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
  • 4723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 :J|t! `  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 <!ewb=[_$  
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, 0{0|M8  
 jpc bW  
YK[PC]w  
Q/oel'O*x  
  class filler ai7*</ls  
  { Ob:}@jj  
public : 1'c  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} (1`z16  
} ; 2!Ip!IQ:  
`N8?F3>  
C-Q]f  
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: s8,{8k  
YGRv``(  
][b_l(r$?  
!a"RHg:HO  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); v%_5!SR  
Tx)X\&ij&  
zJE$sB.f  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Bvke@|]kW  
F!FXZht$P  
\`:X37n)0q  
e;1n!_l\  
二. 战前分析 F9DY\EI  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 [ D[&aA  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 Z^AOV:|m  
q.s2x0  
~f/nq/8  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); CRK%%;=>  
  /* --------------------------------------------- */ A#:5b5R  
vector < int *> vp( 10 ); |P{K\;-  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); A^/$ |@  
/* --------------------------------------------- */ MO7:ZYq  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); {0J TN%e  
/* --------------------------------------------- */ 9,h'cf`F  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); :JBvCyj4PE  
  /* --------------------------------------------- */ Qqt<  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); %nU8 Ca  
/* --------------------------------------------- */ QLx]%E\  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); s bf\;_!  
FBn`sS8hH  
Ep/kb-~-  
p~ `f.q$'  
看了之后,我们可以思考一些问题: cVrses^yE  
1._1, _2是什么? m'|{AjH z6  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 w Phs1rL  
2._1 = 1是在做什么? ?nWK s  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 ghXh nxG  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 Z)RoFD1]C  
 4wLp  
%i!&Fr  
三. 动工 &&Sl0(6x[T  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: {VWX?Mm  
YQU #aOl  
ET ;=o+\d  
m2!y;)F0  
template < typename T > gwvy$H   
class assignment Q+d9D1b  
  { c< ke)@  
T value; `4 Jlf!  
public : yqdh LX|Mk  
assignment( const T & v) : value(v) {} Jh3(5d"MV  
template < typename T2 > RS'%;B-)  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } &|t*9 D  
} ; Ol8ma`}Nq3  
j5lSu~  
m791w8Vr  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 9UD~$_<\  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment SKx&t-  
_7?LINF9  
/UG H7srx  
~(2G7x)  
  class holder &"vh=Z-  
  { 9v_B$F$_T  
public : 0E9LZOw4T  
template < typename T > /IDfGAE  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const XWQp-H.  
  { Z4U8~i  
  return assignment < T > (t); >L6V!  
} ;x.xj/7  
} ; sxq'uF(K  
$0[T=9q <+  
E|!rapa  
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: <a@'Pcsk  
V#!ftu#c?  
  static holder _1; \ "193CW!  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Vj^<V|=  
KF' $D:\  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ") Xy%C`J  
而不用手动写一个函数对象。 '5V2{k$4U  
qq0bIfF\4  
52-Gk2dp  
chE~UQ  
四. 问题分析 =;(wBj  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 pgg4<j_mn  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 _h#SP+>  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 5f&+(Wqw  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 *M*:3 v 0  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 vO#4$ ,  
(/J$2V5-  
五. 问题1:一致性 86J7%;^Xa  
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?| E}S)uI,gn  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 I2JE@?  
?(Dk{-:T'  
struct holder ^:Vwblv(  
  { tWkD@w`Lnn  
  // $E;`Y|r%WK  
  template < typename T > # [c`]v  
T &   operator ()( const T & r) const ;IX3w:Aw  
  { ~2Jvb[IM  
  return (T & )r; p"Ki$.Y  
} y:Ycn+X.  
