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
  • 7304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 4rx|6NV6  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 3_-#  
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, xq{4i|d)  
'=2t(@aC  
U".-C`4v  
iO@wqbg$6  
  class filler @Q^;qMy  
  { W) _B(;$]  
public : _PaO w%Y9  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} `=*svrmS  
} ; ) ad-s  
M(BZ<,9V  
jQDxbkIuzE  
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: 9f @)EKBK  
[q@%)F  
Q4x71*vy  
cBA[D~s  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); ieI-_]|[  
Hke\W'&  
IlrmXSr  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 EAfSbK3z  
t0q@] 0B5  
oMPQkj;  
71%u|k8|  
二. 战前分析 Ef!F;De)A  
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。 `#ztp)&  
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 #&Ee5xM=  
tFwlx3  
OrBFe *2y  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); D8ly8]H  
  /* --------------------------------------------- */ 5"Yw$DB9  
vector < int *> vp( 10 ); 7Tbkti;  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); I?"5i8E  
/* --------------------------------------------- */ .>YJ9 5&\  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); Ie~~LU  
/* --------------------------------------------- */ 9 2EMDKJ  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); kD>vQ?  
  /* --------------------------------------------- */ &<V~s/n=6?  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); mm8O  
/* --------------------------------------------- */ 2Kidbf  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); k-U/x"Pl  
=Vs<DO{|4q  
0 Yp;?p^  
tTgW^&B  
看了之后,我们可以思考一些问题: J[l K  
1._1, _2是什么? N;HvB:c  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 *"ShE=\p  
2._1 = 1是在做什么? 0u_'(Z-^2  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 gUp0RPs  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 To`?<]8  
'UxA8i(  
0"`skYJ@  
三. 动工 Oq5k4  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 5 %Gf?LyO  
v,0DGR~  
~'3% Qr  
YLGLr @:q  
template < typename T > u W T[6R  
class assignment bRp[N  
  { TE~@Bl;{?c  
T value; H JiP:{  
public : ]@YQi<d2^  
assignment( const T & v) : value(v) {} [w f12P  
template < typename T2 > [78 .%b'  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } %*OJRL`  
} ; ,)1e+EnV&  
e=jO_[  
5MJ'/Fy(  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 bSLj-vp  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment AHGcWS\,X  
N3p3"4_]fy  
_=5ZB_I  
YqgW8 EM  
  class holder Ysu/7o4  
  { 7krA+/Qr(  
public : Fev3CV$  
template < typename T > 7 w,FA  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const L ]c9  
  { x3 |'jmg  
  return assignment < T > (t); DlI5} Jh  
} mI#; pO2  
} ; }c%y0)fL  
?C35   
T*yveo &j  
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: sA}R!  
<h9\A&  
  static holder _1; !$Z"\v'b  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Z > =Y  
-::%9D}P|  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); <>s\tJ  
而不用手动写一个函数对象。 Q%^bA,$&D  
.Er/t"Qs;  
"M^W:4_  
u7WM6X  
四. 问题分析 u,:`5*al{  
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。 }8 _9V|E  
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。 J_ |x^  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 (B<AK4G  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 KTt$Pt/.  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Xkom@F~]  
(14kR  
五. 问题1:一致性 B}+9U  
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?| uFZB8+  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 nD\os[ 3  
[dlH t;S  
struct holder .N&}<T[  
  { mcr#Ze  
  // bK9~C" k  
  template < typename T > ;bX ~4O&v+  
T &   operator ()( const T & r) const TZNgtR{q  
  { 4uAafQ`@H  
  return (T & )r; )Cvzj<Q0  
} kTW g31]~  
} ; Eu.qA9,@U  
=@=R)C4f*  
这样的话assignment也必须相应改动: es+_]:7B9  
ID#qKFFW  
template < typename Left, typename Right > Ks2%F&\cE  
class assignment o~_>p/7;  
  { h^kNM8  
Left l; #UCQiQfP  
Right r; IC.<)I  
public : 8:?Q(M7  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ."Ix#\|x  
template < typename T2 > xWz;5=7a]  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } %%cSvPcz  
} ; U4l*;od  
Tv,.  
