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
  • 7256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 /ca(a\@R  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 2[.5oz`  
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,  q4_**  
<E"*)Oi  
w]n 4KR4  
?LM:RADCm  
  class filler ,SAbC*nq  
  { =]T|h  
public : {n\6BTs  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} Q5g,7ac8L  
} ; !@( M_Z'  
%=BtOM_2  
%Hh3u$Y,  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: SAP;9*f1\  
Pow|:Lau!  
0X.TF  
NNgK:YibD  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); Ga.0Io&}C  
` %uK0qw"  
C}9Kx }q  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 'X54dXS?l  
,pn ) >  
O"qR}W  
#aa1<-&H  
二. 战前分析 +1x)z~q=  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 E&'#=K[  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 1ADv?+j)A/  
goB;EWz  
k9 l^6#<?  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); w3d34*0$  
  /* --------------------------------------------- */ zb>;?et;)  
vector < int *> vp( 10 ); o'96ON0  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ;t|,nz4kJ  
/* --------------------------------------------- */ dKb ^x^  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); <z',]hy  
/* --------------------------------------------- */ S4)A6z$  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); |e:rYLxm:  
  /* --------------------------------------------- */ l/M[am  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 4Ppop  
/* --------------------------------------------- */ J)#S-ZB+'k  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); W]zwghxH  
3 tF:  
7u|%^Ao6  
3+%nn+m  
看了之后,我们可以思考一些问题: " <Qm -  
1._1, _2是什么? hox< vr4  
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。 _\UIc;3Gl  
2._1 = 1是在做什么? <W2ZoqaV  
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。 HJ",Sle  
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。 QAi1,+y]7w  
t|_{;!^  
|*ReqM|_C  
三. 动工 ]=|P<F   
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: q=+ wI"[  
zC#%6@P\  
[EruyWK  
tJAnuhX  
template < typename T > Td&d,;  
class assignment Ok,HD7  
  { >9MS" t  
T value; {pC\\}  
public : i(Vm!Y82  
assignment( const T & v) : value(v) {} &}E:jt}  
template < typename T2 > y] y9'5_  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 6<PW./rk:  
} ; ;P8(Zf3wJb  
<S&]$?`{Wi  
>8(jW  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 vzG ABP  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment \ FXp*FbQ  
n$xszuNJ`  
Hnd+l)ng  
pZjpc#*9N  
  class holder ^N{k6>;  
  { C5MqwNX  
public : c$A@T~$  
template < typename T > bS%C?8  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const fbV@=(y?  
  { QXY}STs  
  return assignment < T > (t); Fpf><Rn  
} >jKjh!`)!e  
} ; t#~XLCE  
UKj`_a6  
H?{ MRe  
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: U!Mf]3  
_#vGs:-x&  
  static holder _1; d"GDZ[6  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 #C x%OIi[f  
O2lIlCL  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); #j.FJFGX  
而不用手动写一个函数对象。 %6HX*_Mr&  
5*1#jiq  
P5P< "  
KSsWjF}d  
四. 问题分析 .<.#aY;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。 .)t (:)*b  
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。 6klD22b2$  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 9 rS, ?  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 F|*tNJU>  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 +o u Y  
Ro~fvL~Ps  
五. 问题1:一致性 hIo0S8MOj$  
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?| PkO!'X  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 [S)G$JW  
H`gb}?9R  
struct holder dQK`sLChv  
  { ofK='G .  
  // qK,V$l(4#  
  template < typename T > qy&\Xgn;GA  
T &   operator ()( const T & r) const tUv3jq)n%  
  {  Oq}ip  
  return (T & )r; gsfhH0  
} om>VQ3  
} ; r,"7%1I  
03F3q4"  
这样的话assignment也必须相应改动: r@Nl 2  
_aY.  