} ; o g.LD7&/  
SooSOOAx[  
这样的话assignment也必须相应改动: }a= &o6=  
'+tU8Pb  
template < typename Left, typename Right > ndRy&[f7  
class assignment ]<D9Q>  
  { 0*?~I;.2m$  
Left l; q=8I0E&q  
Right r; v@bs4E46e  
public : Ql-RbM  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} T9enyYt%  
template < typename T2 > "T4Z#t  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 1=C>S2q  
} ; 3| 5Af  
?YR/'Vq97  
同时,holder的operator=也需要改动: Bor_Kib  
;hsgi|Cy-  
template < typename T > "qEHK;  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const SJhcmx+  
  { mO$]f4}  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); &E.ckWf  
} #&vP(4p  
LO8V*H(  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 w]w>yD>$  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 0tVZvXgTu  
l_JPkM(mJw  
return l(rhs) = r; pNFL;k+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_TWT&o4  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 9kj71Jp&}  
l%h0x*?$  
template < typename Tp > v*}r<} j  
class constant_t Mfjj+P  
  { Y2i:ZP  
  const Tp t; o@[yF<  
public : ;j]0GD,c$  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {}  ajF-T=5  
template < typename T > $<c0Z6f  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const mx  s=<  
  { |eIEqq.Eb  
  return t; 9W$FX  
} ffo{ 4er  
} ; =\7o@ 38  
-~Kw~RX<(  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 X-Y:)UT  
下面就可以修改holder的operator=了 0sW=;R2  
&d]%b`EXq  
template < typename T > H3T4v1o6  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const lb3:#?  
  { L{xCsJ3d  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); &i*/}OZz  
} @K`2y'#b  
yLFc?{~7  
同时也要修改assignment的operator() ,.Ac= "f  
[pf78  
template < typename T2 > )F;`07  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } Q/rOIHiI  
现在代码看起来就很一致了。 _+%RbJ~H  
VYj hU?I  
六. 问题2:链式操作 *"#62U6  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 FCxLL"))  
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。 nff&~lwhZ  
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。 F)KUup)gc  
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。 NDLk+n  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct E!;giPq*n  
uNe5Mv|}  
template < typename T > 3B:U>F,]4  
struct result_1 Uu xbN-u  
  { ,Z*Fo: q  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 1euL+zeh  
} ; RYzDF+/  
uev$5jlX  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: o9-b!I2  
BE/#=$wPjM  
template < typename T > +$M%"=tk  
struct   ref qQC<oR  
  { wzhM/Lmo\z  
typedef T & reference; :eqDEmr>  
} ; ehQ"<.sQ  
template < typename T > / *J}7  
struct   ref < T &> y\&GPr  
  { fNOsB^Y  
typedef T & reference; K:&FWl.  
} ; Gqvnc8V&  
|FS,Av  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: wb^Yg9  
!\wdX7%  
template < typename T > *het_;)+{  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const q B-9&X  
  { cwi HHf>  
  return l(t) = r(t); ;=piJ%k  
} Htn'(Q  
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。 6#P\DT  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 qUX   
WoGK05w  
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 p#HbN#^Hy  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: "/6<k0.D&  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 z,/0e@B >  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 9{bG @g  
最后的布局是: 'vKB]/e;  
                Add w8E6)wF=7  
              /   \ e _\]Q-  
            Divide   5 &U\Xy+  
            /   \ !l!^`c  
          _1     3 (.Tkv Uj`  
似乎一切都解决了?不。 -#srn1A>  
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。 [V'3/#Z  
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。 9 ! [oJ3  
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: vUD,%@k9  
~7aBli=  
template < typename Right > /rp.H'hC  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const j.O7-t%C  
Right & rt) const T;D`=p#  
  { $P#Cf&R  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Wlm%W>%  
} 6kH47Yc?  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 F?=(4Pyvu  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 V*P3C5 l  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 7e$\|~<  
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。 kGhWr M  
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。 F#S^Q`  
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?  qGG  
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: J{8_4s!Xt>  
0&$+ CWSM  
template < class Action > R=ddQ:W6g  
class picker : public Action P~n I6/r1  
  { n]I_ LlbY  
public : Fhw:@@=  
picker( const Action & act) : Action(act) {} P7r?rbO"  
  // all the operator overloaded (5[|h  
} ; fF !Mmm"  
AD$k`Cj  
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。 R:S Fj!W1  
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: Rz% Px:M  
}m NP[L  
template < typename Right > m)4s4P57y  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const .m_yx{FZ=  
  { 5Gm,lNQAv  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); A[L+w9  
} pC,MiV$c"  
"-JJ6Bk  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > mlCw(i,  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 5P_%Vp`B2  
M##h<3I  
template < typename T >   struct picker_maker zRtaO'G(  
  { t6p}LNm(V  
typedef picker < constant_t < T >   > result; Di{T3~fqU  
} ; bv$g$  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > sOA!Sl  
  { I=)Hb?q T~  
typedef picker < T > result; F[/Bp>P7  
} ; lV!ecJw$  
WHxq-&=  
下面总的结构就有了: \eD#s  
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。 9Mo(3M  
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。 .zr2!}lB  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 \wRbhN  
至此链式操作完美实现。 CU)'x E  
=mV1jGqX  
8XtZF,Du  
七. 问题3 =1 g  
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。 q:Gi Qk-  
g+8{{o=  
template < typename T1, typename T2 > yv| |:wZC  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const $(v1q[ig  
  { >*rsRR  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); `9M:B&  
} +jD?h-]  
b*=eMcd  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: PY7j uS[+  
%.,-dV'  
template < typename T1, typename T2 > J^[>F{8!n  
struct result_2 ]0P-?O:  
  { ,^,KWi9  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; b,kXV<KtU  
} ; _ +Ww1 f  
,[enGw  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? TNBFb_F  
这个差事就留给了holder自己。 j3|Ek  
    "o&_tB;O  
WP&P#ju&  
template < int Order > \y?Vou/  
class holder; t(/b'Peq  
template <> |T7 < !  