同时,holder的operator=也需要改动: iv z?-X4]  
vLFaZ^(  
template < typename T > &9w%n  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const 2vdQ&H4  
  { m4U+,|Fa  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); [S&O-b8A  
} fMEv85@JL  
k.xv+^b9Q  
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:=  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 GHC?Tp   
uj9tr`Zh  
return l(rhs) = r; n vpPmc  
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。 l9NOzAH3  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:  ]RX tC*  
T19rbL_  
template < typename Tp > $K.%un Gm  
class constant_t 5 (21gW9  
  { #w,WwL!  
  const Tp t; .1}rzh}8  
public : !E {GcK  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} B?lBO V4v4  
template < typename T > N~S[xS?  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const t>6x)2,TC  
  { yEpN,A  
  return t; nl-t<#z[  
} AJ?}Hel[0  
} ; =SK+ \j$  
bg1"v a#2  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 4&oXy,8LC  
下面就可以修改holder的operator=了 0qL V(L  
h%1~v$W`  
template < typename T > p17|ld`  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const y@kcXlY  
  { [Zt# c C+  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); }} ``~  
} x?f0Hk+  
UR/qVO?  
同时也要修改assignment的operator() .YjrV+om1  
WpJD=C%  
template < typename T2 > 6R-C0_'h  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } bQXc IIa{  
现在代码看起来就很一致了。 KcmDF4C2  
}c35FM,  
六. 问题2:链式操作 _z<Y#mik  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 cVB|sYdf  
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。 k_K,J 6_)  
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。 e+F}9HR7  
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。 j(Fa=pi  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct > h,y\uV1  
Y/^[qD  
template < typename T > !c4)pMd  
struct result_1 C7b 5%a!  
  { -}_cO|kk  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 5?3Isw`v2  
} ; 5 Q6{(q|M  
~@-QbkC  
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: JNxW6 cK  
g,n-s+  
template < typename T > ^ea RgNz  
struct   ref ~+pg^en  
  { H5AK n*'7  
typedef T & reference; Avs7(-L+s  
} ; 8S.')<-f  
template < typename T > /FP~jV!z  
struct   ref < T &> wGOMUWAt  
  { Jw:Fj {D  
typedef T & reference; vx\nr8'k  
} ; ";)r*UgR{B  
_&; ZmNNhc  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: Ynv9&P  
8qFUYZtY  
template < typename T > hi;WFyJTu  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const E/wQ+rv  
  { DC$7B`#D  
  return l(t) = r(t); 6C:x6'5[  
} kf+JM/  
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。 JdaFY+f :  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ee&nU(pK  
$xRo<,OV+  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 ov\Ct%]  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: F-$Z,Q]S  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 0M#N=%31  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 dr| | !{\  
最后的布局是: Y H<$ +U  
                Add X+`ddX  
              /   \ VFilF<jvu  
            Divide   5 PU^[HC*K  
            /   \ W:VW_3  
          _1     3 ?-pxte8  
似乎一切都解决了?不。 P<>[e9|  
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%IXQ  
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。 -!XrwQyk  
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: 3 R5%N ~  
Ff[H>Lp~  
template < typename Right > u{g]gA8s  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ?JuX~{{. L  
Right & rt) const ~8jThi U  
  { **T:eI+  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); "[awmZ:wo  
} Rz`@N`U  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 v\fzO#vj  
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。 gXq!a|eH  
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。 kk 8R  
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。 t *o7,  
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。 r> Fec  
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? o{9?:*?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: qA UaF;{  
ge^!F>whr  
template < class Action > kj x>  
class picker : public Action @AvM  
  { .>k=A|3G  
public : AU0$A403  
picker( const Action & act) : Action(act) {} Q8 -3RgAw  
  // all the operator overloaded ZvUp#8x(3  
} ; P-[fHCg~  
| d~B]65t  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 d>YmKTk"  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: OF-E6bc  
!c\7  
template < typename Right > X"kXNKV/n  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const >ysriPnQ  
  { .KFA218h*x  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); l!\1,J:}Z  
} p:Iw%eZ:  
w|&,I4["  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > :0B |<~lX  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 J=@hk@Nq#  
1T!cc%ah  
template < typename T >   struct picker_maker Lqg] Fd  
  { vkd *ER^  
typedef picker < constant_t < T >   > result; 6e,Apj 0  
} ; 5_v5  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 3b<: :t  
  { O-i4_YdVt  
typedef picker < T > result; vB Sm=M  
} ; d?JAUbqy  
+<gg  
下面总的结构就有了: l<$rqz3D  
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。 D`V6&_. p  
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。 +z+ F-  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 et@">D%;]  
至此链式操作完美实现。 '^hsH1  
k - FB  
,(6)ghr  
七. 问题3 dI!8S  
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。 w"q-#,37j  
ot^q}fRX  
template < typename T1, typename T2 > 6@&fvf  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 6e*%\2UA  
  { jh>N_cp  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 37#cx)p^f  
} F@g17aa  
eUYZxe :6  
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: P=2wkzeJj  
w(/7Jt$  
template < typename T1, typename T2 > sD{ j@WEZ  
struct result_2 bdCykG-  
  { aXC!t  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; SK?I.  