template < typename Left, typename Right > l1DI*0@  
class assignment Q.1XP  
  { UO1$UF! QC  
Left l; U3+A MVnB  
Right r; >3!DOv   
public : y{92Lym  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} &rP~`4Mkp  
template < typename T2 > Pa[?L:E  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } | +fwvi&a  
} ; sS|<&3  
aP_3C_  
同时,holder的operator=也需要改动: g}YToOs  
ee^4KKsh\  
template < typename T > p7$3`t 6u  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ,H@TYw  
  { F^]aC98]1  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 0Gx*'B=  
} "vsjen.K>  
Lrlk*   
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。 R}hlDJ/m-  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 U1jSUkqb  
5!8-)J-H  
return l(rhs) = r; #r(a~  
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。 XHZLW h"gS  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:  tI'e ctn  
H(?e&Qkg  
template < typename Tp > aoK4Du{  
class constant_t ^(J-dK  
  { Lg b  
  const Tp t; v=>3"!*  
public : c[Yq5Bu{y  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {}  XtR`?  
template < typename T > $6Z[|9W^A  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const y/H8+0sEk  
  { sI$:V7/!  
  return t; F=V oFmF@  
} \wTW?>o Z  
} ; TZkTz P[  
X!m;uJZp  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 . rRc  
下面就可以修改holder的operator=了 ~O8] 3+U  
h|)2'07  
template < typename T > -^0KE/  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const Y[T J;O!R  
  { 7;~ 2e  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); D8W(CE^}  
} [&fWF~D-p<  
#i6[4X?  
同时也要修改assignment的operator() Qve`k<Cj"  
ayHn_  
template < typename T2 > uLF\K+cz  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); }  PVS\,  
现在代码看起来就很一致了。 !P+~ c0DF  
^j1Gmv)  
六. 问题2:链式操作 6CCZda@  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 Idt@Hk5<&  
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。 iFY]0@yt  
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。 zp}yiE!bl  
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。 ;H`=):U  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct F@oT7NB/n  
3J23q  
template < typename T > 1V#B]x:  
struct result_1 <1v{[F_  
  { "~B~{ _<j  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; @?(nwj~ s`  
} ; MA l{66  
@DRfNJ}  
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: 8s\8`2=  
,%& LG],6  
template < typename T > 9_I[o.q   
struct   ref }mkA Hmu4  
  { 2&3eAJC  
typedef T & reference; EY=\C$3J:  
} ; bf&.rJ0  
template < typename T > btJ,dpir  
struct   ref < T &> $yP'k&b!  
  { _:/Cl9~  
typedef T & reference; ^d5gz0d  
} ; .N'%hh  
/TR"\xQF  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ~GsH8yA_P  
/S-/SF:>g  
template < typename T > E` :ZH  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const i!/h3%=  
  { &VtWSq-)  
  return l(t) = r(t); &z{dr ~  
} *+4>iL*:  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 ^H@!)+ =  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ;@h'Mb  
P"[ifs p  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 4okHAv8;  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: >vNk kxWyQ  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 8 RzF].)  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 `Lb _J  
最后的布局是: 9g<_JcN  
                Add 3\+[38 _  
              /   \ o{ YW  
            Divide   5 jSOa   
            /   \ +w_MSj#P  
          _1     3 8xeun~e"vS  
似乎一切都解决了?不。 &D&5UdN x  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 .lNnY8<  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 &j wnM  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: !Ed<xG/  
t6H2tP\AS  
template < typename Right > { 8|Z}?I  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const s`$_  
Right & rt) const !pF KC)  
  { Npg5Z%+y  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 9 up* g  
} }y -AoG  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 J T0,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。 )=SYJ-ta<  
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。 *6\`A!C  
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。 "cz]bCr8  
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。 iu:p &h  
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;(3u'  
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: [ XY:MU e  
aS1P]&  
template < class Action > R;Ix<y{U  
class picker : public Action wTgx(LtH  
  { 6r-<XNv)0  
public : H?zCIue3  
picker( const Action & act) : Action(act) {} j{Qbzczy,  
  // all the operator overloaded )eedfb1  
} ; QeOt; {_|  
O<H@:W #k  
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。 #dn%KMo2r  
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: )u v$tnP*  
fAA@ziKg  
template < typename Right > #D*J5k>2  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const ?U.&7yY  
  { ]P ?#lO6  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); *MyS7<  
} . AQ3zpy5B  
6[Pr<4J  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 5F_:[H =   
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。 4@V<Suw  
/Z9`uK  
template < typename T >   struct picker_maker  "lnk  
  { [2fiHE  
typedef picker < constant_t < T >   > result; pa> 2JF*  
} ; DuC u6j  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ~4 xBa:*z  
  { Zo638*32  
typedef picker < T > result; H fmMf^c  
} ; $R#L@iL-  
}mS0{rxD4  
下面总的结构就有了: `LHfAXKN  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 uC8T!z  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 EA{*%9 A  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 Q8/0Cb/  
至此链式操作完美实现。 "OAZ<  
#di_V"  
/v ;Kb|e  
七. 问题3 n[w,x;  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 J,M5<s[Xqt  
kx#L<   
template < typename T1, typename T2 > Xs,PT  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 5$G??="K  
  { 2]3Jb{8FI>  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ob5nk ^y  
} 7;-i_&vws  
EYD{8Fw-  
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: ^E?V+3mV  
U$JIF/MO_  
template < typename T1, typename T2 > A-`J!xj#/  
struct result_2 ]SR`96vG  
  { B91PlM.  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; M[N.H9  
} ; hBSJEP  
=]mx"0i[  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? !l~aRj-WZ  
这个差事就留给了holder自己。 c89vx 9  
    /g7?,/vnZ  
k_^/   
template < int Order > ' 1]bjW*!  