class holder < 1 > l1}=>V1  
  { OI;0dS  
public : Q" BIk =  
template < typename T > 8 PI>Q  
  struct result_1 7eb^^a?  
  { %g7 !4  
  typedef T & result; 9`4mvK/@  
} ; k&|L"N|w  
template < typename T1, typename T2 > qk~ni8  
  struct result_2 B$A`-  
  { Lf_`8Ux  
  typedef T1 & result; 8 _0j^oh  
} ; wN/d J  
template < typename T > CuRYtY@9  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const r@L19d)J  
  { Q?Vq/3K;  
  return (T & )r; KK" uSC  
} @8X)hpHf  
template < typename T1, typename T2 > ^t4T8ejn  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const -U;2 b_  
  { I3uS?c  
  return (T1 & )r1; dr3#?%  
} :-HVK^$%  
} ; i-Ck:-J  
4Z>KrFO  
template <> --E_s /   
class holder < 2 > 1~\YJEsb}d  
  { Up?w >ly  
public : d5&avL\  
template < typename T > b%<-(o/  
  struct result_1 bL\ab  
  { O'y8[<  
  typedef T & result; yHL2 !  
} ; E5"%-fAJ  
template < typename T1, typename T2 > 8Wx>,$k  
  struct result_2 En$-,8\%  
  { F?Cx"JYix  
  typedef T2 & result; _r+2o-ZR  
} ; $(pzh:|  
template < typename T > *gMo(-tN  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const nDx}6}5)  
  { <PL94  
  return (T & )r; SwHrHj  
} o/273I  
template < typename T1, typename T2 > d*80eB9P  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const \zioIfHm  
  { >Qg`Us#y  
  return (T2 & )r2; jyRSe^x  
} -[A4B)  
} ; [5>f{L!<T<  
`tKrTq>  
@R% n &  
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> >。 vd`;(4i#X  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: GUyMo@g  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: KhK:%1po  
Gkci_A*  
return l(i, j) = r(i, j); sd|5oz )  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) kj_ o I5<'  
 =`fJ  
  return ( int & )i; Dizc#!IGU  
  return ( int & )j; >t_5( K4  
最后执行i = j; 5e tbJk  
可见,参数被正确的选择了。  ! K:  
e= $p(  
x=(y  
]hY'A>4Uq  
gZbC[L  
八. 中期总结 apsR26\^  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: G3O`r8oZcJ  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 Gs^hqT;h  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Wj0=cIb  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor %Wy$m?gD  
Cx(|ZD^  
" %$jl0i_c  
feg  
!DgN@P.o  
o%dKi]  
九. 简化 D"kss5>w  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 v eP)ElX  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 1#rcxUSi  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: .bcoH  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 Y*0AS|r!  