} ;  64SW  
Ocybc%  
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? `4_c0 q)N4  
这个差事就留给了holder自己。 J l\'V  
    3]N q@t  
wXz\NGW  
template < int Order > Qy/uB$q{A  
class holder; #kj~G]QA  
template <> ]Z=Ij gr$  
class holder < 1 > ># INEO  
  { &i)helXs]  
public : )u<eO FI+  
template < typename T > H*GlWgfG  
  struct result_1 JT}.F!q6E  
  { TopHE  
  typedef T & result; Zgy7!AF!  
} ; _FT6]I0  
template < typename T1, typename T2 > 0fA=_=A,  
  struct result_2 [O(m/  
  { |88CBiu}  
  typedef T1 & result; GKCM|Y  
} ; Oc#>QZ3  
template < typename T > 3EI]bmi~  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const  ![ a  
  { 9976H\{  
  return (T & )r; c+~Lp SQ  
} >:%BNeO  
template < typename T1, typename T2 > #,TELzUVE  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const fa4=h;>a+  
  { 5} G:D  
  return (T1 & )r1; yWNOG 2qAP  
} &f"T,4Oh  
} ; 7|Xe&o<n  
se#@)LtZ  
template <> MF^_Z3GS'  
class holder < 2 > i*'Z3Z)  
  { ;?zF6zvQ  
public : 07FT)QTE  
template < typename T > fCg@FHS&^  
  struct result_1 V3Yd&HVWNQ  
  { G0Hs,B@5?  
  typedef T & result; XC2FF&B&  
} ; 8TW5(fl  
template < typename T1, typename T2 > GB =bG%Tb  
  struct result_2 bJwc1AJgH  
  { `0rRKlbj4  
  typedef T2 & result; hXc}r6<B  
} ; AX;c}0g  
template < typename T > '$?du~L-  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 'AWp6L@  
  { F5U|9<  
  return (T & )r; sBU_Ft  
} N}DL(-SQ3  
template < typename T1, typename T2 > ' Rc#^U*n  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const or!!s 5[d  
  { e}e6r3faz  
  return (T2 & )r2; {yS;NU`2  
} ws[/  
} ; 7E\g &R.  
T)~!mifX  
\2>3Opt  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 #|?8~c;RWG  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: xp^ 7#`MJ?  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: e1UITjy  
f3 vF"O  
return l(i, j) = r(i, j); BPewc9RxV  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) P$OUi!"  
$''UlWK  
  return ( int & )i; 1x{kl01m%  
  return ( int & )j; _C$X04bU3V  
最后执行i = j; XXm'6xD-  
可见,参数被正确的选择了。 bcn7,ht  
bb1  f/C%  
#q;z8 @  
|z*>ixK  
#x)8f3I  
八. 中期总结 (hN?:q?'  