class holder; X',0MBQ0  
template <> S&) >w5*]U  
class holder < 1 > *pUV-^uo  
  { x#VUEu]8  
public : nL20}"$E  
template < typename T > &bgi0)>  
  struct result_1 ~*]`XL.-  
  { Z_WTMs:x!  
  typedef T & result; Z6@J-<u  
} ; ?bDae%>.d,  
template < typename T1, typename T2 > [t) i\ }V  
  struct result_2 ;@s~t:u  
  { oT{yttSNo  
  typedef T1 & result; C}EDl2  
} ; Z*3}L  
template < typename T > L umD.3<  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 2![W N*N>O  
  { R*C+Yk)Tkt  
  return (T & )r; cHct|Z u  
} lc#zS_  
template < typename T1, typename T2 > [ [CXMbD`*  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const K 8c#/o  
  { DCUq.q)  
  return (T1 & )r1; oF^hq-xcP  
} ?tQv|x  
} ; DQnWLC"u  
a/#,Y<kJ  
template <> s\R?@  
class holder < 2 > `:O.g9  
  { 6\@, Lb  
public : | :[vpJFK  
template < typename T > X;>} ;LiK  
  struct result_1 f`rz)C03  
  { .w)t<7 y  
  typedef T & result; U8z"{  
} ; ^uzVz1%mM  
template < typename T1, typename T2 > C;>Ll~f_  
  struct result_2 giJyMd}x  
  { }dl(9H=4  
  typedef T2 & result; ir#^5e @  
} ; |_m;@.44?U  
template < typename T > bf(&N-"A  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const s'4p+eJ  
  { RVnYe='  
  return (T & )r; &X(-C9'j  
} ]Jq e)o  
template < typename T1, typename T2 > $@wkQ%  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const rd{( E  
  { .5xg;Qg\Y  
  return (T2 & )r2; )v0vdAh'b  
} TKX#/  
} ; t57b)5{FM  
_R6> Ayw*  
rgY~8PY"  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 -2_$zk*n  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: ")OLmkC  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: )I4tl/  
gId+hxFa:r  
return l(i, j) = r(i, j); IIZsN*^  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) .YRSd  
(C%'I  
  return ( int & )i; |?kH]Trr  
  return ( int & )j; sTz*tSwQv  
最后执行i = j; {9MYEN}FO  
可见,参数被正确的选择了。 %54![-@  
3F1Z$d(  
./'n2$^3  
_#:1Axx1  
<9~qAq7^  
八. 中期总结 nabN.Ly  
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: x7?{*w&r  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 x3 S  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 .w~USJ=X  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor G w[&P%  
T_WQzEL^  
e j9G[  
9D,& )6  
`O/)q^m1L  
:w+Rs+R  
九. 简化 _f`m/l  
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。 o[ 6hUX0tN  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 )[1m$>  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: @w0[5ZAj  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 -)@.D>HsOt  
  +-*/&|^等 & \m\QI  
2. 返回引用。 v6:DA#0  
  =,各种复合赋值等 ,o)MiR9-[A  
3. 返回固定类型。 ? &O$ayG77  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) >@"j9  
4. 原样返回。 w9%gaK;  
  operator, l- l}xBf  
5. 返回解引用的类型。 5 Jhl4p}w  
  operator*(单目) m_B5M0},  
6. 返回地址。 aI{[W;43T  
  operator&(单目) /2:r}O  
7. 下表访问返回类型。 P(`IY +  
  operator[] VxCH}&!  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 OH~t\fQ1Zf  
  operator<<和operator>> NQAnvX;  
NQG"}=KA  
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。 -cKR15  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ? _W*7<  
;VuIQ*@m"  
template < typename Left > >HFJm&lQ  
struct value_return O v-I2  
  { g_=Q=y@,  
template < typename T > ?]t8$^m,;  
  struct result_1 )d(cXN-T  
  { vZ08/!n  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; zE[c$KPP  
} ; -K j CPc  
~K[rQ  