  +-*/&|^等 +o+e*B7Eh  
2. 返回引用。 [Q(FBoI|  
  =,各种复合赋值等 49S*f  
3. 返回固定类型。 GG0l\! 2)  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 0X6|pC~  
4. 原样返回。 v%gkQa  
  operator, 9K~0:c  
5. 返回解引用的类型。 h/`]=kCl  
  operator*(单目) =[]V$<G'w{  
6. 返回地址。 Q+L;k R  
  operator&(单目) -3-*T)  
7. 下表访问返回类型。 h"h3SD~  
  operator[] B",5"'id  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 9 t)A_}O  
  operator<<和operator>> 88%7  
|C;8GSw>|F  
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。 uL!QeY>k\  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: hp ?4w),  
@~t^zI1  
template < typename Left > 1Pya\To,m  
struct value_return _:(RkS!x  
  { OR84/^>  
template < typename T > qfJi[8".  
  struct result_1 ./SDZ:5/  
  { xi5G?r  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; Da.eVU;  
} ; U$zd3a_(  
lG[@s 'j  
template < typename T1, typename T2 > =j,2  
  struct result_2 -G\svwv@)  
  { $;GH -+  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; m/ D ~D~  
} ; Ltv!;^Q5  
} ; 3y#0Lb-y  
Y~ku?/"6T  
e:W]B)0/e  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait `^3N|76Y  
'0\,waEu  
下面我们来剥离functor中的operator() Uk@du7P1k  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 0j{Rsy   
=K#5I<x  
return l(t) op r(t) Ka\h a  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) (<bYoWrK#  
return op l(t) v)+E!"R3.  
return op l(t1, t2) An0Dq jR  
return l(t) op + Cf"rN  
return l(t1, t2) op B{}<DP.  
return l(t)[r(t)] 1f 3c3PJ  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] [)efh9P*  
EKQ\MC1  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: q!L@9&KAQ  
单目: return f(l(t), r(t)); Jd]kg,/  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); &m{SWV+   
双目: return f(l(t)); tVI6GXH  
return f(l(t1, t2)); 244[a] %&;  
下面就是f的实现,以operator/为例 4gR;,%E\TO  
!TNp|U!  
struct meta_divide &TgS$c5k  
  { q4y P\B  
template < typename T1, typename T2 > *'?aXS -'r  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) >:C0ZQUW  
  { $<NrJgQ  
  return t1 / t2; 2Dc2uU@`r  
} _?VMSu  
} ; g:dtfa/]  
'dXGd.V7u  
这个工作可以让宏来做: K_SURTys  
3@}rO~  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ zD"n7;  
template < typename T1, typename T2 > \ qdW"g$fW  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; *'i9  
以后可以直接用 e4h9rF{Cxn  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) [I~&vLTe  
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 _%R]TlL  
(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。。。) { l0[`"EF  
:P'M|U  
1hTE^\W  
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 %XC3V7  
5>Kk>[|.  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > }Qu kn  
class unary_op : public Rettype &':Ecmo~`  
  { U ;%cp  
    Left l; F<V.OFt  
public : 2gasH11M  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} * \$m1g7b  
C%RYQpY*c  
template < typename T > !B*l'OJw  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const +nAbcBJAl  
      { o;kxu(>yL'  
      return FuncType::execute(l(t)); i!<1&{  
    } qr@ <'wp/  
C0K0c6A (4  
    template < typename T1, typename T2 > n g,&;E  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const |KMwK png  
      { k_?Z6RE>  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); 1 ORA6  
    } h_>DcVNIx  
} ; .ZtW y) U  
[d?tf  
;T\+TZtI  
同样还可以申明一个binary_op {*PbD;/f  
`R!%k]$  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > L*#W?WMM v  
class binary_op : public Rettype *)Us   
  { 8a8CY,n{  
    Left l; 31GqWN`>$  
Right r; M!Ua/g=u  
public : # 4&t09  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 14pyHMOR  
vojXo|c  
template < typename T > e"(SlR  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const c5em*qCw$  
      { |Vo{ {)  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); VPr`[XPXb  
    } 11iV{ h  
Y*QoD9<T?;  
    template < typename T1, typename T2 > -=W Qed}  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const s-801JpiJ  
      { LrH"d  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 64UrD{$o  
    } oTN:Q"oK7?  