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: #kci=2q_  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 Ha)np  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 =k_UjwgN^  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor r^5jh1  
\<V)-eB   
En\Z#0,V  
8k H<$9  
3+V#[JBJv  
jkt 6/H  
九. 简化 (A4&k{C_  
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。 e2wvc/gG6  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 F&az":  
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: h/?6=D{  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 SY T$3|a  
  +-*/&|^等 ;MPKJS68@  
2. 返回引用。 9go))&`PJL  
  =,各种复合赋值等 oj@g2H5P  
3. 返回固定类型。 CmnHh~%  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) F>-}*o  
4. 原样返回。 m#n]Wgp'  
  operator, *|KVN&#  
5. 返回解引用的类型。 x<>YUw8`  
  operator*(单目) P)hi||[  
6. 返回地址。 ;_N5>3C:  
  operator&(单目) aq$q ~,E  
7. 下表访问返回类型。 p[qg&VKB  
  operator[] yWY|]Pp  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 J>h;_jA  
  operator<<和operator>> EEwWucQ  
c1#+Vse  
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。 GHG,!C  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 6|#g+&[  
) EXJ   
template < typename Left > ]0-<>  
struct value_return 4Jykos2  
  { QNg\4%  
template < typename T > FmD +8=  
  struct result_1 x<F$aXOS  
  { iRve)   
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ix*muVBj.  
} ; tvpN/p  
0T9. M(  
template < typename T1, typename T2 > " " %#cDR  
  struct result_2 LGVlc@0'  
  { |,sM ST%  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; `D2Mss$!  
} ; ArXl=s';s4  
} ; t9` Ed>a  
Ct!S Tk[2  
!*vBW/  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait vD26;S.y[a  
X"<|Z]w  
下面我们来剥离functor中的operator() 9/3;{`+[a  
首先operator里面的代码全是下面的形式: {7X~!e|w  
ri=+(NKo-  
return l(t) op r(t) >rf5)Y~f  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) GFL-.? 0  
return op l(t) %l|\of7P2}  
return op l(t1, t2) |';7v)CIG  
return l(t) op ,LUTHWEo"I  
return l(t1, t2) op k|B2@{  
return l(t)[r(t)] -oh7d$~  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 8xTix1u0  
vYnftJK&  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: V^rW?Do  
单目: return f(l(t), r(t)); 8zmv 5trt  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); jQ$BPEG&X  
双目: return f(l(t)); zP nC=h|g  
return f(l(t1, t2)); 0>@[o8  
下面就是f的实现,以operator/为例 $ $4W}Ug3U  
fM ^<+o@  
struct meta_divide 6+PGwCS  
  { W[|[;{  
template < typename T1, typename T2 > 7'eh)[T  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) F,pCR7o>  
  { ; k}H(QI  
  return t1 / t2; ~L'nz quF  
} f#OQ (WTJE  
} ; ZqK]jT6V/X  
i@,]Z~]  
这个工作可以让宏来做: T4GW1NP  
N`1r;%5  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ lRND  
template < typename T1, typename T2 > \ P']Y( !L  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; *rf$>8~$n  
以后可以直接用 aR)?a;}H  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ik\S88|  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 7>,rvW:]  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) 1VLLo~L%  
.'lN4x  
&HL{LnLP@/  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 oD0EOT/E  
H[nz]s  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 7zGMkl  
class unary_op : public Rettype a5V=!OoMk  
  { o5 WW{)Q  
    Left l; _9kIRmT{  
public : Tl3"PIb  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 6K 4+0xXv  
d~`-AC+  
template < typename T > W4vBf^eC  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const RIjM(P  
      { ;rHz;]si  
      return FuncType::execute(l(t)); /b{HG7i\  
    } [`nY2[A$  
9L"?wv  
    template < typename T1, typename T2 > fS I%c3  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const * nCx[  
      { I?M@5u  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); ^'W%X  
    } x+^Vg3 q  
} ; 4_Y!elH)  
5;Ia$lm=y  
%6i=lyH-  
同样还可以申明一个binary_op 5~l2!PY  
=]b9X7}  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > gZ`DT  
class binary_op : public Rettype `bqzg  
  { |Fp'/~|w2d  
    Left l; wd+O5Lr.R  
Right r; .bfST.OA  
public :  ?Ib}  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} b:Dg}  
/ O)6iJ  
template < typename T > >{XScxaB`  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const !Uy>eji}  
      { >'Hx1;  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); |yv]Y/ =  
    } c&e0OV\m  
^Y 7U1I  
    template < typename T1, typename T2 > ZNL5({lv  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const s=U\_koyH  
      { xJc.pvVPw  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); [YE?OQ7#  