template < typename T1, typename T2 > c:0$ M w=  
  struct result_2 \o^+'4hq<5  
  { /Hx\ gtV  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; '/j`j>'!^  
} ; )L{\k$r!EM  
} ; +,MzD'(D  
nXN0~,+  
v zn/waw  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait >eC^]#c  
O/k4W#  
下面我们来剥离functor中的operator() @.})nU  
首先operator里面的代码全是下面的形式: , ?%`Ky/  
={fi&j  
return l(t) op r(t) #U1soZ7  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) |9y &;3  
return op l(t) +LUL-d  
return op l(t1, t2) Xm*Dh#H  
return l(t) op ecHy. 7H  
return l(t1, t2) op <W?,n%  
return l(t)[r(t)] r[gV`khka  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] S2*:]pYf}  
!B\\:k]aO^  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: [)*fN|Hy  
单目: return f(l(t), r(t)); dI>oHMC  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); b#P8Je`;9  
双目: return f(l(t)); ENGw <  
return f(l(t1, t2)); 3{%/1>+x5  
下面就是f的实现,以operator/为例 PY^Yx$t9  
@1>83-p"X  
struct meta_divide SQeQ"k|P%  
  { ]\jhtC=2  
template < typename T1, typename T2 > t*DM^. @  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) RH`m=?~J,  
  { #&@&BlIe  
  return t1 / t2; }n<dyX:a  
} !PO(Bfd  
} ; 'C[gcp  
3Mdg&~85  
这个工作可以让宏来做: Yux7kD\c  
N+r~\[N\9  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ S`J_}>  
template < typename T1, typename T2 > \ ]Rw,5\0  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; _-D(N/  
以后可以直接用 c`iSe$eS  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) (Q @m;i>  
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 lFB Ka ,6  
(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。。。) ;BI{v^()s  
Db2G)63  
@ O%m,  
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 ^lQej%  
!Zs;m`j&9  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > L\b$1U!i  
class unary_op : public Rettype bT8BJY%+  
  { cd:O@)i  
    Left l; K46mE   
public : 0AaN  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} c*3ilMP\4  
tmm\V7sJ  
template < typename T > :?60pu=  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const @]cpPW-b  
      { x[)S3U J  
      return FuncType::execute(l(t)); Uqkh@-6-  
    } (V |P6C  
`E}2|9  
    template < typename T1, typename T2 > //WgK{Mt  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const MM^tk{2?.  
      { eqLETo@} *  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); M14pg0Q  
    } zis-}K<   
} ; Vv zd>yII  
0m?ul%=  
@m(\f  
同样还可以申明一个binary_op xvgIYc{  
?Ww',e  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > YrB-;R 1+  
class binary_op : public Rettype M>0~Ek%3  
  { ka]n+"~==\  
    Left l; hI?<F^b  
Right r; O *jNeYA  
public : \ 0:ITz  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} (/uL6W d0  
EkJo.'0@  
template < typename T >  u0i @.  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const *aTM3k)Zs  
      { fF>H7  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 5Lue.U%a  
    } (spX3n%p  
4$_8#w B1&  
    template < typename T1, typename T2 > 1-q\C<Q)  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const N["(ZSS   
      { !N!M NsyDz  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); <nIU]}q  
    } H4%wq  
} ; pKp#4Js  
|rNm_L2  
Ef7 Kx49I  
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 K<N0%c~  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 :Z&ipd!yY  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) !3Pl]S~6!  