} ; z&c|2L-u6  
]3Y J a  
QOR92}yC  
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 /O}lSXo6E  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 : i{tqY%  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) iLt2L;v>h  
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。 j  Gp&P  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 8n,/hY>w  
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。。。 3y%,f|ju  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 LC, 6hpmh  
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) Bra}HjHO  
下面是修改过的unary_op -#Ys67,4N  
JJHO E{%  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 9Ca }+  
class unary_op %"Ia]0  
  { (M2hK[  
Left l; M?_7*o]!  
  P84= .* >  
public : %-KgR  
w `nm}4M  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} T'ei>]y]  
&n'@L9v81  
template < typename T > IhHKRb[  
  struct result_1 RT. %\)))  
  { Alk+MwjR  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; @u @,Edh  
} ; u]*f^/6Q  
l@0${&n  
template < typename T1, typename T2 > Vq599M:)V  
  struct result_2 %i) 0sE T  
  { BJgHel+N  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; +bGO"*  
} ; PjP6^"  
9H/C(Vo  
template < typename T1, typename T2 > $|tk?Sps  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const rI OKCL?  
  { 2f0mr?l)N  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); =pBr_pGz=  
} 9tWpxrig%  
j+PLtE   
template < typename T > PA*1]i#2M=  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 7_R[ =t  
  { ?3%r:g4  
  return OpClass::execute(lt(t)); OFxCV`>ce  
} j>?`N^  
PLJDRp 2o  
} ; \S_A e;  
q`3HHq  
eH V#Mey[  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug PpLiH9}  
好啦,现在才真正完美了。 ?_B'#,tI  
现在在picker里面就可以这么添加了:  Q@!XVQx4  
dT{GB!jz  
template < typename Right > 1k]L,CX  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ~d3|zlh  
  {  }}Zg/(  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); vq+4so )/S  
} 2Ab`i!#  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 z(u,$vZ _  
r>}z|I'  
&]tm 'N25  
3+\Zom4  
Z*b$&nM  
十. bind $Xh5N3  
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。 0 ;].q*|#  
先来分析一下一段例子 <MKX F V  
!>N+a3   
kCALJRf~d  
int foo( int x, int y) { return x - y;} azzG  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 V|TD+7.`QB  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 S5:&_&R8[  
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。 8>9MeDE  
我们来写个简单的。 $DaQM'-  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: :r2d%:h%2  
对于函数对象类的版本: }KYOde@  
>@h#'[z,d  
template < typename Func > 9{}"tk5$h  
struct functor_trait k8!:`jG  
  { ,rjl|F* T  
typedef typename Func::result_type result_type; +,g!xv4Q  
} ; o@hj.)u  
对于无参数函数的版本: l<qEX O  
njaKU?6%d2  
template < typename Ret > *+k yuY J  
struct functor_trait < Ret ( * )() > l_4 ^TYF  
  { jZQ{ XMF  
typedef Ret result_type; P 'o]#Az  
} ; ^ p7z3ng  
对于单参数函数的版本: 1>/ iYf  
Qp7F3,/#  
template < typename Ret, typename V1 > YCVT0d  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > <(_Tanx9Q  
  { @r^s70{}  
typedef Ret result_type; l$ kO%E'  
} ; | N}*  
对于双参数函数的版本: ;Ea8>  
dq%C~j{v  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > |&@`~OBa  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > r/@Wn  
  { i8KoJY"  
typedef Ret result_type; -GMaK.4 =  
} ; mHAfKB  
等等。。。 DZ1.Bm0  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy Y78DYbU.  
j;qV+Rq]t  
template < typename Func >  7PuYrJ  
struct func_return ESk:$`P  
  { VT-%o7%N  
template < typename T > Dc* H:x;  
  struct result_1 b@Dt]6_ UL  
  { cml~Oepf  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; "Ec9.#U/  
} ; c[V.j+Iy#^  
]rSg,Q >E  
template < typename T1, typename T2 > YNl".c  
  struct result_2 (.iwD&  
  { ;at1|E*  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; o bN8+ j  
} ; Wsp c ;]&  
} ; ;" D~F  
7z$bCO L=S  
*FC|v0D  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 Q"uK6ANp'  
*2}f $8  
template < typename Func, typename aPicker > L7nG5i  
class binder_1 (>Nwd^  
  { E!.&y4  
Func fn; db=S*LUbl  
aPicker pk; (74y2U6  
public : V2xvuDHI  
BPl% SL  
template < typename T > "LH!Trl@k  
  struct result_1 e2BC2K0  
  { f`*VNB`  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; WgG$ r  
} ; )#1!%aQ  
I;1)a4Xc4R  
template < typename T1, typename T2 > 2ga8 G4dU  
  struct result_2 SkC.A ?  