    } 6b#~;  
} ; s<VJ`Ur  
LyP`{_"CM  
a}yR p  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 VDn:SGj5  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 )7AM3%z1?  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) <kbnu7?a*  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。  MYx88y  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! !I7?  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 %zflx~  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 #Fzb8Yo  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) 1eiw3WU;  
下面是修改过的unary_op - 0DZ::  
FG# nap{  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > vJThU$s-  
class unary_op vZk9gGjk  
  { 7@a\*|K6  
Left l; Wr#~GFg  
  ?(Bl~?zD  
public : eJaUmK:  
9b%j.Q-W  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} I>hmbBlDv  
3?^NN|xg  
template < typename T > a7*COh  
  struct result_1 ]bu9-X&T&  
  { JMePI%#8  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; z Lw(@&  
} ; 8!4[#y<  
5L3{w+V  
template < typename T1, typename T2 > ' &N20w  
  struct result_2 cNeiD@t3V&  
  { KBj@V6Q  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; y#e ?iE@  
} ; r\RFDj  
hXTYTbTX  
template < typename T1, typename T2 > Q@Dkl F  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const )Y8qWJU  
  { WKOI\  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); c/RT0xql*  
} eA&t %  
Gym#b{#":  
template < typename T > ZQ|gt*  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const `#p< rfe  
  { z L8J`W  
  return OpClass::execute(lt(t)); X2{`l8%Ek  
} QA,*:qx  
q;No"_aAd  
} ; D}Au6  
QH:>jmC{1h  
cqjl5UB  
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 ``6{T1fQS  
好啦,现在才真正完美了。 4UVW#Rw{  
现在在picker里面就可以这么添加了: 1VGpq-4*j  
xy vND  
template < typename Right > j@CKO cn2  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const G g(NGT  
  { yZ|+VXO  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); R` 44'y|  
} ?(>k,[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。 X&.:H~xS+  
Nuo^+z E   
~f .y:Sbb  
IqXBz.p  
Fr2kbQTg;  
十. bind W7$s5G,  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 "R8.P/ 3  
先来分析一下一段例子  }Zt.*%  
R)Q/Ff@o0  
l[Tt[n  
int foo( int x, int y) { return x - y;} @wMQC\Z  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 |SxMN %M!  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 %fBP:5%K  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 4?v$<=#21*  
我们来写个简单的。 r:73uRk  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: G LoiH#R  
对于函数对象类的版本: {wHvE4F2  
2+o!o  
template < typename Func > ^glX1 )  
struct functor_trait OgQntj:%lN  
  { 9lKRL'QR  
typedef typename Func::result_type result_type; }|SIHz!R  
} ; "% SX@  
对于无参数函数的版本:  w"BIv9N  
t@6w$5:}  
template < typename Ret > *.:!Ax  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 1y 1_6TZ+  
  { Q7L)f71i  
typedef Ret result_type; pL8H8kn  
} ; ~Po\ En  
对于单参数函数的版本: " cNg :  
)=y.^@UT@  
template < typename Ret, typename V1 > $,.3&zsy  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > $.``OxJk%  
  { [#IBYJ.6  
typedef Ret result_type; ftxTX3X  
} ; gji*Wq  
对于双参数函数的版本: Qg[heND  
b$dBV}0 L  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 >  8>ESD}(  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > xC'mPcU8  
  { q)vK`\Y  
typedef Ret result_type; )sRN!~  
} ; j{)fC]8H  
等等。。。 l},dQ4R  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ijE<spG  
CcBQo8!G  
template < typename Func >  ccRlql(  
struct func_return )4@M`8  
  { J`4Z<b53  
template < typename T > Y$>+U  
  struct result_1 PL9<*.U"=  
  { *3 !(*F@M,  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; dr.**fGYde  
} ; 7qpzk7X?pR  
9z+vFk`  
template < typename T1, typename T2 > 0,:iE\  
  struct result_2 $|rCrak;  
  { [+y &HNf  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; DE5d]3B  
} ; C?8PT/  
} ; keae.6[  
?Y%}(3y  
w8G7Jy  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 LFl2uV"  
BQ).`f";d  
template < typename Func, typename aPicker > $I\))*a  
class binder_1 d:A\<F  
  { +d.u##$  
Func fn; _L8Mpx*E  
aPicker pk; C(f$!~M4b  
public : _c[|@D  
3xRM 1GgO  
template < typename T > n/xXQ7y  
  struct result_1 |!{ z? i  
  { KrJ5"1=  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; #c6ui0E%;t  
} ; ~azF+}x90N  
43+EX.c  
template < typename T1, typename T2 > f#*h^91x  
  struct result_2 f;e_04K  
  { :x8Jy4L  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 0Ulxp  
} ; 5P-K *C&  
$Vo/CZW7  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 8FAT(f//.  
