Sd !!1a s  
struct func_return #JFTD[1  
  { 3$u 3ssOL  
template < typename T > n\v;4ly^  
  struct result_1 E*!  
  { p=7{  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; QU]& q`GE  
} ; fZqqU|tq  
rfgkw  
template < typename T1, typename T2 > BB?vc( d  
  struct result_2 X2? ^t]-N  
  { ZH:-.2*cj  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; pO* $ '8L  
} ; hGPo{>xR  
} ; mIK-a{?G  
TzC'x WO  
Ua>lf8w<  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 &Hb;; Ic(  
csceu+ IA  
template < typename Func, typename aPicker > ;#F/2UgHB  
class binder_1 #mI{D\UR  
  { 5/vfmDt3'G  
Func fn; INi9`M.h  
aPicker pk; Rr'#OxF  
public : b) k\?'j  
0h[p w   
template < typename T > Z`UwXp_s  
  struct result_1 h%9>js^~  
  { ;"}yVV/4  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; >tUi ;!cQ  
} ; F3-<F_4.w  
\(ygdZ{R  
template < typename T1, typename T2 > S_E-H.d"  
  struct result_2 0Jz5i4B  
  { 5r*5Co+  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; [1-1^JY  
} ; 'MM%Sm,  
gRnn}LL^  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} emhI1 *}  
 xJphG  
template < typename T > O%g Q  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const XX85]49`%  
  { ae1?8man  
  return fn(pk(t)); PQl^jS  
} 9g7d:zG  
template < typename T1, typename T2 > f<14-R=  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const  /$Qs1*  
  { [y(DtOR  
  return fn(pk(t1, t2)); -8HK_eQn  
} Dl a }-A:  
} ; #\|Ac*>  
6x'F0{U  
<Km ^>9  
一目了然不是么? ~4 ~c+^PF  
最后实现bind TY."?` [FK  
7L%JCH#F  
Nl4,c[$C  
template < typename Func, typename aPicker > y:Wq;xEiDo  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ~[_u@8l!mN  
  { {7k Jj(Ue  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); fH-fEMyW  
} @q98ac*{  
9nM_LV  
2个以上参数的bind可以同理实现。 /|<Pn!}J  
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。 ,Wv@D"4?  
|/qwR~  
十一. phoenix S!Alno  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: q9e(YX>  
&d%\&fCm(  
for_each(v.begin(), v.end(), X#ZQpo'h  
( *^ZJ&.  
do_ J!{t/_aw  
[ eD|p1+76  
  cout << _1 <<   " , " YiO3.+H  
]  i/vo  
.while_( -- _1), 3WVH8Sb  
cout << var( " \n " ) Fy; sVB  
) ,Y:ET1:  
); fY4I(~Q  
~ u)} /  
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: W)_|jpd[  
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 Bj=lUn`T:  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ^n?`l ^9c$  
那么我们就照着这个思路来实现吧: 6"h,0rR  
v)b_bU]Hx  
4. =jKj9j  
template < typename Cond, typename Actor > ~'9\y"N1  
class do_while `!udU,|N  
  { _%@dlT?  
Cond cd; D-/q-=zd  
Actor act; afw`Heaa2(  
public : `WUyffS/!  
template < typename T > &<=?O a  
  struct result_1 wit rC>  
  { HBdZE7.x)3  
  typedef int result_type; CN{xh=2qY[  
} ; pjN4)y>0  
}T5 E^  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 1dhuLN%Ce  
e=cb%  
template < typename T > 7es<%H  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 6~!QibA|P  
  { b8 ^O"oDrp  
  do }@y(-7t  
    { {;L,|(o^  
  act(t); Cqs+ o^q  
  } W ZT) LYA  
  while (cd(t)); YYN'LF#j  
  return   0 ; 4St-Q]Y _  
} BXb=N E  
} ; fTOGW`s^  
7D KTd^^M  
68?> #o865  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). +SB>>  
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。 :R-_EY$k6  
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。 Q}: $F{  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 {>3J96  
下面就是产生这个functor的类: xZ]QT3U+  
+n%d,Pz  
@DNwzdP  
template < typename Actor > Y#5v5  
class do_while_actor IAHQT < ]  
  { Hl#?#A5  
Actor act; T,oZaJ<  
public : *mJ\Tzc)  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 64L;np>  
f<{f/lU@  
template < typename Cond > 2oF1do;  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; Dr)jB*yK  
} ; h"y~!NWn  
l$&dTI<#  
Y3 \EX  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 s&4&\Aq}x#  
最后,是那个do_ #`ZBA>FLaQ  
AxfQ{>)0  
<}p]0iA  
class do_while_invoker WfXwI 'y  
  { G=F_{z\}  
public : SajG67  
template < typename Actor > TVM19)9  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const i-}T t<^  
  { SsEpuEn  
  return do_while_actor < Actor > (act); ICEyz| C  
} D$AvD7_  
} do_; 1u8hnG  
+MqJJuWB  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? O I0N(V  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 'T|EwrS j  
最后来说说怎么处理break和continue !Ln 'Mi_B  
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。 hD[r6c  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八