  { b#"&]s-  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; S>p0{:zM  
} ; v,8Q9<=O  
AC 2kG  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} I}f7|hYX  
9ZG:2ncdJ  
template < typename T > lFduX D  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const bo@ ?`5  
  { fP6.  
  return fn(pk(t)); QC!SgV  
} Xh}D_c  
template < typename T1, typename T2 > ,KD?kSIf  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const z;?j+ZsdH  
  { 00s)=A_  
  return fn(pk(t1, t2)); XPZ8*8JL  
} k.jBu  
} ; Rry] 6(  
-rjQ^ze  
AlG5n'  
一目了然不是么? i~AReJxt7  
最后实现bind l]#=I7 6  
[k(b<'  
G<$8g-O;D  
template < typename Func, typename aPicker > ,!LY:pMK  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) Mu-kvgO`L  
  { Owgy<@C  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); w El-  
} !*HJBZ]q  
[)dIt@Y&j  
2个以上参数的bind可以同理实现。 ?E(X>tH  
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。 !f&hVLs0  
`u7^r^>A  
十一. phoenix RHpjJZUV  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: $uJc/  
$duT'G, -  
for_each(v.begin(), v.end(), 80 T2EN:$  
( lUA-ug! ^  
do_ zUNUH^Il  
[ :<k (y?GB  
  cout << _1 <<   " , " nHH FHnFf  
] km][QEXs%  
.while_( -- _1), >}Bcv%zZ  
cout << var( " \n " ) Y)$%-'=b+  
) Q$ Dx:  
); 2"6qg>]-t  
^W9O_5\g4a  
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: % ;R&cSZ  
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 V82I%gPF  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 R".$x{{  
那么我们就照着这个思路来实现吧: =$L+J O  
cDzb}W*UM  
}<@-=  
template < typename Cond, typename Actor > 1-N+qNSD`  
class do_while z*q+5p@~  
  { C2\WvE%!  
Cond cd; 2/tx5Nc  
Actor act; osd oL  
public : a j$& 9][  
template < typename T > Q-F$Ryj^  
  struct result_1 *h=>*t?I2  
  { QtXiUx^ k<  
  typedef int result_type; vD:J!|hs(  
} ; : ir3u  
YTmHht{j#  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} )8eb(!}7  
@Tq-3Um  
template < typename T > Lj#xZ!mQS  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const qO8:|q1%;\  
  { r}^1dO  
  do afna7TlS  
    { 5 r_Z3/%  
  act(t); x4g/ok  
  } Ovj^ 7r:<s  
  while (cd(t)); Eu "8IM!%-  
  return   0 ; +]( y  
} Jc}6kFgO6  
} ; @1gURx&2_  
\>}#[?y  
U{bv|vF  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). IbL'Z   
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。 N-&ZaK  
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。 ]jn1T^D'  
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。 <6Y;VH^_  
下面就是产生这个functor的类: njZ vi}m~  
TU2oQ1  
_KkaseR  
template < typename Actor > W2fcY;HZ  
class do_while_actor =3A4.nW  
  { c2,g %(  
Actor act; E8"&gblg  
public : 5#N<~  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} Im!b-1  
@>.aQE  
template < typename Cond > !L q'o ?  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; JhwHsx/  
} ; V_D wHq2  
DTM(SN8R+n  
Lk@+iHf  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 frW\!r{LT  
最后,是那个do_ ts@Z5Yw*!  
83 R_8  
~<O.Gu&"R  
class do_while_invoker m.`I}  
  { Jr;w>8B),  
public : )\VuN-d  
template < typename Actor > sJ^Ff  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const -64 ;P9:A>  
  { '[%Pdd]! E  
  return do_while_actor < Actor > (act); 3`{;E{  
} j6~`C ?(  
} do_; #a~BigZ[G  
 [ OUV!o  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? aG~zMO_)]  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 ?I? ~BWu  
最后来说说怎么处理break和continue D|m0Vj 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。 qC"`i}7  
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