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。 +K+ == mO&  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 4u:{PN  
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。。。 &9^c-;Vs  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ^B5Hjf9  
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) 9#_49euy|P  
下面是修改过的unary_op !hJ%{.  
bXtA4O  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 4 9#I  
class unary_op !n !~Bw  
  { yQ&;#`!'  
Left l; S$V'_  
  i++ F&r[  
public : k ^+h>B-;  
CVu'uyy  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} P^&+ehp  
*r(iegO$  
template < typename T > SR8[ 7MU  
  struct result_1 igz&7U8gg  
  { *6k (xL  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 6`EyzB%.$  
} ; ujDAs%6MZ  
Hjlx,:'M  
template < typename T1, typename T2 > MLL2V`vBT  
  struct result_2 x37r{$2  
  { z#O{rwnl  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Qa"R?dfr  
} ; qB"y'UW8  
|[xi"E\  
template < typename T1, typename T2 > r?H {Y3 ,  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const g2F~0%HY  
  { 6 0QElJ9D  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); =(v/pLLK?  
} BXm{x6\  
K@ W~  
template < typename T > yUBic~S  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const R:OoQ^c  
  { im*XS@Uj  
  return OpClass::execute(lt(t)); =g?r.;OO  
} {jr>Z"/q  
l$PO!JRD  
} ; n j1 cqh  
:qw:)i  
c9DX  
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  M3u[E  
好啦,现在才真正完美了。 ,ad~ 6.Z_)  
现在在picker里面就可以这么添加了: iSHNt0Nl  
XIf,#9  
template < typename Right > c1b@3  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const QZ h|6&yI  
  { |A &Nv~.)  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); g5/8u2d  
} .LV=Z0ja  
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。 \:^$ZBQr<n  
W._vikR  
|yw-H2k1  
0vDP- qJV-  
P0UMMn\-#  
十. bind D3BX[  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 3{~h Rd  
先来分析一下一段例子 &V iIxJZ1$  
_d)w, ;m#  
aU5t|S6  
int foo( int x, int y) { return x - y;} Mm|HA@W^  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 67Ge}6*2pd  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 :P;#Y7}Y$  
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。 Km pX^Se[  
我们来写个简单的。 '}LH,H:%G  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: \fh.D/@  
对于函数对象类的版本: P?\rRB  
et/mfzV  
template < typename Func > 1*G7Uh@K}  
struct functor_trait V<nh+Q3<d  
  { <)y'Ot0 y  
typedef typename Func::result_type result_type; ?9 2+(s  
} ; nvgo6*  
对于无参数函数的版本: >TwOL  
]X@/0  
template < typename Ret > _U/etlDTO  
struct functor_trait < Ret ( * )() > Iu%/~FgPj{  
  { T\. 8og  
typedef Ret result_type; /vSFQ}W  
} ; v#=WdaNz  
对于单参数函数的版本: ]!0 BMZmf  
0Rrz   
template < typename Ret, typename V1 > )QFT$rmX  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > oa1&9  
  { B3)#Ou2  
typedef Ret result_type; 32YE%  
} ; )bPwB.}kq  
对于双参数函数的版本: B_c(3n-"  
$aG]V-M>  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > Z37Z  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > kZSe#'R's  
  { iTqv=  
typedef Ret result_type; Wb/@~!+i`  
} ; Y13IrCA2  
等等。。。 - stSl*  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy S7~yRIjB  
{%b>/r  
template < typename Func > PY)C=={p  
struct func_return KDg!Y(m{  
  { Tb:n6a@  
template < typename T > lT1*e(I  
  struct result_1 ax7u b  
  { Scxf5x-  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; LPewoAXO  
} ; |I85]'K9a  
'00DUUa  
template < typename T1, typename T2 > <J[*~v%(  
  struct result_2 dpGaI  
  { k&yy_r   
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; zSDiJ$Xk  
} ; q\d'}:kfu  
} ; M /Bn^A8@  
78y4nRQ*  
;)c SdA9  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 tv\P$|LV`8  
SYa!IL-B  
template < typename Func, typename aPicker > 3Mr)oM< Q  
class binder_1 /`:5#O  
  { VUagZ 7p  
Func fn; m' z<d  
aPicker pk; A-c3B+  
public : Z~muQ c?  