^!q 08`0  
template < typename T > eVJ= .?r  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const s[Y)d>~\$=  
  { n>u.3w L  
  return fn(pk(t)); wYZy e^7  
} W/b"a?wE{  
template < typename T1, typename T2 > s.f`.o  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const d&/^34gn  
  { )C'G2RV  
  return fn(pk(t1, t2)); X7t 5b7  
} uCY(:;[<  
} ; F~tm`n8Z  
@~JB\j9  
P]|J?$1K  
一目了然不是么? y2oB]^z&n  
最后实现bind 1[26w_B3  
>`<Ued  
Mr$# e  
template < typename Func, typename aPicker >  aeEw#  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) OG0r4^6Ly  
  { 7xX;MB &  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); Is4%}J!8  
} :Tlf4y:/w  
*>E I2HX  
2个以上参数的bind可以同理实现。 8dV.nO  
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。 l\q*%'Pe  
s@[C&v  
十一. phoenix f 1sy9nQs  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: sjkWz2]S  
C4&U:y<ju  
for_each(v.begin(), v.end(), b7?U8/#'  
( MDMtOfe|  
do_ }v_p gatC  
[ szf"|k!  
  cout << _1 <<   " , " Zkf 3t>[  
] *54>iO- c  
.while_( -- _1), JoZqLy!@  
cout << var( " \n " ) &{X{36  
) r^?)F?n!  
); aR`_h=a  
EJ WOXxU  
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:  f$:7A0  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor E"Ya-8d=  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 kWzuz#  
那么我们就照着这个思路来实现吧: j lYD~)  
FZ[@])B  
X=rc3~}f  
template < typename Cond, typename Actor > '"!z$i~G=  
class do_while `,F&y{ A  
  { u5xU)l3  
Cond cd; BNAguAxWo  
Actor act; #E- VW  
public : k98< s  
template < typename T > 7P3 <o!YA  
  struct result_1 KzEuPJ?  
  { >2l13^Y  
  typedef int result_type; l.__10{  
} ; !^c:'I>~  
o|R*POM  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} "Y"t2l_n  
FK4nz2&4  
template < typename T > A)b)ff ,  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const tIz<+T_  
  { ig2{lEkF  
  do R`0foSq \M  
    { 8zP:*|D  
  act(t); tc+GR?-7W  
  } t_[M &  
  while (cd(t)); GM)\)\kNF  
  return   0 ; MgJ%26TZ  
} 3a'Rs{qxn  
} ; v#Cz&j  
W0+gfg  
37j\D1Y  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). eT7!a']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。 ?z\q Mu  
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。 F&W0DaH  
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。 .ujs`9d_-  
下面就是产生这个functor的类: <7_ |Q   
1g~Dm}m  
m.\ >95!  
template < typename Actor > W~XV  
class do_while_actor 4kW 30Ma  
  { wx]+*Lzz  
Actor act; 8ktjDs$=.:  
public : A }>|tm7|  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} )64LKb$  
HGP%a1RF#  
template < typename Cond > R9b/?*%=9  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; O:oU`vE  
} ; .u&&H_ UmE  
KKeb ioW  
SY!`a:It  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 4_6W s$x  
最后,是那个do_ RZ#alFL,  
JfZL?D{NM  
C?GvTc  
class do_while_invoker Zd[y+$>  
  { 2.fyP"P L  
public : T[Z <bW~0  
template < typename Actor > 2]of SdM  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ,XWay%8{E  
  { HMEs8.  
  return do_while_actor < Actor > (act); ?G~/{m.  
} WrE-Zti  
} do_; p0}+071o%  
>cwJl@wx-  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? <r_P? lZW  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 >5Q^9 9V  
最后来说说怎么处理break和continue Pi&fwGL  
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。 B|]t\(~$ [  
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