wyvs#T  
template < typename T > ,i,f1XJ|  
  struct result_1 nVs0$?}  
  { jO!!. w  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ;h0?o*i_  
} ; 6i{W=$ RQ  
 =Lp0i9c  
template < typename T1, typename T2 > kmo3<'j{  
  struct result_2 vTP'\^;  
  { N ?0V0B  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; #UI@<0P)  
} ; ~;Xdz/  
}g>&l.2X  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 0'RSl~QvqS  
V&)-u(s_S/  
template < typename T > 1mf|:2,  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const J&{E  
  { Tw-gM-m;  
  return fn(pk(t)); jJ|O]v$N  
} L[##w?Xf.  
template < typename T1, typename T2 > C!~&c7  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const GZ*cV3Y`&  
  { NWv1g{M  
  return fn(pk(t1, t2)); b[$l{RQ[?  
} #Z (B4YO  
} ; 8;Yx a8ie  
95?$O~I  
Ko2{[%  
一目了然不是么? dM#\h*:=  
最后实现bind ]?b#~  
n#bC ,  
VT;$:>! +  
template < typename Func, typename aPicker > b@z/6y!  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) lN{-}f;TN  
  { }3=]1jH6  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); <_ddGg~  
} mqw& SxU9  
] 6M- s  
2个以上参数的bind可以同理实现。 !W .ooy5(  
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。 trtI^^/%  
T+N%KRl  
十一. phoenix qZCA16  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: V= !!;KR0  
I tp7X  
for_each(v.begin(), v.end(), 4^  $  
( NFU 5+X-c  
do_ 0rjxWPc  
[ Da)9s %_4  
  cout << _1 <<   " , " g' H!%<  
] 0bS\VUB(  
.while_( -- _1), iK= {pd  
cout << var( " \n " ) QJ-6aB  
) f9X*bEl9;`  
); K"#np!Y)  
Xr6UN{_-  
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: YRAWylm  
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 NuLQkf)  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ~t.*B& A  
那么我们就照着这个思路来实现吧: aXhgzI5]  
9ZeTS~i  
,eF}`  
template < typename Cond, typename Actor > s(r(! FZ  
class do_while jf~/x>Q  
  { ((B7k{`  
Cond cd; iRBUX`0  
Actor act;  Fp'k{  
public : Z Z\,iT  
template < typename T > BXnSkT7  
  struct result_1 NoV)}fX$X8  
  { @s b\0}  
  typedef int result_type; H YZ94[Ti  
} ; (6L[eWuTn  
0 x4p!5  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} LIT{rR#8  
)F8G q,  
template < typename T > 9EIHcUXe  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Fi14_{  
  { V<ziJ7H/  
  do j[.R|I|  
    { FrIguk1  
  act(t); <=W;z=$!Bb  
  } K|[[A)tt6  
  while (cd(t)); xrFFmQ<_W  
  return   0 ; BlF>TI%2  
} E=_M=5]  
} ; uosFpa  
%oJ_,m_(  
C4 H M  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). NldeD2~H  
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。 5A g 4o  
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。 PO%Z.ol9  
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。 ^i&sQQ( {  
下面就是产生这个functor的类: _VLc1svv  
Y6~/H  
D1}Bn2BM$  
template < typename Actor > <5%x3e"7u  
class do_while_actor 66NJ&ac  
  { {dM18;  
Actor act; =;#+8w=^  
public : b)"bX}  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} C_mPw  
OSY$qL2  
template < typename Cond > 4D=p#KZ  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 3J%(2}{y  
} ; &ejJf{id  
2I(b ad  
#EQwl6  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 KSe `G;{  
最后,是那个do_ 3WZdP[o!  
q,w8ca 4~y  
dtD)VNkBZ  
class do_while_invoker ByqB4Hv2  
  { .aTu]i3l_  
public : iOXxxP%#  
template < typename Actor > DC4O@"  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const JR>#PJ,N-  
  { gmtp/?>e  
  return do_while_actor < Actor > (act); 7VQ|3`!<  
} \Jq$!foYx  
} do_; !A!}j.s  
;;#28nV  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? `p0+j  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 @Cg%7AF  
最后来说说怎么处理break和continue *M6' GT1%c  
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。 LE#ko2#ke  
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
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五